《天然产物提取工艺学》课程教学大纲.doc

天然产物提取工艺学课程教学大纲英文名称：Technology of Natural Products Extraction 一、课程说明1、课程性质天然产物提取工艺学是运用现代提取分离技术来提取、纯化天然产物物质的一门学科，它是食品科学与工程专业的一门重要专业课。2、 课程的目的和任务要求通过该课程的理论讲授和实践教学，使学生掌握天然产物提取工艺学的学科特点，相关的天然产物提取分离工程技术，原料的结构和化学组成与提取工艺的相关性、天然产物的结构与提取工艺的相关性以及各种类型天然产物的提取工艺特性。通过该课程的学习，使学生能够从分子水平上认识和利用生物资源，以及现代高新技术在天然产物提取中的应用，为将来独立能够承担天然产物提取领域的教学、科研及生产，奠定良好的基础。3、 适应专业: 食品科学与工程专业本科学生的专业课。4、 学时与学分：33学时，2学分。5、 先修课程：有机化学、食品工程原理、生物化学。6、 推荐教材：使用徐怀德主编的教育教育部轻工与食品教学指导委员会审定推荐的特色教材天然产物提取工艺学教材，中国轻工业出版社出版。7、 参考书目：(1)俞俊棠主编,生物工艺学,上、下册,2006年,华东化工学院出版社出版；(2)毛忠贵主编,生物工程下游技术,2007年,中国轻工业出版社出版；(3)欧阳平凯 胡永红主编, 生物分离原理及技术,2004年,化学工业出版社；8、主要教学方法与手段天然产物提取工艺学教学是通过讲课和实验实习两种方式进行的，讲课要以启发式为主，重点阐明各类天然产物化学成分结构、理化性质、提取分离和现代分离工程技术在天然产物提取中的应用，对其它部分可适当联系或指导自学。在实验实习课中以教师指导学生自己操作为主。9、 考核方式：（说明，成绩评定办法）期末成绩占70-80%，实验课成绩占20-30%，平时成绩也可占10%（也可不计），有任课教师决定。或者采用论文专题报告的形式进行考察学生的学习成绩或者开卷考试10、课外自学要求(包含作业要求) 自学内容（1）自学核酸提取工艺特性（2）自学油脂类化合物提取工艺特性（3）自学香豆素类化合物提取工艺特性（4）自学其它重要天然有机物提取 （5）自学天然产物提取案例 （6）利用网络资源扩大知识范围，加深课堂学习内容的理解（7）天然产物提取工艺学多媒体(2007). 西北农林科技大学/现代教育技术/网络课件(/courseware/index.htm);二、教学基本要求和能力培养要求1通过本课程的各个教学环节，达到以下基本要求： 第一章 绪论 了解天然产物提取工艺学的特点、开发利用概况、分离工艺设计策略和技术进展、提取过程的选择、提取利用建议等内容。第二章 天然产物提取方法和技术 了解项目和研究开发方案的确定，天然产物分离纯化实验设计，天然产物提取中试设计、原料组织的提取工艺特性。掌握微波萃取、超声波萃取、过滤 、浓缩、溶剂萃取法、沉淀法、结晶、干燥技术的基本概念原理等。第三章 新型分离技术在天然产物提取中的应用 了解分离技术，分离科学和技术发展的新动向。掌握以下分离分离技术： 1、 树脂吸附分离技术掌握基本概念和基本原理，吸附剂的种类。 分离的流程及设备 应用现状 2、膜分离技术 基本概念 膜结构和性质 掌握膜分离过程的原理 膜组件的特性和选择 微滤、超滤、纳滤、亲和膜分离技术的应用 3、分子蒸馏技术掌握基本概念和基本原理 分子蒸馏技术分离的流程及设备 理解影响分子蒸馏技术分离的因素及其过程的设计计算 分子蒸馏技术分离的应用现状 4、超临界流体萃取技术 掌握超临界流体的特点和性质 超临界流体萃取的基本原理 超临界流体萃取的分类和典型流程 超临界流体萃取的特点和应用 5、色谱分离技术 基本概念 理解色谱分离的基本理论吸附层析法 分配层析法 凝胶层析法 亲和色层分离法、离子交换层析法，其它常用层析法，色谱分离柱的放大和计算 工业柱层析 6、酶技术在天然产物提取中的应用 酶技术的应用和酶处理对天然产物结构的改性。7、其他分离技术泡沫分离技术，双水相分离技术、反胶束萃取技术 掌握基本概念和基本原理 分离的流程及设备 应用现状 第四章 糖类提取工艺特性了解糖类结构与提取工艺的相关性，提取工艺特性（单糖、双糖、低聚糖、多糖、糖醇类化合物等），糖类提取实例 。第五章 氨基酸和蛋白质提取工艺特性了解氨基酸和蛋白质结构与提取工艺的相关性，氨基酸提取工艺特性，氨基酸提取实倒多肽、蛋白质提取工艺特性，蛋白质提取实倒。第六章 核酸提取工艺特性 了解核酸结构与提取工艺的相关性，核酸提取工艺特性，核酸提取实例。第七章 精油提取工艺特性了解精油结构与提取工艺的相关性,精油和单体化合物提取实例.掌握精油提取工艺特性。第八章 生物碱提取工艺特性了解生物碱结构与提取工艺的相关性、生物碱化合物结构理化性质，提取工艺特。掌握生物碱提取实例。