发酵工程教案

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1、教案2013~2014学年第一学期系（部）室生物工程与环境科学系课程名称发酵工程专业、年级、班级11级生物工程专业1~2班主讲教师罗永兰周毅长沙学院教务处75授课时间：2013年下学期本教案适用专业：生物工程专业课时安排记分标准总学时：48学时理论学时：40学时实验学时：8学时总分：100分期末理论考试：70%实验成绩：10%考勤：10%作业成绩：10%教材：徐岩主编，《发酵工程》，高等教育出版社，2011年。主要参考书：蒋新龙主编，《发酵工程》，浙江大学出版社，2010年。刘冬、张学仁编，《发酵工程》，高等教育出版社，2007年。

2、李艳主编，《发酵工程原理与技术》，高等教育出版社，2007年。葛绍荣，乔代蓉，胡承主编，《发酵工程原理与实践》，华东理工大学出版社，2011年。75授课内容及学时分配理论部分:第一章绪论………………………………………2学时第二章发酵原理及处理…………………………4学时第三章水和空气的处理…………………………4学时第四章工业发酵染菌的控制……………………4学时第五章发酵菌种及种子的扩大培养……………4学时第六章发酵工艺条件的控制……………………8学时第七章发酵动力学………………………………4学时第八章发酵产物的提取与精制…………………

3、4学时第九章微生物发酵产品…………………………6学时实验部分:发酵罐的构造及操作……………………………2学时摇瓶（液体）发酵………………………………3学时固体发酵…………………………………………3学时75第一章绪论课时安排：2学时教学目的与要求：本章教学目的在于使同学们对发酵、发酵工程、发酵工业有一个初步了解，为发酵工程后续内容的学习奠定基础。并要求同学们掌握相关定义，了解发酵及发酵产品的类型、发酵工程的基本要求及组成、发酵工业的必备条件。授课内容：1、发酵概述2、发酵工程概述3、发酵工业本章重点1、发酵的定义、发酵的类型、发酵产品

4、的类型2、发酵工程的定义、基本要求及组成3、发酵工业的定义、必备条件及发酵工业的范围教学方式、手段、媒介：多媒体与板书相结合授课过程第一节发酵概论一、发酵的定义发酵定义的形成过程：发泡→微生物的无氧呼吸→培养微生物获得产物→培养生物细胞获得产物。•发酵即发泡：“发酵”（Fermentation）一词是拉丁语“沸腾”（fervere）的派生词，它描述酵母菌作用于果汁或谷物内的产生酒精和CO2。由于CO2气体的产生，便产生起泡现象。•狭义发酵即微生物的无氧呼吸：微生物利用有机化合物进行无氧呼吸产生能量的过程。•广义发酵：利用在有氧或无氧

5、的条件下培养微生物而获得代谢产物或菌体的的过程。75•发酵的完整定义：利用培养生物细胞来获得产物的全过程。二、发酵的类型：从不同的角度分类•按发酵原料分类糖类物质发酵石油发酵废水发酵•按发酵产物分类氨基酸发酵有机酸发酵抗生素发酵酒精发酵维生素发酵酶制剂发酵•按发酵形式分类固体发酵液体发酵•按发酵工艺流程分类分批发酵连续发酵流加发酵•按发酵过程对氧的需求分类厌氧发酵通风发酵三、发酵产品的类型•以菌体为产品：工业生产的微生物体，可分为二种：供制备面包用的酵母；作为人类或动物的食物的微生物细胞（单细胞蛋白质）。•以微生物的酶为产品：工业上

6、，曾由植物、动物和微生物生产酶。75微生物的酶可以用发酵技术大量生产，是其最大的优点。而且与植物或动物相比，改进微生物的生产能力也方便得多。酶的生产是受到微生物本身严格控制。为改进酶的生产能力可以改变这些控制，如在培养基中加入诱导物和采用菌株的诱变和筛选技术，以消除反馈阻遏作用。•以微生物的代谢产物为产品：分为：初级代谢产物：氨基酸、核苷酸、蛋白质、核酸、脂类和碳水化合物次级代谢产物：有些微生物的稳定期培养物中所含有的化合物，并不在营养期时出现，而且未见到对细胞代谢功能有明显的影响。例如，抗生素•生物转化过程生物转化：生物催化剂（生

7、物细胞或其产生的酶）将一种化合物转化成化学结构相似，但在经济上更有价值的化合物的过程。转化反应包括：催化脱氢、氧化、羟化、缩合、脱羧、氨化、脱氨化或同分异构作用。（中间产物）第二节发酵工程概述一、发酵工程的定义采用现代工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，为人类生产有用的产品，或直接把微生物应用于工业生产过程中的一种新技术。二、发酵工程的基本要求1、发酵设备：种子罐、发酵罐、灭菌设备、无菌空气制备设备、连接管道及阀门。2、合适的菌种：具有相应代谢途径、细胞膜通透较强，在细胞内不积累代谢产物菌种。3、合适的培养基：包括微生物生长、代

8、谢所必须的营养物质，适宜的pH。4、有严格的无菌生长环境：发酵原料、发酵设备、发酵所需氧气及整个发酵过程必须严格无菌。三、发酵工程的特点1、发酵过程一般来说都是在常温常压下进行的生物化学反应，反应安全，要求条件简单；2、发酵所用的原料