生物技術(shù)發(fā)酵工程精選(九篇)
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第1篇：生物技術(shù)發(fā)酵工程范文
關(guān)鍵詞：醫(yī)學院校，發(fā)酵工程，教學改革
21世紀是生命科學的世紀，將生命科學與醫(yī)學有機融合是生命科學當前發(fā)展的趨勢和主流。生物技術(shù)專業(yè)是醫(yī)學院校為適應(yīng)我國中長期發(fā)展戰(zhàn)略及整個生命科學領(lǐng)域發(fā)展要求而設(shè)立的新興專業(yè)[1]。發(fā)酵工程課程是生物技術(shù)專業(yè)的主干課程，是一門應(yīng)用型和實踐型較強的課程，其教學質(zhì)量直接影響學生的專業(yè)素質(zhì)。
我校于2002年開設(shè)生物技術(shù)本科專業(yè)，學生于2005年3月進入發(fā)酵工程課程的學習，至今已經(jīng)連續(xù)開設(shè)7年。我們從開設(shè)發(fā)酵工程課程之日起，就不斷發(fā)展并使之完善，追蹤學科發(fā)展的最新趨勢和研究手段，注意結(jié)合相關(guān)生物化學及微生物學的知識及醫(yī)學院校學生培養(yǎng)特點，培養(yǎng)學生獨立思考和科研創(chuàng)新能力，力爭形成符合我校醫(yī)學背景下具有較強辦學特色的發(fā)酵工程課程教學體系。為此，我們進行了一系列的課程教學改革，下面結(jié)合筆者的教學實踐，談?wù)劙l(fā)酵工程課程教學改革方面的個人體會。
1 發(fā)酵工程課程教學改革的背景和必要性
全國開設(shè)生物技術(shù)專業(yè)的高校有300多所，其中有28所高校屬于醫(yī)學院校。醫(yī)學院校生物技術(shù)專業(yè)的教學改革研究主要集中在生物技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)、專業(yè)建設(shè)、實驗教學體系和畢業(yè)論文上，很少有針對專業(yè)課程的教學改革。經(jīng)查閱，僅有安徽醫(yī)科大學胡若磊[2]、濱州醫(yī)學院焦飛[3]分別對醫(yī)學院校生物技術(shù)專業(yè)酶工程和分子生物學進行了課程教學體系的相關(guān)研究，而對發(fā)酵工程課程的教學改革一直無人涉及。
醫(yī)藥生物技術(shù)專業(yè)在醫(yī)學院校中開設(shè)僅有10年左右的歷史，屬于一個全新的專業(yè)，各醫(yī)學院校既無可參照的教學計劃，又缺乏教學經(jīng)驗，如果完全套用綜合性大學生物技術(shù)專業(yè)的發(fā)酵工程課程教學體系，不能夠滿足醫(yī)學院校生物技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)目標的要求。對醫(yī)學院校生物技術(shù)專業(yè)發(fā)酵工程課程進行教學改革，順應(yīng)了時展潮流，對明確發(fā)酵工程課程教學目標、提高課程教學質(zhì)量有一定借鑒意義。
2 教學改革的內(nèi)容
2.1優(yōu)化課程體系課程體系是人才培養(yǎng)的基礎(chǔ)，是教學改革的核心和關(guān)鍵。課題組參照相關(guān)院校生物技術(shù)專業(yè)教學大綱，結(jié)合我校實際情況編寫新的教學大綱，結(jié)合專業(yè)特點，補充新內(nèi)容，刪減過時、重疊內(nèi)容，避免一本書教到底的傳統(tǒng)教法。課程體系編排上堅持生物學和工程學兩個基礎(chǔ)并重，一方面通過微生物、生化、分子生物學的知識深入理解發(fā)酵過程生物學現(xiàn)象，另一方面應(yīng)用高等數(shù)學微積分的基本原理理解發(fā)酵過程動力學和放大優(yōu)化的基本思想，最終掌握發(fā)酵工業(yè)生產(chǎn)過程動力學和過程放大中的量化與優(yōu)化基本方法。
2.2教學內(nèi)容的重組與優(yōu)化發(fā)酵工程涉及生物工業(yè)的許多領(lǐng)域，如抗生素工業(yè)、有機酸工業(yè)、酶制劑工業(yè)、氨基酸工業(yè)，還有新能源的開發(fā)及生態(tài)環(huán)境治理等。在這些生物工業(yè)領(lǐng)域中，各種具體的生產(chǎn)工藝，從原材料到菌種、生物反應(yīng)器、產(chǎn)物的分離與提純等都有著很大的差異，但其基本生產(chǎn)模式相同、理論基礎(chǔ)相同。要調(diào)整該課程體系，我們對課程內(nèi)容進行了分類和歸納，并選擇有代表性的內(nèi)容進行講解。結(jié)合我校生物技術(shù)專業(yè)的醫(yī)學背景及專業(yè)特色，適當增加醫(yī)藥相關(guān)內(nèi)容的講授學時，如重點講解抗生素、氨基酸、核酸類藥物的生產(chǎn)工藝過程。
3教學方法和教學手段的改革
3.1教學方式的多樣化堅持以“學生為主體、教師為主導”的教育理念，采用以培養(yǎng)學生學習能力、動手能力、創(chuàng)新能力為主的教學方式。我們在授課過程中采取以學生為主體的“交互式教學策略”和教師在教學活動中運用多種教學手段、多種教學資源的“多元化教學”代替“教師講，學生聽”的傳統(tǒng)教學模式。在授課過程中，我們采取了系統(tǒng)講授法、講授和自學結(jié)合法、多媒體教學法、教學和科研結(jié)合法等多種教學方式。
3.2改革課堂教學模式，提高教學效果在教學過程中，必須不斷探索和改進教學方法，努力提高教學效果。對于學生在學習中難以理解、容易混淆的概念進行重點講解，注重講授內(nèi)容的系統(tǒng)性和銜接性，加深學生對所學知識的理解。另外，為了吸引學生對發(fā)酵工程課程的學習興趣，我們在授課過程中采用實例法講授。例如，在講授《發(fā)酵機理》一章時，以啤酒、酸奶、抗生素的發(fā)酵為實例，通過講授其制作過程，使學生加深了對發(fā)酵機理的認識。通過課堂討論和分析一些常見現(xiàn)象，積極鼓勵和吸引學生參與課堂問題的討論，增強了學生和教師的互動性，提高了學生學習的興趣和主動性。
3.3充分利用網(wǎng)絡(luò)課程，充實教學手段發(fā)酵工程課程已經(jīng)成為泰山醫(yī)學院優(yōu)秀網(wǎng)絡(luò)課
程，許多教學資料已經(jīng)上傳到課程網(wǎng)站，內(nèi)容包括課程簡介、理論課與實驗課的課件、相關(guān)網(wǎng)站的鏈接、習題庫，拓展學習等內(nèi)容并保持動態(tài)更新，拓展了學生的學習空間；開設(shè)了BBS互動論壇、課程快訊、答疑解惑、習題交流、課程建議等板塊增加了互動性、營造了良好的學習氛圍。學生可以隨時從課程網(wǎng)站下載教學資料，極大地方便了學生對課程的學習，加深了對課程的理解和掌握。
3.4朋友班導師制和課外科研活動小組為把學生培養(yǎng)成為寬口徑、厚基礎(chǔ)，具備實踐能力和創(chuàng)新能力的合格人才，我們實行了發(fā)酵工程任課教師與授課班級結(jié)對共建朋友班活動，擔任整個授課班級的導師。除了關(guān)注學生的日常生活和學習外，重點加強學生對發(fā)酵工程課程的科學研究思維和科研能力的培養(yǎng)，采用課間指導、課后答疑、參與導師科研課題、組成課外科研活動小組等形式，培養(yǎng)學生利用發(fā)酵工程所學知識進行科研活動的能力。
3.5實驗教學的改革
（1）改變“重理論、輕實踐”的傳統(tǒng)觀念，加大發(fā)酵工程課程實踐教學學時比例，減少單純驗證性實驗比例，增加綜合性、設(shè)計性實驗比重；增加與醫(yī)藥相關(guān)實驗的比重。以往的發(fā)酵工程實驗課為12學時。由于課時少。只能開出幾個基本的實驗，且是孤立的。不利于培養(yǎng)學生對知識綜合運用的能力和創(chuàng)新能力。我們于2010年修訂了發(fā)酵工程實驗教學計劃。將學時數(shù)提高到24學時。減少單純的驗證性實驗，增加綜合性和自主設(shè)計性實驗，如增加抗生素發(fā)酵菌株的分離、篩選、發(fā)酵和效價測定的綜合性實驗，既鞏固了微生物學的理論知識和實踐操作，又使學生掌握了發(fā)酵工程菌種分離的基本原理和操作方法；又如我們設(shè)計了“蛹蟲草菌搖瓶發(fā)酵培養(yǎng)條件優(yōu)化”的自主設(shè)計性實驗，由學生分組查找資料，設(shè)計實驗方案，以多糖產(chǎn)量為指標，對發(fā)酵培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件運用單因素和正交設(shè)計實驗方法進行優(yōu)化，獲得最佳的培養(yǎng)基配方及培養(yǎng)條件，此舉大大提高了學生的科研能力和水平。
（2）改變傳統(tǒng)實驗教學為主的單一教學模式，盡量多給學生留下思考的時間和創(chuàng)新的機會，建立以學生為主體的實驗教學模式。為了加強學生的實踐能力，組織學生到抗生素、氨基酸等生產(chǎn)企業(yè)參觀和實習；鼓勵學生參與科研和生產(chǎn)實踐工作，并且將他們實際操作過程中的經(jīng)驗教訓和知識進行總結(jié)積累，用于教學與實踐。
4改革和完善發(fā)酵工程課程考核制度
發(fā)酵工程課程成績考核一般為平時成績考核（10%）、實驗考核成績（20%）和期末考核成績（70%）。在此基礎(chǔ)上我們增加了考核內(nèi)容的項目。加大平時成績占整個課程總成績的比例，由原來的10%增加到20%，增加學生學科發(fā)展動向報告、課程設(shè)計等作業(yè)分值，如在學期中間，給學生布置“發(fā)酵工程在生物技術(shù)中的應(yīng)用”的作業(yè)，由學生自己查閱資料、制作PPT課件，自己上講臺講述，教師根據(jù)學生綜合表現(xiàn)打分。通過這種方式的考核，既增強了學生查閱資料的能力，又鍛煉了學生的語言表達能力，這樣的考核模式，能夠比較公平、準確地反映一名學生的學習效果。
5 取得的成效
經(jīng)過幾年的摸索，我們在發(fā)酵工程教學改革方面取得了一定的效果。教師素質(zhì)顯著提高，備課充分，講課生動，能夠熟練運用多媒體和網(wǎng)絡(luò)等現(xiàn)代教育技術(shù)手段，以實際生產(chǎn)的實例講解工藝技術(shù)內(nèi)容，激發(fā)了學生的學習興趣，有效地調(diào)動了學生積極參與學習過程的積極性；授課教師與學生的互動比例與過去相比明顯提高，學生課堂聽課時精神狀態(tài)飽滿、精力集中，積極性和主動性明顯提高。
參考文獻
[1]曹新.關(guān)于醫(yī)學院校生物技術(shù)建設(shè)和人才培養(yǎng)的思考[J].醫(yī)學教育，2005（2）：21-26.
