《发酵工程》课程教学大纲(本科).pdf

发酵工程

FermentationEngineering

课程代码：09410089

学分：2

学时：32

先修课程：微生物学、化工原理、生物化学
适用专业：生物技术
教材：邱立友主编，《发酵工程与设备》，中国农业出版社，2007年8月第一版

一、课程性质与课程目标

（一）课程性质

本课程是生物技术专业的一门实用性和技术性很强的专业技术必修基础课程。它是介绍应用微
生物学知识和工业生产技术对微生物进行大规模发酵培养，从而获取目标产物的相关工程技术。本
课程涵盖较多工程技术原理，目的在于把微生物领域内的有关知识与必要的工程技术知识有机地结
合起来，在微生物学领域里给学生传授比较专业的理论知识，在工程技术领域里，使学生能够掌握
基本的设计和计算工艺流程及相关设备的原理和方法。

（二）课程目标

课程目标1：掌握发酵工程菌种的分离筛选，发酵工程菌株的选育及改造，掌握发酵工程菌

种的扩大培养的一般工艺流程；掌握工业发酵培养基的制备和灭菌；

课程目标2：学习发酵工程的代谢调控理论，熟悉如何实现微生物代谢产物的过量产生；学

习发酵动力学，熟悉分批发酵微生物生长、底物消耗和产物合成的规律。

课程目标3：掌握机械搅拌通风发酵罐的结构特点；熟悉各类反应器的基本类型及结构，了

解各自的特点和适用范围。

课程目标4：掌握固态发酵的工艺流程；熟悉染菌的危害以及如何对染菌进行控制。

课程目标5：使学生能够较系统的掌握微生物工程原理及配套设备的基本知识，结合已经学习

的生物化学、细胞生物学、微生物学等课程的知识，通过理论学习和实验实习，为以后的实际工作

奠定较好的理论和实践基础。

二、课程内容与教学要求

绪论

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（一）课程内容
（1）发酵过程的范围；
（2）发酵工业的发展史；
（3）发酵过程的组成部分。

（二）教学要求
了解本课程的性质、研究对象与方法、任务；掌握学习本课程所需的基础知识；了解本课程将
要讲述的内容纲要。

第一章发酵工程的菌种及其扩大培养

（一）课程内容
（1）发酵工程菌种的分离和筛选；
（2）发酵工程的菌株选育及改造；
（3）代谢调控理论在菌种选育中的应用；
（4）发酵工程菌种的保藏；
（5）发酵工程菌种的扩大培养。

（二）教学要求
掌握发酵工程菌种选育的基本过程：分离－改造－保藏；掌握菌种扩大培养一般工艺流程、质
量标准、活性检测以及影响种子质量的主要因素和种子质量控制措施。

第二章工业发酵培养基及灭菌

（一）课程内容
（1）培养基的组成成分；
（2）培养基的分类；
（3）培养基的设计和优化；
（4）培养基的灭菌；
（5）发酵培养基过滤除菌。

（二）教学要求
掌握不同类型的微生物，不同培养目的所需要的培养基类型，不同种类的培养基组成要求并能
制备各类培养基；不同培养基的灭菌要求。

第三章发酵工程的代谢调控理论

（一）课程内容
（1）微生物代谢调节方式；
（2）酶活性调节和酶量调节的类型；
（3）初级代谢和次级代谢调节方式；

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（4）如何实现微生物代谢产物的过量产生。

（二）教学要求
掌握微生物三大代谢之间的相互依赖而又相互制约的关系；微生物代谢调节方式以及他们之间
的区别与联系，初级代谢与次级代谢调节方式有何异同；熟悉如何实现微生物代谢产物的过量产生。

第四章发酵动力学

（一）课程内容
（1）发酵动力学概论；
（2）分批培养与发酵动力学；
（3）连续培养与发酵动力学；
（4）补料分批培养及发酵动力学。

（二）教学要求
掌握分批发酵、连续发酵和补料分批发酵微生物生长、底物消耗和产物合成的规律。

第五章耗氧发酵罐设计

（一）课程内容
（1）机械搅拌发酵罐
（2）其它类型的液体通风发酵罐；

（二）教学要求
掌握机械搅拌通风发酵罐的结构特点；熟悉各类反应器的基本类型及结构，了解各自的特点和
适用范围；掌握机械搅拌通风发酵罐的搅拌轴功率的计算、通风对发酵的影响，以及发酵罐的比例
放大和缩小。

第六章厌氧发酵罐的设计

（一）课程内容
（1）啤酒发酵及设备；
（2）酒精发酵及设备。

（二）教学要求

掌握啤酒及酒精发酵的基本工艺流程和与其相配套的生产设备；了解CIP清洗系统。

第七章发酵过程的监测与控制

（一）课程内容
（1）发酵过程的主要控制参数及其监测方法；
（2）环境条件对发酵的影响及控制；
（3）发酵过程的控制系统。

（二）教学要求

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掌握发酵过程的主要控制参数及其监测方法、环境条件对发酵的影响，发酵过程中主要参数的
控制方法。

第八章固态发酵

（一）课程内容
（1）固态发酵的种类及其应用；
（2）固态发酵反应器种类以及存在的问题；
（3）固态发酵发展趋势和应用前景。

（二）教学要求
掌握不同类型固态发酵特点、技术控制点和