《发酵工程》课程教学大纲.pdf

课程编号：
课程总学时/学分：45/2.527学时，实验18学时）
课程类别：专业限选课

一、教学目的和任务

化学和生化技术等课程的后续课程，包括微生物工业菌种与菌种的扩大培养、培
养基的特性与配制、培养基和空气的灭菌或除菌、氧的供需、生物反应动力学、
生物反应器、生化过程的模型化与优化控制、发酵产品的提取与精制等主要内容。
它是应用微生物为工业大规模生产服务的一门综合性工程技术，对传统产业的改
造和新兴产业的形成将发挥重要作用，并对人类社会产生深远的影响。

二、教学基本要求

《发酵工程》是一门实践性很强的学科，要求学生在学过微生物学、生物化
学和生化技术等课程的基础上，通过本课程的学习，要求学生了解和掌握运用微
生物发酵生产工艺过程的基本原理和方法，懂得如何应用这些基本理论去分析和
解决生产过程中的具体问题，改造原有生产过程使其更符合客观规律，提高生产
过程的经济和社会效益。
本课程应安排在《生物化学》与《微生物学》等课程之后学习。

三、教学内容及学时分配

第一章发酵工程概论（2学时）
一、发酵工程的特征
二、发酵工程发展简史
三、国内外发酵工业的概况及发展趋向
教学要求：
掌握发酵工程的概念及发展简史，认识发酵工程的重要性和学科位置。了解
生物工艺技术产业发展现状和本课程的内容及任务。
教学重点：
发酵工程的特征和发酵工程发展简史。
教学难点：
发酵工程的特征。
生产菌种来源与菌种的扩大培养（2学时）
第一节生产菌种的来源菌种
一、生物物质产生菌的筛选
二、菌种分离
第二节工业微生物菌种的扩大培养
一、菌种培养的方法
二、菌种的扩大培养
三、影响种子质量的主要因素
教学要求：
了解菌种来源、生产菌种的筛选及优良菌种选育原理和方法，掌握工业菌种
扩大培养的一般技术。
教学重点：
工业微生物菌种的扩大培养。
教学难点：
生产菌种的筛选及优良菌种选育原理和方法。
第三章优良菌种选育及菌种保藏（2学时）
第一节自然选育
第二节诱变选育
第三节杂交育种
第四节基因工程技术
第五节菌种保藏的原理和方法
教学要求：
学习优良菌种选育的基本原理和方法，掌握诱变育种和杂交育种基本技术，
学会菌种保藏的原理和方法，了解现代基因工程技术在育种中的应用。
教学重点：
优良菌种选育的基本原理和方法，诱变育种。
教学难点：
杂交育种，基因工程技术。
第四章培养基的特性与配制（2学时）
第一节培养基的原料
一、培养基的营养成分
二、培养基的类型
三、发酵培养基的选择
四、原料转化及其意义
工业发酵培养基的制备
一、工业发酵培养基常用的原料
二、最佳发酵培养基组成的确定
三、几种主要工业发酵培养基的制备方法
教学要求：
学习培养基的制作原理及方法，掌握培养基的基本特性。
教学重点：
培养基的类型，工业发酵培养基的制备。
教学难点：
最佳发酵培养基组成的确定。
第五章培养基的灭菌和空气除菌（4学时）
第一节培养基的灭菌
一、灭菌的原理和方法
二、湿热灭菌原理及影响因素
三、培养基的分批灭菌
四、培养基的连续灭菌
第二节空气的除菌
一、空气除菌的要求和方法
二、空气过滤除菌流程
三、空气的预处理
四、空气过滤除菌原理和介质
教学要求：
学习培养基灭菌的原理及方法，掌握培养基灭菌基本技术，掌握空气除菌的
原理及方法。
教学重点：
1.灭菌的原理和方法；
2.湿热灭菌原理及影响因素；
3.空气除菌的要求和方法。
教学难点：
灭菌的原理和方法，湿热灭菌原理及影响因素。
第六章发酵工艺控制（4学时）
第一节温度对发酵的影响及其控制
第二节pH对发酵的影响及控制
第三节氧对发酵的影响
泡沫对发酵的影响及控制
教学要求：
了解各因素对发酵过程的影响规律，掌握温度、pH、溶解氧测定的基本原
理和方法，熟悉对各因素控制的基本过程和方法。
教学重点：
1.温度对发酵的影响及其控制；
2.pH对发酵的影响及控。
教学难点：
氧对发酵的影响、溶解氧测定的基本原理和方法。
第七章发酵过程的参数检测（2学时）
第一节直接参数检测
一、物理参数检测
二、化学参数检测
三、生物传感器
第二节间接参数检测
一、数据处理
二、间接参数的获得
教学要求：
学习发酵过程的各种参数，掌握动力学参数的影响因素和原理，了解参数的
处理方法。
教学重点：
直接参数检测中的物理参数检测、化学参数检测。
教学难点：
数据处理、间接参数的获得。
第八章微生物反应动力学（4学时）
第一节发酵类型
一、第Ⅰ型
二、第Ⅱ型
三、第Ⅲ型
第二节分批培养动力学
一、分批培养中细胞的生长
二、分批培养中基质的消耗
三、产物的生成
第三节连续培养

二、多级连续培养
三、进行细胞回流的单级连续培养
四、连续培养的应用
教学要求：
通过学习微生物动力学的基本知识，掌握动力学反映的基本规律，了解运用