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发酵工程教案
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
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。
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。
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…………………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
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
发酵的定义、发酵的类型、发酵产品的类型
发酵工程的定义、基本要求及组成
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:利用在有氧或无氧的条件下培养微生物而获得代谢产物
或菌体的的过程。
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,曾由植物、动物和微生物生产酶。
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
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