第2篇：生物技術(shù)發(fā)酵工程范文
關(guān)鍵詞:生化技術(shù);發(fā)酵工程;食品；應(yīng)用
在我國的食品生產(chǎn)工業(yè)中,生化技術(shù)工業(yè)化產(chǎn)品占有相當大的比重。隨著酒類和新型發(fā)酵產(chǎn)品以及釀造產(chǎn)品的產(chǎn)值在食品工業(yè)總產(chǎn)值的比重不斷提升，現(xiàn)代生化技術(shù)在食品發(fā)酵工程中的應(yīng)用有著廣闊的發(fā)展前景。
一、食品生化技術(shù)和發(fā)酵工程簡介
食品生化技術(shù)是現(xiàn)代生物技術(shù)在食品領(lǐng)域中的應(yīng)用，是指以現(xiàn)代生命科學的研究成果為基礎(chǔ)，結(jié)合現(xiàn)代工程技術(shù)手段和其他學科的研究成果，用全新的方法和手段設(shè)計新型的食品和食品原料。廣義的食品生化技術(shù)包括在食品加工制造上的所有生物技術(shù)，涉及到基因工程（是生物技術(shù)的核心與基礎(chǔ)）、細胞工程、發(fā)酵工程、酶工程以及生物工程下游技術(shù)（包括提取和純化技術(shù)等）和現(xiàn)代分子檢測技術(shù)。食品生物技術(shù)涵蓋分子生物學、細胞生物學、免疫學、生理學、遺傳學、生物化學、微生物學、生物物理學、食品營養(yǎng)學、毒理學等生物類學科，同時涉及信息學、電子學、化學等學科，是一門多學科相互滲透的綜合性學科。
現(xiàn)代生物技術(shù)的迅猛發(fā)展,成就非凡,推動著科學的進步,促進著經(jīng)濟的發(fā)展,改變著人類的生活與思維,影響著人類社會的發(fā)展進程?，F(xiàn)代生物技術(shù)的成果越來越廣泛地應(yīng)用于醫(yī)藥、食品、能源、化工、輕工和環(huán)境保護等諸多領(lǐng)域。生物技術(shù)是21世紀高新技術(shù)革命的核心內(nèi)容,具有巨大的經(jīng)濟效益及潛在的生產(chǎn)力。專家預測,到2010～2020年,生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)將逐步成為世界經(jīng)濟體系的支柱產(chǎn)業(yè)之一。
發(fā)酵工程是指采用現(xiàn)代工程技術(shù)手段，利用微生物的某些特定功能，為人類生產(chǎn)有用的產(chǎn)品，或直接把微生物應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)過程的一種新技術(shù)。發(fā)酵工程的內(nèi)容包括菌種的選育、培養(yǎng)基的配制、滅菌、擴大培養(yǎng)和接種、發(fā)酵過程和產(chǎn)品的分離提純等方面。
二、食品生化技術(shù)在發(fā)酵工業(yè)的應(yīng)用
（一）、基因技術(shù)在食品發(fā)酵工程中的應(yīng)用
基因技術(shù)在現(xiàn)代生化技術(shù)中占有重要的地位,主要采用類似工程設(shè)計的方法,按照不同的需求將目的基因剪切、組合、拼接,再將人工重組的基因通過載體導入受體細胞,進行無性繁殖,并使目的基因在受體細胞中高速發(fā)展,產(chǎn)生出人類所需要的產(chǎn)品或組建成新的生物類型?；蚣夹g(shù)在食品發(fā)酵工程中主要有以下應(yīng)用:
1、改良釀酒酵母菌的性能
利用基因工程技術(shù)培育出新的釀酒酵母菌株,用以改進傳統(tǒng)的釀酒工藝,并使之多樣化。采用基因工程技術(shù)將大麥中的淀粉酶基因轉(zhuǎn)入啤酒酵母中后,即可直接利用淀粉發(fā)酵,使生產(chǎn)流程縮短,工序簡化,革新啤酒生產(chǎn)工藝。目前,已成功地選育出分解β-葡聚糖和分解糊精的啤酒酵母菌株、嗜殺啤酒酵母菌株,提高生香物質(zhì)含量的啤酒酵母菌株。
2、改良面包酵母菌的性能
將優(yōu)良酶基因轉(zhuǎn)入面包酵母菌中后,其含有的麥芽糖透性酶及麥芽糖的含量比普通面包酵母顯著提高,面包加工中產(chǎn)生二氧化碳氣體量提高,應(yīng)用改良后的酵母菌種可生產(chǎn)出膨潤松軟的面包。
3、 改良乳酸菌發(fā)酵劑的性能
乳酸菌能代謝產(chǎn)生乳酸,降低發(fā)酵產(chǎn)品pH值。乳酸菌基因表達系統(tǒng)分為組成型表達和受控表達兩種類型,其中受控表達系統(tǒng)包括糖誘導系統(tǒng)、Nisin誘導系統(tǒng)、pH 誘導系統(tǒng)和噬菌體衍生系統(tǒng)。相對于乳酸乳球菌和嗜熱鏈球菌而言,德氏乳桿菌的基因研究比較缺乏,但是已經(jīng)發(fā)現(xiàn)質(zhì)粒pN42和PJBL2用于構(gòu)建德氏乳桿菌的克隆載體。有研究發(fā)現(xiàn)乳酸菌基因突變有2種方法:第一種方法涉及(同源或異源的)可獨立復制的轉(zhuǎn)座子,第二種方法是依賴于克隆的基因組DNA 片斷和染色體上的同源部位的重組整合而獲得。通過基因工程得到的乳酸菌發(fā)酵劑具有優(yōu)良的發(fā)酵性能,產(chǎn)雙乙酰能力、蛋白水解能力、胞外多糖的穩(wěn)定形成能力、抗雜菌和病原菌的能力較強。
（二）細胞工程技術(shù)在食品發(fā)酵生產(chǎn)中的應(yīng)用
細胞工程是生物工程主要組成之一,出現(xiàn)于20世紀70年代末至80 年代初,是在細胞水平上改變細胞的遺傳特性或通過大規(guī)模細胞培養(yǎng)以獲得人們所需物質(zhì)的技術(shù)過程。細胞工程主要有細胞培養(yǎng)、細胞融合及細胞代謝物的生產(chǎn)等。細胞融合是在外力(誘導劑或促融劑)作用下,使兩個或兩個以上的異源(種、屬間) 細胞或原生質(zhì)體相互接觸,從而發(fā)生膜融合、胞質(zhì)融合和核融合并形成雜種細胞的現(xiàn)象。細胞融合技術(shù)是一種改良微生物發(fā)酵菌種的有效方法,主要用于改良微生物菌種特性、提高目的產(chǎn)物的產(chǎn)量、使菌種獲得新的性狀、合成新產(chǎn)物等。與基因工程技術(shù)結(jié)合,使對遺傳物質(zhì)進一步修飾提供了多樣的可能性。例如日本味之素公司應(yīng)用細胞融合技術(shù)使產(chǎn)生氨基酸的短桿菌雜交,獲得比原產(chǎn)量高3倍的賴氨酸產(chǎn)生菌和蘇氨酸高產(chǎn)新菌株。釀酒酵母和糖化酵母的種間雜交,分離子后代中個別菌株具有糖化和發(fā)酵的雙重能力。日本國稅廳釀造試驗所用該技術(shù)獲得了優(yōu)良的高性能謝利酵母來釀制西班牙謝利白葡萄酒獲得了成功。目前,微生物細胞融合的對象已擴展到酵母、霉菌、細菌、放線菌等多種微生物的種間以至屬間,不斷培育出用于各種領(lǐng)域的新菌種。
（三）酶在食品發(fā)酵生產(chǎn)中的應(yīng)用
酶是活細胞產(chǎn)生的具有高效催化功能、高度專一性和高度受控性的一類特殊生物催化劑。酶工程是現(xiàn)代生物技術(shù)的一個重要組成部分,酶工程又稱酶反應(yīng)技術(shù),是在一定的生物反應(yīng)器內(nèi),利用生物酶作為催化劑,使某些物質(zhì)定向轉(zhuǎn)化的工藝技術(shù),包括酶的研制與生產(chǎn),酶和細胞或細胞器的固定化技術(shù),酶分子的修飾改造,以及生物傳感器等。酶工程技術(shù)在發(fā)酵生產(chǎn)中主要用于兩個方面,一是用酶技術(shù)處理發(fā)酵原料,有利于發(fā)酵過程的進行。如啤酒釀制過程,主要原料麥芽的質(zhì)量欠佳或大麥、大米等輔助原料使用量較大時,會造成淀粉酶、俘一葡聚糖酶、纖維素酶的活力不足,使糖化不充分、蛋白質(zhì)降解不足,從而減慢發(fā)酵速度,影響啤酒的風味和收率。使用微生物淀粉酶、蛋白酶、一葡聚糖酶等制劑,可補充麥芽中酶活力不足的缺陷,提高麥汁的可發(fā)酵度和麥汁糖化的組分,縮短糖化時間,減少麥皮中色素、單寧等不良雜質(zhì)在糖化過程中浸出,從而降低麥汁色澤。二是用酶來處理發(fā)酵菌種的代謝產(chǎn)物,縮短發(fā)酵過程,促進發(fā)酵風味的形成。啤酒中的雙乙酰是影響啤酒風味的主要因素,是判斷啤酒成熟的主要指標。當啤酒中雙乙酰的濃度超過閾值時,就會產(chǎn)生一種不愉快的餿酸味。雙乙酰是由酵母繁殖時生成的α-乙酰乳酸和α-乙酰羥基丁酸氧化脫羧而成的,一般在啤酒發(fā)酵后期還原雙乙酰需要約5～10d 的時間。崔進梅等報道,發(fā)酵罐中加入α-乙酰乳酸脫羧酶能催化α-乙酰乳酸直接形成羧基丁酮,可縮短發(fā)酵周期,減少雙乙酰含量。
三、小結(jié)
應(yīng)用生物技術(shù)可以提高發(fā)酵劑的性能,縮短發(fā)酵周期,豐富發(fā)酵制品的種類。不僅提高了產(chǎn)品檔次和附加值,生產(chǎn)出符合不同消費者需要的保健制品,而且在有利于加速食品加工業(yè)的發(fā)展。隨著生化技術(shù)的日益發(fā)展,相信會開發(fā)出更多物美價廉的發(fā)酵制品,使生物加工技術(shù)在食品發(fā)酵工業(yè)中的應(yīng)用更加廣泛。
參考文獻
[1] 徐成勇,郭本恒等.酸奶發(fā)酵劑和乳酸菌生物技術(shù)育種[J].中國生物工程雜志.2004,(7):27.
