教 案
（2011--2012学年第一学期）
课程名称 发酵工艺学 课程编号 090903205 课程性质 必修课 教学时数 54 教学对象 09 级食品科学与工程方向 授课教师 余有贵 职 称 教 授
邵阳学院生物与化学工程系
2011年08月
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目录与课时安排
1、绪论 3h
1.1发酵与发酵工业的概念 1.2发酵工程技术的发展简史 1.3发酵工业的特点与范围 1.4发酵方法的类别与流程 1.5发酵工业的现状与展望
1.6《发酵工艺学》课程与专业学习的关系
2、菌种 4h
2.1发酵工业用菌种 2.2种子扩大培养
3微生物的代谢调节 6h
3.1微生物对初级代谢的调节 3.2次级代谢调节机制 3.3代谢工程
4、培养基 3h
3.1概述 3.2培养基的设计 3.3淀粉水解糖的制备 3.4糖蜜的前处理 3.5纤维素代粮发酵 3.6精细有机氮源的加工
5、培养基灭菌和空气除菌 8h
5.1灭菌的意义和方法 5.2培养基的湿热灭菌 5.3空气的除菌
5.4无菌检测及发酵废气废物的安全处理
6、微生物发酵动力学 5h
6.1概述
6.2分批培养动力学 6.3连续培养动力学 6.4补料分批培养动力学
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7.发酵工业中氧的供需 3h
7.1微生物对氧的需求 7.2发酵过程氧的传递 7.3发酵过程耗氧与供氧的关系 7.4影响氧传递的因素 7.5 发酵过程中的氧传递效率 7.6溶解氧、摄氧率和KLa的测定
8、发酵工艺控制 12h
8.1概述
8.2温度对发酵的影响与控制 8.3 pH对发酵的影响与控制 8.4 溶解氧对发酵的影响与控制 8.5二氧化碳对发酵的影响及控制 8.6基质浓度对发酵的影响及补料控制 8.7 泡沫对发酵的影响与控制 8.8工业发酵污染的防治 8.9发酵终点的判断
9、发酵产物的提取与精制概论 2h
9.1 发酵产物的分类 9.2 提取与精制的过程 9.3一般流程和单元操作
10、发酵产品生产举例 6h
10.1谷氨酸发酵生产工艺 10.2 柠檬酸发酵生产工艺
11、发酵经济学 2h
10.1概述
10.2市场、产品与成本 10.3产品成本的控制 10.4成本平衡
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1. 绪 论
教研室：生物工程 教师姓名： 余有贵
课程名称 发酵工艺学 授课内容 绪论 授课专业及班次 授课方式及学时 09级食品科学与工程方向 讲授、3H 明确《发酵工艺学》的学习内容，建立发酵产品生产过程的整体理念，理解该目的要求 课程在专业学习中的重要地位，激发学生的学习热情。掌握发酵、发酵工程、发酵工业的概念与特征、发酵工业发展简史，熟悉发酵工业范畴和生产流程，了解发酵工业的发展现状与趋向。 重点与难点 （1）教学重点：发酵、发酵工程、发酵工业的概念、发酵工业发展简史； （2）教学难点：发酵工业范畴和生产流程 （1）发酵与发酵工业的概念 讲授内容及 时间分配 （2）发酵工程技术的发展简史 （3）发酵工业的特点与范围 （4）发酵方法的类别与流程 （5）发酵工业的现状与展望 （6）《发酵工艺学》课程与专业学习的关系 （1）田洪涛.现代发酵工艺原理与技术.化学工业出版社,2007 （2）余龙江.发酵工程原理与技术应用.化学工业出版社,2006 （3）俞俊棠,唐孝宣等.新编生物工艺学.化学工业出版社,2003 （4）姚汝华主编.微生物工程工艺原理(第二版).广州:华南理工大学出版社,2005 参考资料 教学过程
一、发酵、发酵工程与发酵工业的概念
1、发酵
1.1传统发酵：发酵(fermentation)一词最初来源于拉丁语“发泡、沸涌”(fervere)的派生词，即指酵母菌在无氧条件下利用果汁或麦芽汁中的糖类物质进行酒精发酵产生C02的现象，或者是指酒的生产过程。
1.2生化和生理学意义的发酵：指微生物在无氧条件下，分解各种有机物质产生能量的一种方式，或者更严格地说，发酵是以有机物作为电子受体的氧化还原产能反应。如葡萄糖在无氧条件下被微生物利用产生酒精并放出C02。
1.3工业上的发酵：泛指利用微生物制造或生产某些产品的过程。包括：1）厌氧培养的生产过程，如酒精，乳酸等；2）通气（有氧）培养的生产过程，如抗生素、氨基酸、酶制剂等。产品有细胞代谢产物，也包括菌体细胞、酶等。 2、发酵工程
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发酵工程：是指利用微生物的生长繁殖和代谢活动来大量生产人们所需产品过程的理论和工程技术体系，是生物工程与生物技术学科的重要组成部分。发酵工程也称作微生物工程，该技术体系主要包括菌种选育和保藏、菌种的扩大生产、微生物代谢产物的发酵生产和纯化制备，同时也包括微生物生理功能的工业化利用等。
发酵工程技术(fermentation engineering)：是指利用生物细胞(或酶)的某种特性，通过现代工程技术手段进行工业规模化生产的技术。因此，它是一门多学科、综合性的科学技术；它既是现代生物技术的重要分支学科，又是食品工程的重要组成部分。
生化工程：研究生物反应过程中（包括微生物发酵、动植物细胞培养、酶促反应）中带有共性的特殊性工程技术问题的学科。
现代发酵工程技术和现代生物工程技术密切相关：现代发酵工程技术需要基因工程技术和细胞工程技术提供优良的生物细胞(或酶)；而基因工程技术和细胞工程技术获得的优良的生物细胞(或酶)必须经过发酵工程技术、酶工程技术、生化工程技术，才能实现生物工程技术的产业化。
生物工程五大主要技术体系关系
3、发酵工业
定义：是指利用微生物的生命活动产生的酶，对无机或有机原料进行酶加工，获得产品的工业。 获得发酵产品的条件：1）适宜的微生物；2）保证或控制微生物进行代谢的各种条件；3）进行微生物发酵的设备；4）精制成产品的方法的设备。
二、发酵工程技术的发展简史
1、发酵工程技术的历史阶段及其特点
发酵工程技术的历史大致可分为自然发酵阶段、纯培养发酵阶段、深层通气发酵阶段、代谢调控发酵阶段、全面发展阶段、基因工程阶段等六个阶段，其每个阶段的特点见下表。
2、技术转折点
第一个转折点：纯培养。
第二个转折点：通气搅拌。青霉素→抗菌素发酵工业。二十世纪四十年代初，第二次世界大战爆发，青霉素的发现，迅速形成工业大规摸生产；1928年由 Fleming发现青霉素 ；1941年美国和英国合作对青霉素进行生产研究；1943年沉浸培养：5m ─ 200u/ml；当今：100 m─200 m -- 5-7
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