生物技术专业发酵工程教学大纲_生物技术专业教学大纲

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《发酵工程》课程教学大纲

课程名称（英文）：Fermentation Engineering

课程类型：学科基础课

学时：60

学分：4

适用对象：生物技术、生物科学

一、课程的性质、目的和任务

本课程是生物技术和生物科学专业必修专业基础课之一。在《化工原理》、《物理化学》、《微生物学》、《生物化学》等课程基础上开设。与同期开设的《细胞生物学》、《分子生物学与基因工程》等课程构成生物技术领域主干学科的骨架。这些课程与本课程有着密切的联系和分工。本课程以讲授发酵工程生产中各个分支领域共性的工艺的基本原理和生产技术为主。以本课程为基础为生物学科理科专业的学生工程学科的概念和基础，同时为生物技术其他学科技术奠定应用所必须的基础知识。

二、教学基本要求

发酵工程课是一门综合性很强的课程，涉及到数学、化学、生物学、生物化学、微生物学、物理化学、有机化学、化工原理等多个学科，基础理论性和实践性均很强，同时要求基础理论和生产时间密切结合。在课程讲授过程中，将要按照微生物发酵生产的全过程阐明各个阶段、各种产品生产的原理和技术，讲解理论知识的同时，又重点突出生产的工艺操作和控制技术等实际问题。因此，该课程需要在理论教学的同时，配合生产实践的实习、实验的实践环节，也要求学生建立实际生产的概念，在参观实习和社会实践中巩固本课程的教学效果，学生必须利用实验、参观、实习、社会实践等机会，培养分析问题和解决问题的能力。学生通过该课程的学习将会缩短理论与生产实践的距离，建立用理论知识分析和解决生产实际问题的概念和能力，动手能力也将有所提高。

三、课程内容及学时分配

第一章 绪论（4学时）

熟悉发酵工程的一般概念；了解发酵工业的范围、特点、发展历程及发展趋势；掌握发酵工艺生产的一般培养方法和过程。了解现代发酵工程与生物技术的关系，了解高新技术发展的动态并掌握高新技术概念和生物生产的基本过程；

第二章发酵工业菌种与种子的扩大培养（8学时）

了解发酵工业常用的微生物菌种及要求；熟悉发酵工业微生物菌种的分离和选育工作并掌握分离和育种的原理和技术；熟悉发酵工业微生物菌种的衰退的原因、复壮的措施和保藏的方法；掌握菌种扩大培养原理和技术。

第三章发酵原料和培养基及制备（4学时）

了解培养基营养成分的来源和配制培养基的基本原则；了解发酵生产培养基的组成成份及其在发酵中的作用；掌握影响培养基质量的因素及控制措施。熟悉淀粉糖的制备原理、方法和工艺过程；了解淀粉以外原料，如糖蜜、石油代粮发酵的原料和其他发酵原料等作为发酵原料的对发酵生产的影响。

第四章 灭菌及空气净化（4学时）

了解的灭菌的原理及方法；掌握微生物热死动力学；掌握影响灭菌效果的因素及控制方法；重点掌握分批灭菌和连续灭菌的工艺过程及操作要点。

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了解无菌空气的制备方法；掌握空气介质过滤除菌的工艺过程。第五章微生物发酵动力学（4学时）

了解微生物反应模式和发酵的方法，了解分批培养、补料分批培养和连续培养的概念及特点；掌握分批培养过程的基本动力学方程。第六章 氧的供需和传递（4学时）

了解供氧和微生物的需氧及影响微生物需氧量的因素；掌握氧在溶液中的传递理论；掌握影响供氧和氧传递速率的主要因素及其控制方法。了解溶解氧的测定方法。

第七章发酵过程的工艺控制（4学时）

了解发酵过程的主要控制参数及代谢的变化规律；掌握温度、pH值、溶解氧浓度、菌体浓度、基质浓度、补料和泡沫的影响及其控制方法。第八章 发酵生产染菌及其防治（4学时）

了解发酵的异常现象及原因分析；重视染菌对发酵的影响；了解染菌的原因、杂菌污染的途径；掌握染菌的防治措施。

第九章现代生物技术在发酵工业中的应用（4学时）

了解固定化酶与固定化细胞发酵技术；了解基因工程菌发酵技术；了解动物细胞的大规模培养技术；了解植物细胞的大规模培养技术。

第十章发酵工业下游技术简介以及发酵液的预处理技术（2学时）

了解发酵液的一般特性和下游技术新概念、新技术、新产品和新装备；掌握发酵液特性改变和发酵液相对纯化的方法和技术；掌握固液分离工程的原理和技术 第十一章微生物细胞破碎（2学时）

熟悉各类微生物的细胞壁组成；掌握常用的细胞破碎方法和破碎率测定技术。第十二章沉淀提取技术（4学时）

了解沉淀法的一般原理；掌握等电点法、有机溶剂法、盐析法提取产品的原理和简单过程。第十三章吸附法提取技术（2学时）

了解吸附剂的种类，掌握活性炭和离子交换树脂脱色的原理和技术。第十四章萃取和浸取（4学时）

了解萃取和浸取的一般概念；了解超临界CO2流体萃取技术、双水相萃取技术和反胶团萃取技术的原理和一般方法。第十五章膜分离过程（2学时）

了解膜分离的一般原理；了解膜分离的基本理论和反渗透、超滤、微孔过滤、纳米过滤技术。

第十六章清洁生产技术（2学时）

了解清洁生产的概念和实现清洁生产的途径。考试（2学时）

四、实验教学内容及要求

本课程教学需配合发酵工程实验和认识实习进行，要求学生认真进行实验操作和参观实习，并完成实验报告和实习报告。在理论教学的同时，每章后配合有思考练习题，使学生综合所学的内容、灵活应用所学知识以书面的形式完成。

五、教材及参考文献

《发酵工业概论》，李艳，中国轻工业出版社

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《微生物工程工艺原理》，姚汝华，华南理工大学出版社 《发酵工艺原理》，熊宗贵，中国医药科技出版社 《生物工业下游技术》，毛忠贵，中国轻工业出版社 《生化生产工艺学》，梅乐和等，科学出版社 《生物工艺学》，俞俊棠等，华东化工大学出版社 《生物工艺原理》，贺小贤，化学工业出版社

大纲制定：李艳制定日期：

大纲审定：

年月日3﹒

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