第3篇：生物技術(shù)發(fā)酵工程范文
關(guān)鍵詞：發(fā)酵工程；實驗教學；課程
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）28-0237-02
發(fā)酵工程是發(fā)酵工業(yè)的支撐學科，也是整個生物工程的核心。隨著生物技術(shù)的發(fā)展，發(fā)酵工程的技術(shù)和理論已經(jīng)廣泛應(yīng)用于生物制藥、食品化工、環(huán)境化工等領(lǐng)域。通過發(fā)酵工程課程的學習，不僅能夠掌握發(fā)酵工程的原理及發(fā)酵控制過程優(yōu)化，而且對系統(tǒng)地了解生物技術(shù)及其工業(yè)化應(yīng)用具有重要意義。對于理科專業(yè)，發(fā)酵工程在增強學生的工程意識、提高學生的科學素養(yǎng)，為生物學科理科專業(yè)的學生奠定工程學科的概念和基礎(chǔ)方面起到重要作用。作為一門實踐性很強的學科，發(fā)酵工程學科取得的每一個進步都和實驗技術(shù)的發(fā)展密切相關(guān)。因此學習發(fā)酵工程，不僅要掌握堅實的基礎(chǔ)理論知識，更要熟練地掌握實驗操作技能，從而在實驗中發(fā)現(xiàn)并解決問題，加速發(fā)酵產(chǎn)品的開發(fā)。培養(yǎng)創(chuàng)新人才需要在課程設(shè)置上增加社會調(diào)查實踐、綜合實驗訓練和課程綜合設(shè)計等實踐教學環(huán)節(jié)學分，促進理論與實踐的緊密結(jié)合。為滿足社會對應(yīng)用型、技能型產(chǎn)業(yè)化人才的需求，必須提高對發(fā)酵工程實驗的重視程度，并把傳統(tǒng)的實驗教學內(nèi)容轉(zhuǎn)向綜合研究型、應(yīng)用創(chuàng)新型模式。
一、建立層次合理的實驗教學模式
發(fā)酵工程學課程是理科生物技術(shù)專業(yè)必修專業(yè)基礎(chǔ)課之一，課程內(nèi)容主要包括原料和菌種制備、發(fā)酵設(shè)備、發(fā)酵過程參數(shù)檢測及發(fā)酵工藝控制、發(fā)酵產(chǎn)品的分離純化等內(nèi)容，貫穿了整個發(fā)酵工程學的主線。但理科專業(yè)開設(shè)的發(fā)酵工程及實驗課程普遍學時較少，只能開設(shè)簡單的基礎(chǔ)性的實驗，無法開展稍復雜的綜合性設(shè)計性實驗，不利于培養(yǎng)學生理論與實踐相結(jié)合解決發(fā)酵工程實際問題的能力。因此，非常有必要在人才培養(yǎng)方案中增加發(fā)酵工程實驗課學時，修改實驗教學大綱，擴充和豐富實驗教學內(nèi)容，在條件成熟時單獨開設(shè)發(fā)酵工程綜合實驗課。
傳統(tǒng)的理科專業(yè)所開設(shè)的發(fā)酵工程實驗教學過于偏重基礎(chǔ)性和驗證性實驗，難以調(diào)動學生興趣、積極性和探索求新的愿望。同時，由于實驗條件和設(shè)備的缺乏，實驗教學系統(tǒng)性和層次性不夠，實驗項目的設(shè)置缺乏將同一學科的各個知識點串聯(lián)起來的實驗培訓，缺乏讓學生進行系統(tǒng)地學習、綜合運用所學知識與技能的主線。這樣實驗內(nèi)容難以有挑戰(zhàn)性，學生難以發(fā)生興趣或產(chǎn)生求索的欲望，從而不重視實驗，達不到預期目標。傳統(tǒng)的發(fā)酵工程單元實驗教學內(nèi)容主要包括常見儀器設(shè)備的使用、培養(yǎng)基的配制、接種技術(shù)、菌種活化、菌體染色及形態(tài)觀察、菌種選育及保藏等。在修訂實驗教學大綱時，可考慮改變傳統(tǒng)的單元實驗教學模式，設(shè)置基礎(chǔ)性綜合實驗和研究型綜合實驗，每個實驗都涵蓋發(fā)酵工程中的基本操作技術(shù)，包括菌種的制備，擴大培養(yǎng)，發(fā)酵罐和培養(yǎng)基的消毒滅菌、接種技術(shù)、發(fā)酵參數(shù)測定、產(chǎn)物的分離純化等，使學生能夠?qū)Πl(fā)酵工程的知識點綜合運用，融會貫通，對發(fā)酵工程中的工程技術(shù)問題和生物學基礎(chǔ)知識有更深刻的認識。
二、設(shè)置創(chuàng)新性綜合性實驗教學內(nèi)容
根據(jù)實驗室的設(shè)備和實驗條件，依據(jù)實驗學時的設(shè)置，可考慮開設(shè)三類綜合實驗，第一類為傳統(tǒng)發(fā)酵制品實驗，例如淀粉酶發(fā)酵實驗、乳酸發(fā)酵實驗、葡萄酒發(fā)酵實驗；第二類為經(jīng)典發(fā)酵綜合實驗：例如谷氨酸發(fā)酵實驗；第三類為新型產(chǎn)品發(fā)酵綜合實驗，例如普魯蘭多糖發(fā)酵實驗。傳統(tǒng)發(fā)酵制品實驗規(guī)模較小，可依據(jù)學時靈活設(shè)置，實驗內(nèi)容貼近生活，容易激發(fā)學生對發(fā)酵工程課程的興趣。大型經(jīng)典發(fā)酵實驗，貫穿整個谷氨酸工業(yè)生產(chǎn)過程，將對工業(yè)發(fā)酵工藝流程進行實驗室完全再現(xiàn)，包含十個小型實驗，即谷氨酸菌種活化及擴大培養(yǎng)，谷氨酸菌種質(zhì)量檢測，谷氨酸脫羧酶的制備，發(fā)酵罐的構(gòu)造及空消，發(fā)酵培養(yǎng)基的制備及實消，谷氨酸的中糖發(fā)酵及控制，發(fā)酵過程中谷氨酸含量測定，發(fā)酵過程中還原糖的測定，發(fā)酵過程中菌濃度測定及菌體形態(tài)觀察，谷氨酸的離子交換回收，谷氨酸的等電回收及結(jié)晶。學生通過實驗可以掌握谷氨酸這種經(jīng)典發(fā)酵產(chǎn)品的生產(chǎn)過程，通過不同的實驗單元培訓，對發(fā)酵生產(chǎn)有整體性認識。新型產(chǎn)品發(fā)酵綜合實驗根據(jù)課程組教師的科研課題內(nèi)容設(shè)計，例如普魯蘭多糖發(fā)酵綜合實驗，包括菌種活化及擴大培養(yǎng)，發(fā)酵罐分批發(fā)酵法生產(chǎn)普魯蘭多糖，發(fā)酵過程中還原糖的測定，普魯蘭多糖含量的測定，發(fā)酵過程菌體形態(tài)觀察，發(fā)酵液的除菌，普魯蘭多糖分離提取。新型產(chǎn)品發(fā)酵過程設(shè)置一定的挑戰(zhàn)性，發(fā)酵原料的選擇，發(fā)酵過程控制方式和產(chǎn)物的分離純化都由學生自主查閱資料并選擇實施。
三種不同類型的實驗，能使學生初步掌握一種完整的發(fā)酵產(chǎn)品的生產(chǎn)過程，對發(fā)酵工程實驗形成一個系統(tǒng)的認識，培養(yǎng)學生的專業(yè)應(yīng)用技能。另外，新型發(fā)酵產(chǎn)品綜合實驗，能使學生了解新的工業(yè)發(fā)酵產(chǎn)品的研發(fā)過程，學生在參與實驗過程中，學習如何查閱資料，如何對實驗結(jié)果和成敗原因進行分析，可以提高學生獨立分析問題、解決問題的能力，培養(yǎng)學生良好的科學素質(zhì)和創(chuàng)新能力。
三、合理安排實驗教學時間
微生物的發(fā)酵周期比較長，實驗需連續(xù)進行，常常需要夜間維護看罐，常規(guī)的教學計劃很難進行系統(tǒng)合理的安排，只能集中安排。發(fā)酵工程實驗課程安排在大學四年級上學期，學生課程相對較少，鑒于發(fā)酵工程實驗的特殊性和便于開展綜合性實驗，應(yīng)采用集中排課的方式，可以每周8～12個學時，連續(xù)2～3周，以保證實驗的連續(xù)性。集中排課有利于學生在一段時間內(nèi)將注意力集中，投入實驗狀態(tài)，綜合應(yīng)用已學的理論與技術(shù)知識完成實驗，也使學生初步了解發(fā)酵工程科研特點，為以后的畢業(yè)論文打好基礎(chǔ)。
四、實驗教學方法和過程管理
在實驗之前，對實驗內(nèi)容、時間安排、分組設(shè)置制定詳細的表格發(fā)給同學，便于同學們按照時間表自覺主動地完成實驗的準備和實施。在整個實驗過程中，發(fā)酵罐的清洗、培養(yǎng)基的配置、滅菌操作到實驗材料的準備、菌種的活化及擴培、上罐接種以及最后實驗結(jié)果的檢測等全部由學生自主完成。教師對實驗內(nèi)容提供必要的講解，提示實驗過程中的注意事項，啟發(fā)其對所學理論知識的思考，激發(fā)學生的創(chuàng)造性思維和動手能力，主動思考實驗原理及操作要點，加深對理論知識的理解；對于實驗中所用的大型設(shè)備在試驗開始之前進行集中操作培訓，確保在試驗中學生能夠獨立正確操作，實驗設(shè)備能夠運行良好。每次實驗進行之前，教師必須強調(diào)實驗室安全問題，規(guī)范實驗室使用、藥品使用等規(guī)章制度。實驗分組以6～8名同學一組，設(shè)置組長，在不同的實驗階段，組長由小組內(nèi)每個同學輪流擔任，組長負責人員任務(wù)分配和協(xié)調(diào)以及實驗記錄的提交。學生實驗過程中小組成員共同商議實驗的進程及具體安排，并做好書面的人員安排記錄。這樣的分組方式和組長輪換制度使學生能夠互相配合，激發(fā)每個成員的積極性，培養(yǎng)學生的團隊精神。另外，對于實驗技能單元采用新型教學手段，如拍攝視頻短片和動畫演示給學生，使學生能夠理解和鞏固相關(guān)知識和技術(shù)。
五、設(shè)計實驗課程考核體系
對實驗過程的考核是保證實驗教學質(zhì)量和效果的重要環(huán)節(jié)，根據(jù)實驗體系中各種類型的實驗項目和內(nèi)容的實施特點，應(yīng)注重對學生實驗過程實驗方法和解決問題能力的全方位綜合性考核。
對于綜合性實驗，在每個小實驗結(jié)束后，由小組成員共同填寫實驗記錄結(jié)果，對實驗結(jié)果進行分析，并討論下一個實驗方案，寫出書面的實驗計劃安排。全部實驗結(jié)束后，每個小組撰寫實驗報告，格式按照正式生物科技論文寫作的稿件要求，包括題目、摘要、關(guān)鍵詞、引言、實驗材料和方法、結(jié)果、討論、參考文獻、附錄等內(nèi)容，教師應(yīng)在撰寫之前對實驗報告的格式和寫作方法進行介紹，提供模板。每個小組成員都要寫出實驗心得體會，同時制作幻燈片在實驗報告會上向全班同學展示。實驗成績由實驗出勤率、實驗結(jié)果、實驗報告的質(zhì)量、實驗心得體會以及實驗報告展示答辯等多方面組成。這樣的考核方式，有利于學生體驗科學研究的各個環(huán)節(jié)以及練習科技論文寫作方法。
六、建設(shè)完善的實驗教學平臺
