食品发酵工程概论教案

食品发酵工程概论教案内容摘要：

如何得到发酵生产所需要的大量菌体来缩短生产周期呢。 这就需要经过多次的扩大 培养。 提出问题：如何对菌种进行扩大培养呢。 教师活动：出示细菌的生长曲线示意图，并依托曲线就所提问题组织学生讨论。 通过讨论得出结论：扩大培养是将培养到对数期的菌体分开，分头进行培养，以促使菌体数量快速增加，能在短时间里得到大量的菌体。 教师活动：提出问题，扩大培养与发酵生产过程中的培养有何不同呢。 通过讨论得出结论：扩大培养是为了让菌体在短时期内快速增殖，而发酵过程中的培养是为了获得代谢产物，目的不同采用的培养条件就有可能不同。 例如：在酒精发酵过程中，扩大培养是为了促使酵母菌快速增殖，因此 是在有氧条件下进行。 而在发酵产生酒精的过程中则必须在无氧条件下进行以获得大量的酒精。 第三节 发酵产物的提取与精制 本次课的教学内容 简单介绍发酵产物提取精制的方法。 了解发酵醪的性质和菌体分离方法，发酵液预处理的目的和方法，发酵产物提取方法的选择。 本次课的教学方式 以自学为主，辅以适当的课堂讲授。 本次课的讲课提纲 一、提取精制的一般工艺流程 二、发酵液的预处理 三、固相与液相的分离 四、细胞破碎技术 五、浓缩技术 六、粗分级 七、细分级 本次课的师生活动设计 教师活动： 提导学生阅读课本中相关内容，再 通过讨论使学生了解 ， 发酵产物不同分离提纯的方法会有所不同，并总结出产物分离、提纯的一般方法。 第五章 发酵过程的工艺控制 本章的教学目标和基本要求 发酵 过程的工艺控制是发酵工程中第二个核心内容，是直接决定着发酵的成败与否。 通过本节的学习是学生掌握发酵过程中工艺控制的关键性因素（碳源、氮源、 pH、温度、溶解氧、杂菌污染等），对发酵有何影响及如何进行控制。 本章的教学内容和学时分配 第一节 pH 对发酵的影响及控制（ 1 学时） 第二节 温度对发酵的影响及控制（ 1 学时） 第三节 泡沫对发酵的影响及控制（ 1 学时） 第四 节 基质对发酵的影响及控制（ 1 学时） 第五节 染菌对发酵的影响及控制（ 2 学时） 本章教学内容的重点和难点 重点：整个一章都是重点。 难点：杂菌污染对发酵的影响及控制。 本章的师生活动设计 提出问题：哪些条件能影响菌体的发酵呢。 教师活动：让学生依据以前所学知识就所提问题展开讨论，并引导学生通过讨论得出结论：发酵生产中温度、 pH、溶氧量等对发酵过程有重大影响。 提出问题：发酵过程中为什么还要控制发酵条件呢。 教师活动：出示影响谷氨酸代谢途径的因素表格，指导学生观察、分析，并组织学生就所提问题进行讨论。 通过讨论使学生认识到：发酵过程中氧的溶量、pH、磷酸盐等都能影响谷氨酸代谢途径，从而影响代谢产物的合成。 同时，随着代谢的进行，产热的增加、某营养物质的消耗，以及某些酸性和碱性物质的产生，会使温度、 pH 等发生变化，这些都会对微生物的生长造成不利影响。 因此，需要对发酵过程的中温度、 pH、溶氧量等发酵条件进行严格的控制，以保证菌体生长和代谢途径朝着有利人类的方向进行。 本章的教学方式（手段）及教学过程中应注意的问题 本章主要采用 多媒体与板书相结合的方式进行授课。 授课过程中应注意的问题主要是： pH、温度、溶氧、基 质对发酵的影响较易理解，杂菌污染对发酵的影响相对较难，在授课的过程中注意用深入浅出的例子进行讲解，尽量结合生活中的事例进行。 本章的主要参考书目 肖冬光．微生物工程原理．北京：中国轻工业出版社， 2020. 曹军卫，马辉文．微生物工程．北京：科学出版社， 2020. 党建章．发酵工艺教程．北京：中国轻工业出版社， 2020． 贺小贤 . 生物工艺原理 .北京：化学工业出版社 . 2020. 本章的复习题 pH 波动的原因是什么。 