发酵工程_韩北忠_教案.doc

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）l 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。l 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。l 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）l 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；l 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）。l 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；l 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。l 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）l 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。l 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。l 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。l 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。l 培养基组成物质的营养与作用：讲述碳素化合物在微生物体内的作用，提问哪些原料及物质可以作为碳源。讲述氮素化合物在微生物体内的作用，提问哪些原料及物质可以作为氮源。讲述微量元素在微生物体内的作用，提问哪些原料及物质可以作为微量元素。讲述生长因子在微生物体内的作用，提问哪些原料及物质可以作为生长因子。引入正交试验的分析方法，举例讲解正交试验在培养基设计中的应用。l 课后作业：任选一自已感兴趣的发酵产品，综述该产品发酵培养基的确定方法。第二节 培养条件的确定l 提问：微生物生长影响因素有哪些，引入微生物发酵生长条件的控制，分别讲解发酵温度、时间