由于各方面的原因，我院的實驗設(shè)備和實驗條件較匱乏，尤其是微生物實驗室和發(fā)酵工程實驗室設(shè)備過于陳舊，僅能開設(shè)基礎(chǔ)實驗項目，綜合性實驗項目所需的條件不足。實驗室有二聯(lián)體不銹鋼機械攪拌發(fā)酵罐及相關(guān)附屬設(shè)備，高速管式離心機和小型噴霧干燥機等分離設(shè)備，具備一定的基礎(chǔ)。但非常缺乏發(fā)酵過程所需的各類實驗室基本儀器，小型發(fā)酵罐配套設(shè)備如葡萄糖測定傳感器、發(fā)酵尾氣分析儀，以及下游分離所需的小試型微濾/超濾管式膜分離系統(tǒng)。另外發(fā)酵罐過少限制了本科實驗教學，購置更多的小型發(fā)酵罐，便于學生分組進行實驗。由此有必要在未來加強相關(guān)的應(yīng)用微生物與發(fā)酵工程基礎(chǔ)教學和研究實驗平臺建設(shè)。建立專門的發(fā)酵工程實驗平臺，作為發(fā)酵工程綜合實驗和校內(nèi)實訓基地。我院目前每年都有校級和國家級大學生科研訓練計劃，鼓勵本科生參與科研項目，發(fā)酵工程實驗教學平臺也可設(shè)置開放實驗室，作為大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練和科研訓練的平臺。
在校內(nèi)建立完善的發(fā)酵工程綜合實驗室和實訓基地，加大開放性實驗的力度，不僅可以幫助相關(guān)本科學生拓寬學生知識面，了解企業(yè)研發(fā)流程，掌握過硬的專業(yè)實踐技能，還可以通過平臺培養(yǎng)研究生，使之成為發(fā)酵工程技術(shù)研究和技術(shù)創(chuàng)新平臺。另外，在此基礎(chǔ)上，與周邊地區(qū)的大型制藥企業(yè)、發(fā)酵企業(yè)合作，設(shè)立校外實習基地，通過參觀和講解，學生可以了解企業(yè)的發(fā)展歷程、產(chǎn)品種類、生產(chǎn)流程、營銷方式，以及新產(chǎn)品的研發(fā)流程等，學習書本上學不到的知識，加深對發(fā)酵理論和知識的理解，增加學生對現(xiàn)酵企業(yè)的認識。
參考文獻：
第4篇：生物技術(shù)發(fā)酵工程范文
[關(guān)鍵詞]發(fā)酵工程；食品工業(yè)；應(yīng)用
[中圖分類號]TS210 [文獻標識碼]A [文章編號]1005-6432（2013）34-0062-02
1 發(fā)酵工程在食品工業(yè)中的發(fā)展
自20世紀70年代以來，不僅以細胞工程、酶工程和發(fā)酵工程為核心內(nèi)容的現(xiàn)代生物技術(shù)，廣泛應(yīng)用于食品生產(chǎn)與開發(fā)，而且現(xiàn)代生物技術(shù)也成為了解決食品工業(yè)生產(chǎn)所帶來的環(huán)保和健康等問題的有效途徑。作為一門利用微生物的生長和代謝活動來生產(chǎn)各種有用物質(zhì)的工程技術(shù)，發(fā)酵工程是生物工程技術(shù)的重要組成部分。它包括培育優(yōu)良菌種、發(fā)酵生產(chǎn)某些代謝產(chǎn)物、生產(chǎn)微生物菌體、改造某些天然物質(zhì)等。現(xiàn)酵工程對食品工業(yè)的影響主要表現(xiàn)在利用現(xiàn)酵技術(shù)改造傳統(tǒng)發(fā)酵食品以及加速開發(fā)高附加值的現(xiàn)酵產(chǎn)品。它的足跡涉及新食品配料、飲料穩(wěn)定劑、D-氨基酸及其衍生物制造等諸多食品工業(yè)領(lǐng)域。
2 發(fā)酵工程在食品工業(yè)中的應(yīng)用
2.1 傳統(tǒng)的食品加工工藝的改造
在現(xiàn)酵技術(shù)改造傳統(tǒng)發(fā)酵食品中，最典型的是使用雙酶法糖化工藝取代傳統(tǒng)的酸法水解工藝。例如在國外的啤酒生產(chǎn)中，大多數(shù)采用了固定化酵母的連續(xù)發(fā)酵工藝，它可將啤酒的發(fā)酵時間縮短至1d，甚至更低的90rain。在我國的傳統(tǒng)釀造制品黃酒、醬類、豆腐乳等，均利用優(yōu)選的菌種發(fā)酵，不僅提高了原料的利用率，縮短了發(fā)酵周期，而且改良了風味品質(zhì)。與此同時，利用發(fā)酵工程生產(chǎn)天然色素、天然新型香味劑等食品添加劑，并逐步取代人工合成的色素和香精，這也是當前食品添加劑研究和前進的方向。
2.2 單細胞蛋白的生產(chǎn)
單細胞蛋白（Sole Cell Protein，SCP）主要指酵母、細菌、真菌等微生物蛋白質(zhì)資源。人們已公認SCP是最具應(yīng)用前景的蛋白質(zhì)新資源之一，是因為微生物菌體的蛋白質(zhì)含量高，同時還含有多種維生素。這對于解決世界蛋白質(zhì)資源不足問題方面將發(fā)揮重要作用。同時也有一些是采用細菌、絲狀真菌和放線菌等菌種。現(xiàn)在許多國家都在積極進行球藻及螺旋藻SCP的開發(fā)，走在前列的是美國、日本、墨西哥等國，他們所生產(chǎn)的螺旋藻食品既是高級營養(yǎng)品，又是減肥品，在國際市場上很受歡迎。我國螺旋藻的開發(fā)研究始于20世紀70年代，到目前為止，已建立了大規(guī)模的養(yǎng)殖生產(chǎn)基地。
2.3 功能性食品的開發(fā)
功能性食品是指在特定食品中含有某些有效成分，它們具有對人體生理作用產(chǎn)生功能性影響及調(diào)節(jié)之功效，以實現(xiàn)“醫(yī)食同源”的目的。不僅能夠調(diào)節(jié)膳食結(jié)構(gòu)，而且能夠益壽延年。因此，這類功能性食品在保健食品產(chǎn)業(yè)中形成了一個新的主流。
2.3.1 大型真菌的開發(fā)
功能性食品的有效成分主要來自名貴中藥材如靈芝、冬蟲夏草、茯苓、香菇、蜜環(huán)菌等藥用真菌，原因在于這些真核微生物含調(diào)節(jié)機體免疫機能、抗癌或抗腫瘤、防衰老的有效成分。功能性食品的主要原料來源一方面是直接取自天然源的藥用真菌，用于功能性食品的開發(fā)；另一方面是通過發(fā)酵途徑實行工業(yè)化生產(chǎn)，從而大量索取。在應(yīng)用中，人工發(fā)酵培養(yǎng)蟲草菌已在中國醫(yī)學科學院藥物研究所實現(xiàn)，成果卓著。在分析產(chǎn)品的化學成分和藥理等方面發(fā)現(xiàn)，它與天然冬蟲夏草類同，臨床上應(yīng)用對高脂血癥、障礙、慢性支氣管炎等均有療效，而治療障礙優(yōu)于天然冬蟲夏草。
2.3.2 γ-亞麻酸的制備
γ-亞麻酸是人體必需的一種不飽和脂肪酸，對人體許多組織特別是腦組織的生長發(fā)育至關(guān)重要。γ-亞麻酸具有明顯的降血壓、降低血清甘油三酯和膽固醇水平的功效。目前以月見草為其主要來源，但是月見草有明顯的缺陷，如種子的產(chǎn)量和含油量很不穩(wěn)定、受氣候和產(chǎn)地等條件影響較大、生產(chǎn)周期較長、精煉成本高等。所以開始利用經(jīng)篩選高含油的魯氏毛霉、少根根霉等蓄積油脂較高的菌株為發(fā)酵劑，以豆粕、玉米粉、麩皮等作培養(yǎng)基，經(jīng)液體深層發(fā)酵法制備γ-亞麻酸。采用的發(fā)酵溫度為30℃，時間為2d，干燥菌體中油脂含量25%～35%，其中γ-亞麻酸含量為12%～15%，它與植物源相比具有產(chǎn)量穩(wěn)定、周期短、成本低、工藝簡單等優(yōu)越性，便于大規(guī)模使用。
2.3.3 微生態(tài)制劑的制備
許多微生物菌體本身可作為保健食品的功能性配料或添加劑，例如乳酸菌（乳桿菌屬、鏈球菌屬、明串珠菌屬、雙歧桿菌屬和片球菌屬等）和醋酸菌等，其中雙歧桿菌作為微生態(tài)調(diào)節(jié)劑在保健食品中的應(yīng)用最為廣泛，主要的生理功能：第一，抑制和殺死腸道病原菌，從而改善腸道的微生態(tài)環(huán)境；第二，阻斷腸道內(nèi)致癌物質(zhì)的生成，產(chǎn)生具有抗腫瘤特性的胞外多糖，同時分泌雙歧桿菌素和類溶菌物質(zhì)，提高巨噬細胞的吞噬能力，增強機體免疫力和抗病能力，在腸道內(nèi)自然合成多種維生素。雙歧型微態(tài)制劑一般多用于嬰兒雙歧桿菌，制備工藝一般采用將雙歧桿菌純培養(yǎng)物進行反復接種培養(yǎng)以恢復其活力，并將活化后的菌種接種到以脫脂乳為主的菌種繼代培養(yǎng)基中，依次進行三角瓶和種子罐培養(yǎng)，利用冷凍干燥機進行冷凍干燥即制成雙歧桿菌微生態(tài)制劑。
2.3.4 有機形式的微量元素的制備
人體必需的微量元素包括硒、鉻、鍺、碘、鋅、鐵等，其中硒、鍺、鉻3種元素與目前嚴重危害人類健康的腫瘤、心血管疾病和糖尿病等關(guān)系較大，因此也成為保健食品研究的熱點之一。由于無機形式的硒、鍺、鉻活性很低，同時具有不同程度的毒性，所以其應(yīng)用于保健品首先要通過生物方法將無機形式的這些元素轉(zhuǎn)化成有機形式微量元素。轉(zhuǎn)化方法主要有植物轉(zhuǎn)化法（富硒蘋果、富硒水稻、富硒茶葉等）、植物種子發(fā)芽轉(zhuǎn)化法（如富硒麥芽或富硒豆芽等）和微生物轉(zhuǎn)化法（如富硒酵母或富硒食用菌等）等。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，酵母細胞對硒具有富集作用（吸收率約75%）。利用這一特點，可以在特定培養(yǎng)環(huán)境下及不同階段在培養(yǎng)基中加入硒，使它被酵母吸收利用而轉(zhuǎn)化為酵母細胞內(nèi)的有機硒，然后由酵母自溶制得產(chǎn)品。富硒酵母95%以上的硒是以有機硒形式存在的，其抗衰老及抑制腫瘤功能較亞硒酸鈉顯著，而其毒性卻大大低于亞硒酸鈉。
2.3.5 超氧化物歧化酶（SOD）的制備
SOD廣泛存在于動植物和微生物細胞中，目前國內(nèi)SOD的生化制品主要是從動物血液的紅細胞中提取的。SOD不僅能清除人體內(nèi)過多的氧自由基，起到延緩衰老，提高人體免疫能力并增強對各種疾病的抵抗力的作用，而且作為一種臨床藥物，在治療由于自由基的損害而引發(fā)的多種疾病時效果顯著，可與放化療結(jié)合治療癌癥、治療骨髓損傷、炎癥及消除肌肉疲勞等。并且臨床應(yīng)用證明SOD作為人體組織細胞的正常成分是安全的、有效的，可以廣泛應(yīng)用于化妝品、牙膏和保健食品中。
2.3.6 L-肉堿的制備
L-肉堿（Candtme）的化學名稱是L-3-羥基4-三甲銨丁酸，普遍存在于機體組織內(nèi)，是我國新批準的營養(yǎng)強化劑。因為它能促進脂肪酸的運輸和氧化，所以可以應(yīng)用在運動員食品中，以提高其耗氧量和氧化代謝能力，從而增強機體耐受力；同時可用在特殊群體中如嬰幼兒食品、老年食品和減肥健美食品中?，F(xiàn)如今發(fā)酵法和酶法已經(jīng)取代了傳統(tǒng)的化學生產(chǎn)法，利用根霉、毛霉、青霉進行固態(tài)發(fā)酵，在可溶性淀粉、硝酸鈉、磷酸二氫鉀和小麥麩皮組成的固體培養(yǎng)基中，25℃培養(yǎng)4d-7d，L-肉堿的產(chǎn)量為12%～48%，優(yōu)于過去。