第九章 黄酮化合物提取工艺特性了解黄酮化合物结构与提取工艺的相关性、结构理化性质、提取工艺特性、提取实例第十章 皂甙提取工艺特性了解皂甙结构与提取工艺的相关性、皂甙提取工艺特性、皂甙提取实例第十一章 油脂类化合物提取工艺特性 了解油脂结构与提取工艺的相关性、油脂提取与分离、油脂提取实例第十二章 萜类化合物提取工艺特性了解萜类的重要理化性质和提取特性、萜类化合物提取实例。第十三章 香豆素类化合物提取工艺特性 了解香豆素类化合物提取工艺特性、提取实例。第十四章 其它重要天然有机物提取 了解醌类化合物、强心甙、木脂素类化合物、甾体类化合物、有机酸和酚类化物等提取第十五章 天然产物提取案例 理解紫杉醇、银杏黄酮提取案例。2通过学习本课程，应具备以下能力： （1）培养学生具有从事天然产物提取方面的研究、开发和生产的能力。（2）熟悉天然产物的结构、性质、提取分离、检测。（3）熟悉天然产物与人类的健康、功能食品的关系。三、课程教学内容（各章、节基本内容，用标注为选学和自学内容） 绪论 主要介绍天然产物提取工艺学的学科概念和特点、目的意义、天然产物的利用概况，发展历史、主要产品类型、国内外的发展动态和趋势、现代高新技术在天然产物提取中的应用、学科的相关性、天然产物开发利用途径。第一章 基本方法和技术基本要求与基本知识点 项目和研究开发方案的确定、 原料组织的提取工艺特性要求学生掌握的基本概念、理论、原理 溶剂提取法 过滤 浓缩 萃取法 沉淀法 结晶技术第三章 新型分离技术在天然产物提取中的应用 分离技术的基本概念、基本理论和应用对象，分离科学和技术发展的新动向。掌握分离过程的热力学和动力学理论，了分离过程中的物理力和分离因子，以及分离设备。 2、 树脂吸附分离技术掌握基本概念和基本原理 分离的流程及设备 应用现状 2、膜分离技术 基本概念 膜结构和性质 掌握膜分离过程的原理 膜组件的特性和选择 微滤、超滤、纳滤、亲和膜分离技术的应用 3、分子蒸馏技术掌握基本概念和基本原理 分子蒸馏技术分离的流程及设备 理解影响分子蒸馏技术分离的因素及其过程的设计计算 分子蒸馏技术分离的应用现状 4、超临界流体萃取技术 掌握超临界流体的特点和性质 超临界流体萃取的基本原理 超临界流体萃取的分类和典型流程 超临界流体萃取的特点和应用 5、色谱分离技术 基本概念 理解色谱分离的基本理论吸附层析法 分配层析法 凝胶层析法 亲和色层分离法、离子交换层析法，其它常用层析法，色谱分离柱的放大和计算 工业柱层析 6、酶技术在天然产物提取中的应用 酶技术的应用和酶处理对天然产物结构的改性。7、其他分离技术 泡沫分离技术，双水相分离技术、反胶束萃取技术 掌握基本概念和基本原理 分离的流程及设备 应用现状 第四章 糖类提取工艺特性 概述结构与提取工艺的相关性，糖类提取工艺特性（单糖、双糖、低聚糖、多糖、糖醇类化合物等）糖类提取实例 第五章 氨基酸和蛋白质提取工艺特性概述结构与提取工艺的相关性氨基酸提取工艺特性氨基酸提取实倒多肽、蛋白质提取工艺特性蛋白质提取实倒第六章 核酸提取工艺特性概述结构与提取工艺的相关性核酸提取工艺特性核酸提取实例第七章 精油提取工艺特性概述结构与提取工艺的相关性精油提取工艺特性精油和单体化合物提取实例第八章 生物碱提取工艺特性概述结构与提取工艺的相关性生物碱化合物结构理化性质，提取工艺特性生物碱提取实例第九章 黄酮化合物提取工艺特性概述结构与提取工艺的相关性黄酮化合物结构理化性质酮化合物提取工艺特性黄酮化合物提取实例第十章 皂甙提取工艺特性概述结构与提取工艺的相关性皂甙提取工艺特性皂甙提取实例第十一章 油脂类化合物提取工艺特性概述 结构与提取工艺的相关性油脂提取与分离油脂提取实例第十二章 萜类化合物提取工艺特性 概述萜类的重要理化性质和提取特性萜类化合物提取实例第十三章 香豆素类化合物提取工艺特性 香豆素类化合物提取工艺特性香豆素类化合物提取实例第十四章 其它重要天然有机物提取 醌类化合物提取强心甙提取木脂素类化合物提取甾体类化合物提取有机酸和酚类化物提取其它重要化合物提取第十五章 天然产物提取案例 紫杉醇、银杏黄酮质提取案例 四、学时分配表1 课程教学时数分配见表课程内容讲课实验习题小记绪论2第一章 天然产物提取方法和技术2第二章 新型分离技术在天然产物提取中的应用6第三章 糖类提取工艺特性2第四章 氨基酸和蛋白质工艺特性2第五章 核酸提取提取工艺特性第六章 精油提取工艺特性2第七章 生物碱提取工艺特性23或6第八章 黄酮化合物提取工艺特性26第九章 皂甙化合物提取工艺特性26第十章 油脂类化合物提取工艺特性第十一章 萜类化合物提取工艺特性26第十二章 香豆素类化合物提取工艺特性第十三章 其它重要天然物提取6第十四章 天然产物提取案例总计24选9学时表2 天然产物提取工艺学实验内容实验内容时数仪器与设备辣椒红色素的提取与分离6柱层析设备咖啡因提取与