发酵工程教案.doc

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