2.4 微生物油脂的生產(chǎn)
人們?nèi)粘Ｊ秤玫挠椭蟛糠质怯芍ヂ?、花生、油菜子、大豆等油料作物榨取的植物油脂，還有一部分是由豬、牛及羊等動物熬制的動物油脂，很少考慮到微生物油脂。其實，在許多微生物中都含有油脂，含油率從最低的2%～3%到60%～70%，且大多數(shù)微生物油脂富含多不飽和脂肪酸（Polyunsaturated Fat Acids，PUFA），有益于人體健康。目前，富含AA和DHA的微生物油脂已在美國、日本、英國、法國等國上市，微生物油脂的應(yīng)用已形成趨勢。
2.5 新糖源的開發(fā)
微生物發(fā)酵生產(chǎn)的新型強力甜味劑有甜度高、熱量低的特點，能夠滿足肥胖癥、肝腎病以及糖尿病人對低糖食品的要求。其產(chǎn)生的真菌中所含多糖如金針菇多糖、銀耳多糖、香菇多糖、靈芝多糖、猴頭菇多糖、茯苓多糖、蟲草多糖等，具有免疫激活、抗腫瘤、抗衰老、降血糖、降血脂、保肝、防血栓等多種功能。以上真菌的菌絲體可采取深層發(fā)酵培養(yǎng)制取，然后提取真菌多糖，并且淀粉經(jīng)酶解成葡萄糖后，由嗜高滲酵母發(fā)酵后經(jīng)過濃縮、結(jié)晶、分離、干燥等過程制得赤蘚糖醇。
3 食品工業(yè)的展望
放眼未來，食品工業(yè)將成為現(xiàn)代生物技術(shù)中應(yīng)用最廣闊、最活躍、最富有挑戰(zhàn)性的領(lǐng)域。隨著現(xiàn)酵工程技術(shù)在食品領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，食品工業(yè)將不再被認為是傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)食品，它將在人們?nèi)粘Ｉ钪姓紦?jù)重要的地位?，F(xiàn)代食品工業(yè)的蓬勃發(fā)展，已顯示出發(fā)酵工程技術(shù)的巨大生命力，我們不僅要充分利用世界生物技術(shù)迅猛發(fā)展的契機，重視發(fā)酵工程技術(shù)的研究，而且要促進我國食品工業(yè)的改革，實現(xiàn)我國食品工業(yè)健康有序的發(fā)展。
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第5篇：生物技術(shù)發(fā)酵工程范文
關(guān)鍵詞:生物技術(shù);基因工程;細胞工程
現(xiàn)代生物技術(shù)的迅猛發(fā)展，成就非凡，推動著科學的進步，促進著經(jīng)濟的發(fā)展，改變著人類的生活與思維，影響著人類社會的發(fā)展進程?，F(xiàn)代生物技術(shù)的成果越來越廣泛地應(yīng)用于醫(yī)藥、食品、能源、化工、輕工和環(huán)境保護等諸多領(lǐng)域。生物技術(shù)是21世紀高新技術(shù)革命的核心內(nèi)容，具有巨大的經(jīng)濟效益及潛在的生產(chǎn)力。專家預測，到2010～2020年，生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)將逐步成為世界經(jīng)濟體系的支柱產(chǎn)業(yè)之一。生物技術(shù)是以生命科學為基礎(chǔ)，利用生物機體、生物系統(tǒng)創(chuàng)造新物種，并與工程原理相結(jié)合加工生產(chǎn)生物制品的綜合性科學技術(shù)?，F(xiàn)代生物技術(shù)則包括基因工程、蛋白質(zhì)工程、細胞工程、酶工程和發(fā)酵工程等領(lǐng)域。在我國的食品工業(yè)中，生物技術(shù)工業(yè)化產(chǎn)品占有相當大的比重;近年，酒類和新型發(fā)酵產(chǎn)品以及釀造產(chǎn)品的產(chǎn)值占食品工業(yè)總產(chǎn)值的17%。現(xiàn)代生物技術(shù)在食品發(fā)酵領(lǐng)域中有廣闊市場和發(fā)展前景，本文主要闡述現(xiàn)代生物技術(shù)在食品發(fā)酵生產(chǎn)中的應(yīng)用。
一、基因工程技術(shù)在食品發(fā)酵生產(chǎn)中的應(yīng)用
基因工程技術(shù)是現(xiàn)代生物技術(shù)的核心內(nèi)容，采用類似工程設(shè)計的方法，按照人類的特殊需要將具有遺傳性的目的基因在離體條件下進行剪切、組合、拼接，再將人工重組的基因通過載體導入受體細胞，進行無性繁殖，并使目的基因在受體細胞中高速表達，產(chǎn)生出人類所需要的產(chǎn)品或組建成新的生物類型。
發(fā)酵工業(yè)的關(guān)鍵是優(yōu)良菌株的獲取，除選用常用的誘變、雜交和原生質(zhì)體融合等傳統(tǒng)方法外，還可與基因工程結(jié)合，進行改造生產(chǎn)菌種。
(一)改良面包酵母菌的性能
面包酵母是最早采用基因工程改造的食品微生物。將優(yōu)良酶基因轉(zhuǎn)入面包酵母菌中后，其含有的麥芽糖透性酶及麥芽糖的含量比普通面包酵母顯著提高，面包加工中產(chǎn)生二氧化碳氣體量提高，應(yīng)用改良后的酵母菌種可生產(chǎn)出膨潤松軟的面包。
(二)改良釀酒酵母菌的性能
利用基因工程技術(shù)培育出新的釀酒酵母菌株，用以改進傳統(tǒng)的釀酒工藝，并使之多樣化。采用基因工程技術(shù)將大麥中的淀粉酶基因轉(zhuǎn)入啤酒酵母中后，即可直接利用淀粉發(fā)酵，使生產(chǎn)流程縮短，工序簡化，革新啤酒生產(chǎn)工藝。目前，已成功地選育出分解β-葡聚糖和分解糊精的啤酒酵母菌株、嗜殺啤酒酵母菌株，提高生香物質(zhì)含量的啤酒酵母菌株。
(三) 改良乳酸菌發(fā)酵劑的性能
乳酸菌是一類能代謝產(chǎn)生乳酸，降低發(fā)酵產(chǎn)品pH值的一類微生物。乳酸菌基因表達系統(tǒng)分為組成型表達和受控表達兩種類型，其中受控表達系統(tǒng)包括糖誘導系統(tǒng)、Nisin誘導系統(tǒng)、pH 誘導系統(tǒng)和噬菌體衍生系統(tǒng)。相對于乳酸乳球菌和嗜熱鏈球菌而言，德氏乳桿菌的基因研究比較缺乏，但是已經(jīng)發(fā)現(xiàn)質(zhì)粒pN42和PJBL2用于構(gòu)建德氏乳桿菌的克隆載體。有研究發(fā)現(xiàn)乳酸菌基因突變有2種方法:第一種方法涉及(同源或異源的)可獨立復制的轉(zhuǎn)座子，第二種方法是依賴于克隆的基因組DNA 片斷和染色體上的同源部位的重組整合而獲得。通過基因工程得到的乳酸菌發(fā)酵劑具有優(yōu)良的發(fā)酵性能，產(chǎn)雙乙酰能力、蛋白水解能力、胞外多糖的穩(wěn)定形成能力、抗雜菌和病原菌的能力較強。
二、細胞工程技術(shù)在食品發(fā)酵生產(chǎn)中的應(yīng)用
細胞工程是生物工程主要組成之一，出現(xiàn)于20世紀70年代末至80 年代初，是在細胞水平上改變細胞的遺傳特性或通過大規(guī)模細胞培養(yǎng)以獲得人們所需物質(zhì)的技術(shù)過程。細胞工程主要有細胞培養(yǎng)、細胞融合及細胞代謝物的生產(chǎn)等。細胞融合是在外力(誘導劑或促融劑)作用下，使兩個或兩個以上的異源(種、屬間) 細胞或原生質(zhì)體相互接觸，從而發(fā)生膜融合、胞質(zhì)融合和核融合并形成雜種細胞的現(xiàn)象。細胞融合技術(shù)是一種改良微生物發(fā)酵菌種的有效方法，主要用于改良微生物菌種特性、提高目的產(chǎn)物的產(chǎn)量、使菌種獲得新的性狀、合成新產(chǎn)物等。與基因工程技術(shù)結(jié)合，使對遺傳物質(zhì)進一步修飾提供了多樣的可能性。例如日本味之素公司應(yīng)用細胞融合技術(shù)使產(chǎn)生氨基酸的短桿菌雜交，獲得比原產(chǎn)量高3倍的賴氨酸產(chǎn)生菌和蘇氨酸高產(chǎn)新菌株。釀酒酵母和糖化酵母的種間雜交，分離子后代中個別菌株具有糖化和發(fā)酵的雙重能力。日本國稅廳釀造試驗所用該技術(shù)獲得了優(yōu)良的高性能謝利酵母來釀制西班牙謝利白葡萄酒獲得了成功。目前，微生物細胞融合的對象已擴展到酵母、霉菌、細菌、放線菌等多種微生物的種間以至屬間，不斷培育出用于各種領(lǐng)域的新菌種。
三、酶工程技術(shù)在食品發(fā)酵生產(chǎn)中的應(yīng)用
酶是活細胞產(chǎn)生的具有高效催化功能、高度專一性和高度受控性的一類特殊生物催化劑。酶工程是現(xiàn)代生物技術(shù)的一個重要組成部分，酶工程又稱酶反應(yīng)技術(shù)，是在一定的生物反應(yīng)器內(nèi)，利用生物酶作為催化劑，使某些物質(zhì)定向轉(zhuǎn)化的工藝技術(shù)，包括酶的研制與生產(chǎn)，酶和細胞或細胞器的固定化技術(shù)，酶分子的修飾改造，以及生物傳感器等。酶工程技術(shù)在發(fā)酵生產(chǎn)中主要用于兩個方面，一是用酶技術(shù)處理發(fā)酵原料，有利于發(fā)酵過程的進行。如啤酒釀制過程，主要原料麥芽的質(zhì)量欠佳或大麥、大米等輔助原料使用量較大時，會造成淀粉酶、俘一葡聚糖酶、纖維素酶的活力不足，使糖化不充分、蛋白質(zhì)降解不足，從而減慢發(fā)酵速度，影響啤酒的風味和收率。使用微生物淀粉酶、蛋白酶、一葡聚糖酶等制劑，可補充麥芽中酶活力不足的缺陷，提高麥汁的可發(fā)酵度和麥汁糖化的組分，縮短糖化時間，減少麥皮中色素、單寧等不良雜質(zhì)在糖化過程中浸出，從而降低麥汁色澤。二是用酶來處理發(fā)酵菌種的代謝產(chǎn)物，縮短發(fā)酵過程，促進發(fā)酵風味的形成。啤酒中的雙乙酰是影響啤酒風味的主要因素，是判斷啤酒成熟的主要指標。當啤酒中雙乙酰的濃度超過閾值時，就會產(chǎn)生一種不愉快的餿酸味。雙乙酰是由酵母繁殖時生成的α-乙酰乳酸和α-乙酰羥基丁酸氧化脫羧而成的，一般在啤酒發(fā)酵后期還原雙乙酰需要約5～10d 的時間。崔進梅等報道，發(fā)酵罐中加入α-乙酰乳酸脫羧酶能催化α-乙酰乳酸直接形成羧基丁酮，可縮短發(fā)酵周期，減少雙乙酰含量。
四、小結(jié)
