《食品发酵工程》课程理论教学大纲.PDF

《食品发酵工程》课程理论教学大纲 课程编号 学时：48 学分：3 先修课程：《微生物学》、《生物化学》、《药物化学》 一、课程性质和任务 本课程是生物工程专业的专业方向课、生物制药专业的专业选修课，通过本课程的学习，使学 生掌握从培养基配置、菌种与种子扩大培养、发酵机制、发酵过程中间参数的控制到发酵终点判断、 发酵产物的提取与精制的方法的整个发酵过程体系，掌握发酵动力学、发酵的放大过程理论、废水 的生物处理法、发酵工程相关技术与经济学等。了解固定化技术在发酵中的应用，了解相关药物的 生物合成和发酵生产过程，为完成相应专业的学习打下良好的理论基础。 二、教学内容和要求 （一）课程基本要求： 学生学习本课程之前，应先修微生物学、生物化学、药物化学、有机化学、无机化学等课程。 学习了本课程以后，在识记、领会、分析应用三个能力层次上，对学生掌握知识的深度 和应用知识的能力的基本要求是： （1）识记：应能识记发酵工程的有关概念、原理、方法的涵义，并能表述和判断其是与非。 （2）领会：在识记的基础上，能较全面的掌握发酵工程的基本概念、基本原理、发酵技术，能 表述基本内容和基本道理，分析相关问题的区别与联系。 （3）分析应用：在领会的基础上，能应用发酵的基本概念、基本原理和发酵技术，阐释常见发 酵中微生物的工业菌种的放大，发酵机制，发酵工艺过程的控制，发酵产物的提取与精制过程。分 析有关的发酵过程，并能应用有关原理与技术设计简单发酵过程。 （二）课程的主要内容如下： （1）发酵绪论（2 学时） 掌握发酵的概念，发酵工艺的表面培养法和深层培养法。了解发酵工业的发展史、范围，了解 发酵工业的现状和今后的发展方向。 （2）菌种与种子扩大培养（2 学时） 掌握菌种的保藏方法，菌种选育的方法，菌种退化及预防菌种衰退的措施与菌种复壮的概念， 大规模工业生产用微生物的培养方法，了解菌种与种子的扩大培养，了解影响种子质量的主要因素。 （3）培养基的制备与灭菌（3 学时） 掌握培养基的类型，培养基灭菌的方法和原理，灭菌时间的计算。淀粉水解糖的制备方法，谷 氨酸发酵的糖蜜预处理方法。了解发酵培养基的选择，原料转换及意义，淀粉酸水解理论基础，纤 维素代粮发酵，生物合成的前体物质，发酵过程中的促进剂和抑制剂。 （4）糖厌气性发酵产物的累积机制（2 学时） 掌握糖酵解途径的特点，乙醇的生成机制，同型乳酸发酵和异型乳酸发酵机制。了解糖酵解的 调节机制，甘油合成机制。 （5）氨基酸和核苷酸发酵机制（4 学时） 掌握谷氨酸生物合成途径和调节机制。了解氨基酸发酵的代谢调控。了解核苷酸的生物合成途 径。 （6）抗生素的发酵机制（3 学时） 掌握微生物初级代谢与次级代谢的概念，抗生素生物合成的类型，青霉素、链霉素的一般结构， 抗生素生物合成的调节机制。了解微生物的次级代谢与初级代谢的关系。了解几种抗生素的生物合 成。 （7）微生物发酵动力学（6 学时） 掌握分批发酵、连续发酵和补料分批发酵的动力学方程、微生物的生长曲线、Monod 方程及其 求解方法。了解发酵过程中质量平衡和能量平衡。 （8）发酵过程的控制（10 学时） 掌握呼吸强度、耗氧速率、气体溶解过程的双膜理论、溶氧系数的测定、空气除菌的方法、介 质过滤除菌的分类和机理、介质过滤的效率。了解发酵过程溶解氧的变化，溶解氧控制的意义，氧 的传递过程及传质阻力。了解影响氧传递的主要因素，溶解氧的测量与控制。了解空气过滤器的种 类、空气预处理的流程。 掌握发酵过程主要控制参数，发酵热的测定与计算，发酵过程pH 值的调节方法，泡沫的消除方 法，补料分批发酵的概念。掌握微生物发酵终点的判断。了解温度对发酵的影响、最适温度的控制、 补料的控制，菌体浓度对发酵的影响。 （9）工业发酵染菌的防治（2 学时） 掌握工业发酵染菌率的计算、染菌的检查方法，拯救与处理方法。了解染菌对各种发酵的影响， 不同染菌时期对发酵的影响。 （10）发酵产物的提取与精制概论（2 学时） 掌握发酵产物提取与精制的过程、菌体的分离方法、细胞破碎的方法。了解发酵产物的分类、 发酵醪的一般特征及预处理的要求，目标产物的选择性释放。 （11）发酵产物的提取与精制 （6 学时）