发酵工程_韩北忠_教案

中国农业大学

食品学院教案

课程名称：发酵工程学

教材名称：俞俊棠，唐效宣主编的《生物工艺学》

授课对象：食品学院生物工程专业本科生05 级（共30 人）开课时间：2007 年春学期1-14 周

开课地点：东校区

讲课学时：40学时

主讲教师：刘萍，韩北忠，陈晶瑜

工作单位：食品学院

编写时间：2006-2007 年

第一章：绪论

学时：2

主要内容：发酵工程

教学目标：掌握发酵工程的基本知识；了解发酵工程的一般工艺过程和工艺发展趋势。

教学重点为：

1．发酵工程的概念和研究内容

2．发酵工程的发展历史和研究方法

3．发酵工程的主要学习方法

教学难点是：

1．发酵工程的一般工艺过程和

2．发酵工程发展趋势需要在学习中时刻做到理论联系实际

主要教学方法：讲解，看投影片，举例说明，问题讨论

课程进展流程：

1、课程导入（时间：5分钟）

介绍本节课程讲授内容的总体框架，以对比发酵与发酵工程的区别导入本节课程的第一个内容：发酵工程定义。

出示图片：微生物与发酵工程设备图

引导学生观察发酵工程在工厂中的发酵工程操作。

2、课程讲授

（1）发酵工程定义（5分钟）

提问并讨论同学们自己眼中的发酵工程，引入生化角度、传统角度及现代工为上发酵工程的定义。

（2）发酵工程组成（10分）

引入发酵工程主要图片，并分别讲授什么是发酵工程上游、代谢控制和及下游工程。对发酵工程上每一步骤进行详细解释，使同学们从整体上了解通过发酵工程生产出产品的全过程。

（2）发酵工程研究内容（10分）

从整体上介绍发酵工程研究的内容，并对每一个知识点进行讲解，结合图作分析说明。

（3）发酵工程工艺流程（15分）

根据流程图每一步骤进行讲解，并详细分析每步骤间的关系，使同学们从大面上了解发酵工程主要涉及哪些操作环节。

通过实物图片与流程图的比较，从直观上掌握发酵工程的工艺流程。

（4）发酵工程的历史研究进展（15分）

分年四次重大发酵工程的历史变革发生的背景特点，以及与现代经济发展的关系，举例目前采用不同历史发酵生产手段生产的产品如：青霉素、葡萄酒、氨基酸、基因重组。

（5）发酵工程的应用（40分钟）

从整体上介绍发酵工程的应用主要包括：以微生物细胞为产物；以微生物代谢产物为产品；以微生物酶为产品；生物转化或修饰化合物；微生物特殊机能的利用。

分别介绍每个领域目前如何应用发酵工程，总结发酵工程在食品工程、酶工业、氨基酸工业、有机酸工业、饲料工业、新材料开发、生物化工、环境保护方面的大致应用现状，并选择一个例子详细介绍利用发酵工程生产该产品的优势、该产品生产的关键环节及目前该产品的市场份额和发展空间，激发同学们学习发酵工程的兴趣。

三、本节课总结：（时间：5分钟）

本节课讲了4个问题，其中掌握发酵工程定义、组成及主要内容是这节课的重点内容，也是难点内容，要求同学们重点掌握。学习发酵工程的内容及应用，将有助于激发同学们学习发酵工程的热情，同时从整体上对发酵工程有一个概况性地了解。

第二章：工业微生物菌种的选育与保藏

学时：4

主要内容：

（1）工业菌种筛选思路、程序及注意事项；

（2）培养分离中要解决的问题，自然界细菌、真菌、放线菌、酵母的分离方法；（3）常用工业菌种育种的方法；

（4）诱变、基因转移、基因重组的原理及操作方法；

（5）不同微生物菌种保藏原理、方法及各自的应用优缺点。

教学目标：掌握工业微生物菌种选育常用方法及过程，掌握菌种的保藏方式。

教学重点为：

1．菌种的筛选

2．工业微生物的育种

3．不同菌种的保藏方法

教学难点是：

1．菌种选育筛选条件（筛子）的确定

2．保存菌种活力的实用方法

主要教学方法：讲解，看投影片，举例说明，问题讨论

课程进展流程：

1、课程导入（时间：5分钟）

回顾发酵工程流程，强调微生物菌种在其中的重要性，引入本章主要内容。

2、课程讲授

（1）工业菌种筛选思路、程序及注意事项；（45分）

●引入菌种来源的图片，并分别讲授菌种目前筛选的程度、菌种来源的方法、

及各方法的优缺点。

●出示菌种筛选方法的6个步骤的示意图，每个步骤具体操作的原理、注意

事项；针对不同菌种如放线菌、霉菌、细菌和酵母分别介绍采样地点的选

择、采样后的处理、菌体的增殖培养、涂布平板的方法及各自优缺点的分

析。

●筛选方法即常用筛选模型的用途，分别引入图片显示抑菌圈法、显色法、

透明圈法的使用与评判标准。

（2）常用工业菌种育种的方法（80分钟）

●从达而文的进化论引入自然突变的事实，介绍微生物育种的机理；

●分别介绍传统诱变育种、基因工程和原生质体融合三种常规微生物育种的

原理、引入图片分析诱变后菌种形态特征的改变，引入流程图分别讲述常

规育种方法的优缺点及应用范围。

（3）不同微生物菌种保藏原理、方法及各自的应用优缺点（70分钟）。

●承上微生物的突变机理，引入工厂化控制菌种质量的重要性；

●分别介绍微生物菌种保藏的5种方法的原理、操作方法、实际应用的优缺

点。

●举例：目前国内外直投式酸奶菌种的生产菌种来源、生产方式、菌种保持

活力方法及原理；三株口服液菌种保存活力的方法，将理论与实际联系起

来论述菌种的重要性及保存菌种活力的关键性。

第三章：发酵工艺条件的优化

学时：4

主要内容：

第一节培养基的选择和确定

第二节培养条件的确定

教学目标：熟悉发酵工艺确定的参数要求，掌握发酵工厂化生产放大对发酵工艺不同要求。

教学重点为：

1.通过碳源、氮源、微量元素、生长因子的不同组合确定发酵培养基

2.通过培养温度、pH、种龄、接种量、通风、发酵时间等确定发酵条件。

3.根据菌种特点掌握菌种放大工艺。

教学难点是：

1．发酵培养基的确定

2．发酵条件的确定

主要教学方法：讲解，看投影片，举例说明，问题讨论

课程进展流程：

第一节发酵培养基的确定（100分钟）

●引入平板图片、试管斜面图片和三角瓶培养基图片，讲解培养基的定义。

●引入鱼在鱼缸里与微生物在培养基里的对比，讲解微生物与培养基之间的作用关系及培养基成份的即时变化性。

●从培养基对微生物的重要性引入培养基的组成类别，分为碳源、氮源、微量元素和生长因子，并举例说明常用的培养基原料如玉米面、豆饼粉、麦芽汁，课常讨论这些原料可归为培养基中的哪些营养成份。

●发酵生产中的培养基类型：根据物理物点及培养目的将发酵培养基分为不同类型，引入图片介绍斜面培养基、液体培养基和发酵培养基的用途/特点。