在食品發(fā)酵生產(chǎn)中應(yīng)用生物技術(shù)可以提高發(fā)酵劑的性能，縮短發(fā)酵周期，豐富發(fā)酵制品的種類。不僅提高了產(chǎn)品檔次和附加值，生產(chǎn)出符合不同消費者需要的保健制品，而且在有利于加速食品加工業(yè)的發(fā)展。隨著生化技術(shù)的日益發(fā)展，相信會開發(fā)出更多物美價廉的發(fā)酵制品，使生物加工技術(shù)在食品發(fā)酵工業(yè)中的應(yīng)用更加廣泛。
參考文獻
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第6篇：生物技術(shù)發(fā)酵工程范文
關(guān)鍵詞：生物發(fā)酵；在線檢測技術(shù)；控制技術(shù)；進展
生物發(fā)酵技術(shù)和我們的日常生活緊密相關(guān)，生活中隨處可見發(fā)酵技術(shù)，如味精、啤酒、洗滌劑等。隨著生物技術(shù)的快速發(fā)展，為人類利用與改造生命活動提供了更多的新手段，為解決資源與安全、糧食安全、能源安全等問題提供了新的選擇。近年來，生化工業(yè)進入蓬勃發(fā)展時期，這使得藥物生產(chǎn)、污水處理、酶制劑等行業(yè)也取得了較快發(fā)展，進而又對發(fā)酵工業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生影響，如生化工程在線檢測、監(jiān)督檢測、自動化控制等問題，是當前發(fā)酵工程必須面臨的問題。以下主要對生物發(fā)酵過程的相關(guān)事項進行分析。
1 生物發(fā)酵工程概述
生物發(fā)酵工程的概念較多，現(xiàn)代意義上關(guān)于生物發(fā)酵工程的理解為：在合適的pH酸堿度值、陽光照射度、培養(yǎng)基等條件上，利用微生物的一些特點，并借助一些現(xiàn)代工程技術(shù)對微生物進行生產(chǎn)，從而培育出一些能夠滿足人類進行生產(chǎn)活動的物質(zhì)，或是將微生物用于現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的一種技術(shù)體系[1]。
現(xiàn)階段，微生物發(fā)酵工程面臨的一大問題是自動化控制問題。為了順利解決該難題，首先應(yīng)對微生物的不同特點有充足的了解。在科學技術(shù)快速發(fā)展的背景下，人們了解微生物的方式已經(jīng)發(fā)生了改變，已經(jīng)由原來的借助微生物形態(tài)進行表面認識，轉(zhuǎn)變?yōu)閷碗s生物學與細胞調(diào)節(jié)等方面。然而，微生物細胞較復雜，這使得生物發(fā)酵工程也變成了一類重復性差、高度非線性、慢性變、復雜的生化過程。因此，在研究過程中，不可僅從表面對生物發(fā)酵過程進行分析，而根據(jù)檢測得到的過程參數(shù)對生化發(fā)酵過程進行詳細分析。一般來說，檢測的過程參數(shù)主要包括物理參數(shù)、生物參數(shù)與化學參數(shù)這幾類。
2 發(fā)酵過程在線檢測的重要指標
生物發(fā)酵過程的在線檢測，往往涉及一些重要指標，常見的主要包括以下這幾個重要指標：溫度，可用于判斷微生物維持生長時間，多采用PT100方法測試；空氣流量，用于排泄廢氣或供氧，采用渦街流量計測試；罐壓，用于增加DO或維持正壓，使用數(shù)顯壓力表測試；pH，用于范穎細胞的代謝途徑，使用pH電極測試；體積，用于反映操作的穩(wěn)定性，使用差壓變送器測試；溶氧，用于反映供氧情況，使用溶氧電極測試[2]。
在對發(fā)酵過程進行在線檢測時，一般是用專門的傳感器放到發(fā)酵系統(tǒng)中，然后傳遞出發(fā)酵的相關(guān)信息，為開展發(fā)酵控制工作提供有用的依據(jù)。因為微生物培養(yǎng)過程屬于一個純培養(yǎng)的過程，要求有很好的無菌環(huán)境，故要求傳感器應(yīng)滿足以下幾種情況：（1）如果是插入罐內(nèi)的傳感器，應(yīng)具備經(jīng)受高壓蒸汽滅菌的能力；（2）具有穩(wěn)定的性能，受氣泡的影響較??；（3）結(jié)構(gòu)不可有滅菌不透的死角，以免被細菌污染；（4）在測量參數(shù)方面，應(yīng)具有較高的敏感性，且可轉(zhuǎn)換為電信號。
3 生物發(fā)酵過程的在線檢測與控制技術(shù)進展分析
微生物發(fā)酵過程屬于一種生化反應(yīng)過程，主要是為了促進最終產(chǎn)物利用率的提升，確保微生物生長環(huán)境的舒適度。在舒適、適宜的環(huán)境中，有利于微生物進行有效的生長代謝，并能實現(xiàn)對微生物發(fā)酵過程的在線檢測與控制，從而提升微生物發(fā)酵產(chǎn)品的利用率，發(fā)揮其最大作用[3]。具體來說，主要包括以下幾個方面。
（1）電機攪拌熱、冷卻水溫度、微生物發(fā)酵熱等因素，均可能影響發(fā)酵的溫度。此外，發(fā)酵罐體積大小，也會在一定程度上影響發(fā)酵溫度的控制。如果發(fā)酵罐的體積較大，往往會采用冷卻水或發(fā)酵溫度為主回路的串級控制方式；如果是體積較小的發(fā)酵罐，多采用冷卻水流量、發(fā)酵溫度為主的簡單回路控制方式。
（2）在微生物發(fā)酵過程中，生物發(fā)酵也會受溶解氧濃度的控制情況影響。然而，現(xiàn)階段國內(nèi)對該方面的研究較少，僅限于了解到哪些因素會對溶解氧濃度產(chǎn)生影響。目前，影響溶解氧濃度的因素主要有：供給的空氣量、發(fā)酵罐本身的壓力、攪拌槳的轉(zhuǎn)速及形狀。
（3）在微生物發(fā)酵過程，pH酸堿度值也是影響在線檢測與控制的一個重要因素[4]。若pH酸堿度值過高或過低，微生物的生成及代謝過程都會發(fā)生變化，故必須保證酸堿度值得合適。若發(fā)酵液的酸堿度為強酸性，可通過加氧水的方法弱化其酸性；若發(fā)酵液濃度為強堿性，可通過加糖的方式弱化其堿性，調(diào)節(jié)發(fā)酵液的酸堿度，直至合適。
（4）消泡控制也是影響生物發(fā)酵工程的一個重要因素。發(fā)酵前，微生物的生長往往較旺盛，而此時若加滿液料，并將攪拌槳馬達最大速度啟動，空氣通入量也加到最大，很容易導致發(fā)酵液上浮的現(xiàn)象，最終發(fā)生逃液現(xiàn)象。若發(fā)生該類情況，一般會采用雙位式控制方法進行處理，可取得較好的效果。
（5）在生物發(fā)酵過程中，補料控制也是影響發(fā)酵的一個重要因素。在發(fā)酵的進行狀態(tài)中，微生物生成代謝也會在半連續(xù)式發(fā)酵過程的變化情況下發(fā)生相應(yīng)的改變。所以，在這過程中，應(yīng)該連續(xù)不斷地為生物補充營養(yǎng)成分，保證微生物能夠按優(yōu)生物軌跡生長，才能促進微生物代謝產(chǎn)物產(chǎn)量的提升。
4 發(fā)酵過程中對參數(shù)進行在線檢測的意義
在生物發(fā)酵過程進行檢測與控制，最終目的是用最少的原料，獲得最大化的所需產(chǎn)物。在生物的發(fā)酵過程中，在線檢測與控制技術(shù)的水平如何，不但會對菌種的最大生產(chǎn)能力產(chǎn)生直接影響，還會對下游處理難易程度也產(chǎn)生影響，是一項承上啟下的技術(shù)。
不同于物理、化學反應(yīng)，生物過程反應(yīng)速度相對較慢，反應(yīng)物質(zhì)、產(chǎn)物濃度等的轉(zhuǎn)化率也不高。若要解決上述問題，工業(yè)微生物學通常是從兩個方面入手：（1）正確選育或改良菌種，提高發(fā)酵菌種的優(yōu)良性；（2）對培養(yǎng)條件進行合理控制，為生產(chǎn)出更好的目標產(chǎn)物創(chuàng)造條件。從某種程度上看，通過控制與優(yōu)化發(fā)酵過程，能夠?qū)⑸镞^程較好地控制在一種優(yōu)化的操作環(huán)境或條件下，被認為是促進生產(chǎn)力提升的有效措施或捷徑之一，具有非常重要的意義。因此，在發(fā)酵過程中，相關(guān)人員必須重視對發(fā)酵過程的線檢測與控制，力將發(fā)酵環(huán)境或操作條件控制在一個較理想的狀態(tài)下，為進一步提升生產(chǎn)水平提供強大的技術(shù)支持。
5 結(jié)束語
總而言之，生物發(fā)酵工程是一個復雜、技術(shù)要求高的反應(yīng)過程，與我們?nèi)粘Ｉ钕⑾⑾嚓P(guān)。在生物發(fā)酵過程中，會受多種因素影響，進而影響到產(chǎn)品的質(zhì)量及使用率，無法發(fā)揮產(chǎn)品的最大作用。因此，對在生物發(fā)酵過程中，采用在線檢測與控制技術(shù)進一步提升微生物的代謝產(chǎn)物產(chǎn)量具有積極的意義。
參考文獻
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第7篇：生物技術(shù)發(fā)酵工程范文
關(guān)鍵詞：高職；發(fā)酵；教改；創(chuàng)新
發(fā)酵工程是現(xiàn)代生物技術(shù)體系的中心，處在承上（游技術(shù)）啟下（游技術(shù)）的重要位置，是生物產(chǎn)品商業(yè)化生產(chǎn)的必由之路；發(fā)酵技術(shù)課程一直以來也是生物（制藥）技術(shù)類專業(yè)的主干課程之一，絕大多數(shù)生物、食品類專業(yè)都開設(shè)有該課程。從高職院校到應(yīng)用型本科院校，關(guān)于發(fā)酵技術(shù)類課程的教改研究已經(jīng)有很多［1-2］，主要從教學內(nèi)容的遴選、教學方法的改進、多媒體教學手段的運用等方面著手［3-4］，對課程考核和實踐教學的改革提出了很多好的意見和建議。
本文擬從高職生物制藥技術(shù)專業(yè)發(fā)酵技術(shù)課程的教學實踐出發(fā)，就高職發(fā)酵技術(shù)課程的教學設(shè)計提出幾點看法。
一、課程定位
1.發(fā)酵技術(shù)應(yīng)處于課程體系中的核心位置
近年來，由于基因工程、疫苗、診斷試劑、生物檢驗檢疫的熱點效應(yīng)，發(fā)酵技術(shù)等傳統(tǒng)課程多少有點被“冷落”。發(fā)酵是一門既古老又年輕的工程技術(shù)，上可追溯到幾千年前的釀造，近可到上世紀的抗生素產(chǎn)業(yè)，乃至日益成熟的基因工程菌高密度發(fā)酵和動、植物細胞培養(yǎng)。如果將發(fā)酵工程中的育種和產(chǎn)物回收與精制環(huán)節(jié)加以適當?shù)耐卣?，現(xiàn)酵技術(shù)領(lǐng)域幾乎可以涵蓋絕大多數(shù)現(xiàn)代生物技術(shù)產(chǎn)品生產(chǎn)全程。因此，確立發(fā)酵技術(shù)在課程體系中的中心位置，并以此為出發(fā)點，才能做好發(fā)酵技術(shù)課程的教學與改革工作。