对发酵有何影响。 如何进行控制。 对发 酵有何影响。 如何进行控制。 、生物热的概念。 对发酵有何影响。 如何进行控制。 ，应如何处理。 第一节 pH 对发酵的影响及控制 本次课教学内容 发酵过程中 pH 波动的原因，对发酵的影响及如何进行控制。 本次课教学方式 本次课程主要以课堂讲授为主。 本次课的授课大纲 一、发酵过程中 pH 波动的原因 二、 pH 的改变对发酵的影响 三、 pH 的控制 本次课师生活动设计 教师活动：出示影响谷氨酸代谢途径的因素表格，指导学生观察、分析，并组织学生就所提问题进行讨论。 通过讨论使学生认识到：发酵过程中 pH 能影响谷氨酸代谢途径，从而影响代谢产物的合成。 同时，随着代谢的进行，某营养物质的消耗，以及某些酸性和碱性物质的产生， pH 等发生变化，这些都会对微生物的生长造成不利影响。 因此，需要对发酵过程的中 pH 等发酵条件进行严格的控制，以保证菌体生长和代谢途径朝着有利人类的方向进行。 第二节 温度对发酵的影响及控制 本次课教学内容 发酵过程中温度波动的原因，对发酵的影响及如何进行控制。 本次 课教学方式 本次课程主要以课堂讲授为主。 本次课的授课大纲 一、发酵过程中温度波动的原因 二、温度的改变对发酵的影响 三、温度的控制 本次课师生活动设计 教师活动：出示影响谷氨酸代谢途径的因素表格，指导学生观察、分析，并组织学生就所提问题进行讨论。 通过讨论使学生认识到：发酵过程中 温度 能影响谷氨酸代谢途径，从而影响代谢产物的合成。 同时，随着代谢的进行，某营养物质的消耗， 产热的增加 ，会对微生物的生长造成不利影响。 因此，需要对发酵过程的中 温度 等发酵条件进行严格的控制，以保证菌体生长和代谢途径朝着有利人类的方向 进行。 第三节 泡沫对发酵的影响及控制 本次课教学内容 发酵过程中泡沫产生的原因，对发酵的影响及如何进行控制。 本次课教学方式 本次课程主要以课堂讲授为主。 本次课的授课大纲 一、发酵过程中泡沫产生的原因 二、泡沫的产生对发酵的影响 三、泡沫的控制 本次课师生活动设计 教师活动：出示影响谷氨酸代谢途径的因素表格，指导学生观察、分析，并组织学生就所提问题进行讨论。 通过讨论使学生认识到：发酵过程中 泡沫的产生 能影响谷氨酸代谢途径，从而影响代谢产物的合成。 第四节 基质对发酵的影响及控制 本次课教学内容 发酵过 程中基质浓度对发酵的影响及如何进行控制。 本次课教学方式 本次课程主要以课堂讲授为主。 本次课的授课大纲 一、发酵过程中基质浓度波动的原因 二、基质浓度的改变对发酵的影响 三、基质浓度的控制 第五节 染菌对发酵的影响及控制 本次课教学内容 发酵过程中杂菌污染的原因，对发酵的影响及如何进行控制。 本次课教学方式 本次课程主要以课堂讲授为主。 本次课的授课大纲 一、染菌对发酵的影响 二、发酵过程中染菌的原因 三、染菌的防治 本次课程的师生活动设计 教师活动： 组织学生讨论，通过讨论使学生认识到：在发酵过程中如 混入其他微生物，将与菌种形成竞争关系，对发酵过程造成不良影响。 例如：如果在谷氨酸发酵过程中混入放线菌，则放线菌分泌的抗生素就会使大量的谷氨酸棒状杆菌死亡。 如果在青霉素生产过程中污染了杂菌，这些杂菌则会分泌青霉素酶，将合成的青霉素分解掉。 提出问题：那如何防止杂菌的污染呢。 通过讨论得出结论：要在发酵前对培养基和发酵设施进行严格的灭菌处理。 第六章 工业微生物的生长及产物的生物合成 本章的教学目标和基本要求 通过本章的学习，了解并掌握微生物的生长与其产物形成之间的相互关系，并能够根据二者的关系解决发酵生产中 的具体问题。 掌握微生物生物合成的主要调控机制，并能够运用此调控机制解决发酵工业的具体问题。 本章的教学内容和学时分配。