2.面向發(fā)酵職業(yè)崗位，實施“課證融通”
發(fā)酵工程制藥工（職業(yè)編碼6-14-02-02）屬于國家人保部頒布的醫(yī)藥特有工種，其職業(yè)描述為從事菌種培育及控制發(fā)酵過程生產(chǎn)發(fā)酵工程藥品的人員，各地均有相應(yīng)的職業(yè)資格鑒定。高職教育培養(yǎng)的是高素質(zhì)技能型人才，將高職專業(yè)課程與職業(yè)崗位和職業(yè)資格證書相結(jié)合，以考證成績作為課程的期末成績，不失為一種簡單有效的“雙贏”手段。
二、教學設(shè)計思路
1.要求快速上崗，強調(diào)工程思維
談學校和企業(yè)的“零距離對接”更像是一種理想化的愿望，比較實際的目標應(yīng)該是培養(yǎng)學生快速上崗的能力?？焖偕蠉從芰Τ税ɡ碚摶A(chǔ)知識和基本操作技能之外，還包括一定的社會能力和方法能力，比如：能遵循指導，接受工藝規(guī)程和勞動紀律的約束，注重安全生產(chǎn)，承擔職責；能接受權(quán)威，并具備良好的分享溝通、情感表達和團隊合作的能力；能自我反省、自我激勵、自我約束，克服負面情緒，適應(yīng)變化；能收集、整理、分析相關(guān)資料，并能合理規(guī)劃、組織和實踐工作；具備系統(tǒng)化思考的能力，并能獨立解決問題等等。從某種意義來看，這些能力在生產(chǎn)實踐中甚至比專業(yè)技術(shù)知識更加重要。因此，在學生的小組實訓過程中要有意識地加以引導和強化訓練。
工程思維是指在工作中綜合考慮適用性、最優(yōu)性、經(jīng)濟性、合理性、效率、產(chǎn)率等因素，以獲得最優(yōu)效果，這是在商業(yè)化生產(chǎn)中所無法回避的核心價值觀。在高職專業(yè)課教學中，必須要引導學生具備一定的“工程思維”方法，能自覺地改進生產(chǎn)、提高效率、優(yōu)化工作，以適應(yīng)生產(chǎn)實踐的需要。
2.結(jié)合發(fā)酵工藝原料藥的GMP要求，將SOP引入到實踐教學
在藥品生產(chǎn)的大背景下，任何不符合、違反、背離藥品法、藥典和GMP等藥事法規(guī)的技術(shù)行為都是嚴令禁止的；所有的生產(chǎn)行為都必須在相關(guān)藥事法規(guī)的指導下進行。2010版GMP附錄中對發(fā)酵工藝原料藥等的生產(chǎn)有專門規(guī)定。因此，學習發(fā)酵技術(shù)的同時必須要熟悉GMP的相關(guān)規(guī)定和要求，掌握GMP體系下的發(fā)酵工程藥品生產(chǎn)組織的方式和方法，理解發(fā)酵生產(chǎn)各環(huán)節(jié)的標準作業(yè)程序（SOP）的內(nèi)涵和意義，理解生產(chǎn)既是物料的生產(chǎn)過程、又是文件記錄的傳遞過程，并以此為指導完成實訓項目。也只有這樣，才能稱得上是真正意義上的職業(yè)教育教學。
3.強調(diào)工藝試驗和工藝驗證，培養(yǎng)適應(yīng)生產(chǎn)一線的創(chuàng)新能力
高職教育一直強調(diào)的是面向生產(chǎn)一線、培養(yǎng)高素質(zhì)技能型人才。我們的學生可能很少成為科學家，但卻是潛在的工程師；具備適應(yīng)一線生產(chǎn)要求的創(chuàng)新能力應(yīng)該是我們專業(yè)課教學的培養(yǎng)目標之一。不斷追求最優(yōu)化的“工程思維”是創(chuàng)新的推動力，而具備一定的工藝試驗和工藝驗證的能力和技巧則是實踐創(chuàng)新的基礎(chǔ)。此外，工作效率最佳化的統(tǒng)籌方法訓練也要體現(xiàn)在實訓教學環(huán)節(jié)之中。
三、教學活動設(shè)計
1.按崗位工種劃分教學模塊，突出特定崗位下的技能運用
傳統(tǒng)的發(fā)酵技術(shù)課程一般是按照發(fā)酵通用單元操作來劃分并組織教學的，再輔以典型的發(fā)酵生產(chǎn)工藝案例；這種方法被實踐證明是較為有效的?？梢栽诖嘶A(chǔ)上，更加突出幾個主要的崗位工種，并以此來劃分教學模塊。教學模塊不宜太多，可設(shè)置3個，即：菌種培育員崗位模塊、發(fā)酵工藝員崗位模塊和發(fā)酵操作工崗位模塊，并在此基礎(chǔ)上設(shè)置一個晉升的高級崗位（職位）模塊“發(fā)酵工程師”為最終的學習目標。
菌種培育員崗位模塊以菌種選育和菌種管理（保藏）為主要職能，以誘變育種和工作細胞庫的建立為典型工作任務(wù)；發(fā)酵工藝員崗位模塊以工藝試驗和工藝保障為主要職能，以培養(yǎng)條件優(yōu)化和生產(chǎn)工藝的變更申請為典型工作任務(wù)；發(fā)酵操作工崗位模塊以發(fā)酵生產(chǎn)操作和過程監(jiān)（檢）控為主要職能，以發(fā)酵（中試）生產(chǎn)工藝驗證為典型工作任務(wù)。將優(yōu)秀的發(fā)酵工程師作為最終目標則是高職教育人才培養(yǎng)要求的體現(xiàn)，也符合學生的職業(yè)生涯發(fā)展需要。
2.以典型發(fā)酵生產(chǎn)工藝實訓貫穿，開展理實一體項目化教學
由于發(fā)酵生產(chǎn)的過程耗時較長，而課堂教學時間有限，發(fā)酵技術(shù)課程實踐教學環(huán)節(jié)的組織一直是一個難題。理實一體的項目化教學模式似乎是一種解決之道。選擇一個可以在校內(nèi)實訓基地完成的發(fā)酵生產(chǎn)項目（例如，發(fā)酵蛹蟲草多糖的生產(chǎn)），并以此為實踐教學的主線，模擬生產(chǎn)線上的各個崗位，并將各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)細分為一系列較小的、適合在課堂上完成的子項目，逐一展開教學。在實訓的同時講解相關(guān)的理論知識，其它的理論知識可以通過習題和考試（考證）來引導學生自學，這也符合高職課程理論“夠用、實用、適用”的原則。
3.引入大學生試驗工場訓練計劃，鼓勵自主性模擬生產(chǎn)實訓
還可以在發(fā)酵技術(shù)課程內(nèi)引入大學生試驗工場訓練計劃（student pilot plant training，SPPT），即依托校內(nèi)生產(chǎn)型實訓基地發(fā)酵中試車間而開設(shè)的生產(chǎn)研究性訓練計劃。中試車間需配備基本的發(fā)酵設(shè)備、提取分離設(shè)備，以及必要的分析儀器，能夠進行一般的發(fā)酵工藝試驗和驗證，以及小規(guī)模發(fā)酵生產(chǎn)的生產(chǎn)研究性訓練。
學生以小組為單位（3～5人），推舉負責人（組長），選定指導教師，提出申請，獲得批準后可參加SPPT計劃。訓練項目可自行選題也可由指導教師指定；選題限定為：①菌種培育；②工藝試驗（優(yōu)化）；③工藝（中試）驗證；④（小規(guī)模）生產(chǎn)實踐。通過SPPT訓練計劃，可以較大地激發(fā)學生的學習積極性，并將大學生創(chuàng)新教育的平臺延伸到專業(yè)課程教學之中。
此外，需要強調(diào)的一點是，并不是只有動手操作才是實踐教學，編寫各項生產(chǎn)文件同樣也是極其重要的實訓內(nèi)容，而這一點往往被忽視。在SPPT訓練中，只有部分準備充分、可行性較強的項目才能最終得以獲批實施；但在申報過程中編寫工藝試驗方案、工藝驗證方案、生產(chǎn)工藝規(guī)程（批生產(chǎn)記錄）、標準作業(yè)程序（SOP）等生產(chǎn)文件，實際上已經(jīng)使參與的學生獲得了極大的鍛煉。這一點也正是SPPT訓練計劃的優(yōu)勢所在。
四、考核方案
1.考證成績與平時成績各占50%
職業(yè)資格證書考試的要求是依據(jù)國家人保部制定的職業(yè)標準，其內(nèi)容也應(yīng)同樣適用于高職專業(yè)課程的考核要求；以職業(yè)資格證書的考核成績作為高職專業(yè)課程的期末成績是合理有效的，也符合教育部關(guān)于“雙證書”教育的要求。從實際出發(fā)，發(fā)酵技術(shù)課程期末考試要求通過發(fā)酵工程制藥工（中級工）的鑒定考試，考證成績與平時成績各占總評成績的50%。
2.結(jié)果評價指標可量化，過程評價以“仿生產(chǎn)記錄”文件為主，減少主觀評價
越復雜的評價體系其可行性越差；主觀評價過多則結(jié)果往往無法體現(xiàn)客觀公正。鑒于此，可將課程考核分為結(jié)果評價和過程評價。結(jié)果評價主要依據(jù)可以量化的指標，例如，職業(yè)資格考證的分數(shù)、發(fā)酵計算機仿真系統(tǒng)考核的分數(shù)，以及工作績效（包括產(chǎn)量、事故率、染菌率及其它指標）等。過程評價以規(guī)劃、記錄（含影像記錄）等客觀材料為主，其它主觀評價為輔。規(guī)劃和記錄要求簡潔、全面、具體，能較詳實地反映工作（訓練）過程全貌，可參照GMP體系下的生產(chǎn)文件編寫。主觀評價包括指導教師及其他組員反饋的工作態(tài)度，以及指導教師依據(jù)過程材料和日常指導對其工作方法作出的評判，所占權(quán)重不宜過大。
綜上所述，高職生物制藥技術(shù)專業(yè)的發(fā)酵技術(shù)課程可定位在發(fā)酵工程制藥工職業(yè)領(lǐng)域，針對高職學生的特點和就業(yè)出路，兼顧初次就業(yè)和職務(wù)晉升的職業(yè)能力培養(yǎng)；教學設(shè)計不應(yīng)局限于專業(yè)學科領(lǐng)域，而是應(yīng)與整個職業(yè)領(lǐng)域水融；學生掌握的不應(yīng)僅是操作的方法，而更應(yīng)是工作的方法。
教學設(shè)計時，主要依據(jù)職業(yè)領(lǐng)域崗位設(shè)置來劃分學習情景，以典型工作任務(wù)引導專業(yè)知識和職業(yè)技能的學習和訓練，強調(diào)專業(yè)技能訓練和GMP實務(wù)相結(jié)合、專業(yè)課程教學與創(chuàng)新能力培養(yǎng)相結(jié)合，將發(fā)酵工程制藥工職業(yè)領(lǐng)域所需要的專業(yè)能力、社會能力和方法能力貫穿于該課程的學習與訓練之中。
參考文獻：
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第8篇：生物技術(shù)發(fā)酵工程范文
1、現(xiàn)代生物技術(shù)在改善乳制品質(zhì)量的應(yīng)用
1.1基因工程增加乳制品中某種必需乳蛋白
基因工程技術(shù)是分子遺傳學和工程技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是生物技術(shù)中的核心技術(shù)。它采用類似工程設(shè)計的方法，按照人類的需要將具有遺傳信息的基因，再離開生物體的情況下進行剪切、組合、拼裝，然后把這種人工組裝的基因轉(zhuǎn)入宿主細胞內(nèi)進行大量復制，使遺傳信息在新的宿主細胞內(nèi)或個體中高速繁殖，以創(chuàng)造新的生物。基因工程主要包括重組DNA、基因缺失、基因加倍、導入外源基因及改變基因位置等分子生物學技術(shù)手段，它為定向改變生物性狀提供了理論和技術(shù)支持。將這項技術(shù)應(yīng)用于動植物上即生產(chǎn)基因工程食品?；蚬こ虘?yīng)用于乳制品具有很多優(yōu)點:第一點，提高乳制品營養(yǎng)品質(zhì)，如基因重組的牛生長激素可提高牛的產(chǎn)奶量，減少脂肪的含量，營養(yǎng)更豐富，風味更佳；第二點，提高乳制品的蛋白質(zhì)含量，通過基因工程可增加乳制品中必需氨基酸（如甲硫氨酸、賴氨酸）的含量，還能提高乳制品的功能特性，拓寬植物蛋白的使用；第三點，增加乳制品的碳水化合物的含量；第四點，基因工程，尤其是克隆技術(shù)，可提高畜牧含量滿足乳制食品的需求。轉(zhuǎn)基因動物不僅使產(chǎn)奶量增加，而且還可以得到具有特殊功能的奶制品，例如去如糖牛奶、低脂牛奶、低脂固醇、低脂肪乳制食品；第五點，通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)不僅可以改變?nèi)橹破分兄舅岬慕Y(jié)構(gòu)，而且還能促使其中脂肪結(jié)構(gòu)本身的生物協(xié)同作用，利用基因工程可以有計劃有目的地設(shè)計出許多新的脂肪和油脂，以滿足許多功能性乳制品生產(chǎn)的需求。
1.2酶工程通過促進物質(zhì)轉(zhuǎn)化來提高乳制品的質(zhì)量
酶工程利用酶、細胞器或細胞所具有的特異催化功能或?qū)γ高M行修飾改造，并借助生物反應(yīng)器和工藝過程來生產(chǎn)人類所需產(chǎn)品的技術(shù)。主要包括酶的固定化技術(shù)、細胞固定化技術(shù)、酶的修飾改造技術(shù)及酶反應(yīng)器的設(shè)計技術(shù)等。生產(chǎn)出人們所需產(chǎn)品的技術(shù)。對于嬰幼兒來說母乳是最好營養(yǎng)素最全面的食物，但是也有一些嬰兒缺少或者得不到母乳喂養(yǎng)，他們就需要一種營養(yǎng)素全面并接近母乳的乳制品來成長?，F(xiàn)代生物技術(shù)廣泛的應(yīng)用在工業(yè)化酶制劑的品質(zhì)改良和新品種的開發(fā)，并取得了巨大的成果。例如過氧化氫酶主要用于清除乳制品中多余的過氧化氫，從而利用雙氧水殺死致病菌；超氧化酶用于乳清脫色等；巰基氧化酶用于去除乳制品因超高溫殺菌而產(chǎn)生的糊味；脂肪酶用于乳制品增香；另外利用凝乳酶可制作干酪；用乳糖酶處理乳汁品，防止乳糖結(jié)晶析出；真菌或酵母乳糖酶可用于全奶、奶酪和冰淇淋中，是乳糖水解為葡萄糖和半乳糖，從而防止制品粗糙，提高口感。酶工程也能修飾乳脂肪，通過脂肪酶的轉(zhuǎn)脂作用對乳中甘油三酯進行修飾,改善乳脂肪的性質(zhì),特別是改善脂肪的融化性、乳化性,并使乳制品保持原有的良好風味和純度,有利于乳脂肪在產(chǎn)品中的穩(wěn)定性,從而保證乳制品的質(zhì)量。
1.3現(xiàn)酵工程能形成高品質(zhì)的乳制品生物反應(yīng)器
發(fā)酵工程又稱微生物工程，是傳統(tǒng)的發(fā)酵技術(shù)與DNA重組、細胞融合、分子修飾和改造等技結(jié)合并發(fā)展起來的現(xiàn)酵技術(shù)。它是在人工控制的條件下，利用微生物的特定性狀，通過現(xiàn)代化生物技術(shù)生產(chǎn)有用物質(zhì)或直接應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)，術(shù)是主要利用菌株的生理生化代謝機制用于菌體生產(chǎn)和代謝產(chǎn)物的發(fā)酵來生產(chǎn)工業(yè)原料或工現(xiàn)酵工程主要包括微生物資源的開發(fā)利用；微生物菌種的選育、培養(yǎng)；固定化細胞技術(shù)；生物反應(yīng)器設(shè)計；發(fā)酵條件的利用及自動化控制；產(chǎn)品的分離提純技術(shù)。例如生產(chǎn)酸奶和奶酪。發(fā)酵工程憑借其自身投資少、見效時間短、污染較小的優(yōu)點應(yīng)用在工業(yè)上生產(chǎn)上。開展發(fā)酵工程對乳制品的生產(chǎn)是有很大好處的。實現(xiàn)了乳制品生產(chǎn)上的一個重大突破。新生產(chǎn)出的酸奶發(fā)酵劑的活性強，不需要大面積培養(yǎng)，可直接使用，酸奶廠家可以根據(jù)實際情況隨意選擇，這不僅僅增加了酸奶產(chǎn)品的樣式，同時也省去了菌種車間的占地面積，減少了工作人員的數(shù)量，大尺度的簡化了酸奶的生產(chǎn)工藝。
1.4新型殺菌技術(shù)保持長時間的高品質(zhì)乳制品質(zhì)量
溫度過高會影響乳制品的質(zhì)量，不僅會降低食品中功能性成分的生理活性，還有可能影響色、香、味以及其營養(yǎng)成分。冷殺菌技術(shù)作為一門新興的殺菌技術(shù),對殺菌的溫度要求較低,很好的解決了上述問題。乳制品用射線輻照處理時，射線可以穿過包裝和冷凍層，殺死乳制品表面和內(nèi)部的微生物、害蟲和寄生蟲，而且在輻照過程中，溫度幾乎沒有升高，有“高效冷殺菌”之稱；處理得當?shù)妮椪杖橹破泛托迈r乳制品在外觀形態(tài)、組織結(jié)構(gòu)及色香味品質(zhì)方面很難加以區(qū)別，具有良好的保鮮效果；此外輻射處理所消耗的能源少。還有一種乳制品超高壓處理殺菌技術(shù)，“所謂高壓食品”與加熱殺菌同樣是將乳制品密封于彈性容器或無菌泵系統(tǒng)中，以水或其他流體作為傳遞壓力的媒介物，在高壓下和在常溫或低溫度下作用一段時間，以達到加工保藏的目的，而食物味道、風味和營養(yǎng)價值不受或很少受影響的一種加工辦法，即以加壓取代加熱而成。
2、應(yīng)用現(xiàn)代生物技術(shù)實現(xiàn)高質(zhì)量的乳品檢測中
第9篇：生物技術(shù)發(fā)酵工程范文
關(guān)鍵詞 多媒體技術(shù) 教學水平 發(fā)酵工程
多媒體技術(shù)（Multimedie Technology）是將各種應(yīng)用軟件、文本、圖像、視頻和音頻等形式的信息，通過計算機處理，將多種媒體建立邏輯鏈接，集成為一個具有實時性和交互性的系統(tǒng)化表現(xiàn)信息的技術(shù)，該技術(shù)的發(fā)展不可避免地對傳統(tǒng)教學模式產(chǎn)生了強烈沖擊。如何將教學內(nèi)容和實驗運行體制等全方位建立在多媒體技術(shù)平臺上，已成為當前高等教育改革的重要方向。①而作為生物工程等專業(yè)的基礎(chǔ)和主干課程的發(fā)酵工程內(nèi)容豐富、涉及面廣、上課學生多、學科發(fā)展迅速，與生產(chǎn)實踐聯(lián)系緊密，新的發(fā)展不斷涌現(xiàn)。②為能在有限課時內(nèi)，形象生動地將課程內(nèi)容讓學生們所接受，多媒體技術(shù)必將發(fā)揮重要作用。
1 發(fā)酵工程教學網(wǎng)站建設(shè)
高校教學方法改革的核心是使教學由傳統(tǒng)的以教師為中心的傳授模式向以學生為中心主動獲取模式的轉(zhuǎn)變，通過教與學的互動，激發(fā)學生主動學習的積極性，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維，要做到這一點，僅僅通過課堂講授是很難實現(xiàn)的，必須鼓勵學生在課后對課程內(nèi)容的主動參與、再吸收和再探究學習。為了加強多媒體技術(shù)的應(yīng)用，我們完善了發(fā)酵工程教學網(wǎng)站建設(shè)，主要包括：（1）課程導航：介紹課程的基本情況、教學大綱及課堂講授的詳細提要，使學生能對所學內(nèi)容展開針對性的課前預習與準備；（2）視頻：將無法在課堂上或不便進行的教學內(nèi)容和知識點制備完整的教學視頻，如發(fā)酵過程工藝控制和各種傳感器技術(shù)等，學生能隨時在線觀看，加深對課堂講授內(nèi)容的理解；我們還對重點章節(jié)進行了錄像，便于學生復習和反復學習。（3）圖庫：以發(fā)酵工程三要素和上中下游技術(shù)為主線，以高清晰度的照片對各個發(fā)酵階段進行了全面介紹，以達到圖文并茂的效果；（4）制備了電子考試和復習題庫，學生可以方便地自我檢驗學過課程內(nèi)容，并進行自我評價；（5）交流園地：學生能隨時對課程教學發(fā)表意見和建議，對所學內(nèi)容進行交流和討論，并可上載各自收集的資料，激發(fā)學生學習的興趣和主動參與的積極性，亦便于教師對學生學習情況的掌握并隨時修正和完善教學內(nèi)容；（6）創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)專區(qū)：發(fā)酵工程課程內(nèi)容與工業(yè)生產(chǎn)實踐聯(lián)系緊密，應(yīng)用性比較強，為鼓勵同學們積極參與卓越工程師培養(yǎng)計劃，提高解決實際問題的能力，特開設(shè)了該專區(qū)，該專區(qū)的建立使同學們利用所學內(nèi)容緊密聯(lián)系生產(chǎn)實踐，更增強了同學們的學習積極性和主動性。③
2 內(nèi)容豐富和便捷的數(shù)字教案和資料
教師廣博的知識和豐富的備課資料是講好課程的保證。在發(fā)酵工程課程的備課過程中充分利用了網(wǎng)絡(luò)和數(shù)碼影像等技術(shù)手段，建立了一套內(nèi)容豐富、使用方便、便于更新的教學資源系統(tǒng)，以提高備課效率，增大信息量。數(shù)字化的備課筆記有利于在教學中隨時根據(jù)實際需要更新授課內(nèi)容，同時保證教案的完整性，亦可滿足多媒體等現(xiàn)代化教學手段的需要，方便制作多媒體課件。電子教案和課件全部傳到課程網(wǎng)站并實時更新，使學生在上課時能將主要精力用于聽課和互動而不必忙于記筆記，提高了教學效果。傳統(tǒng)的抽象描述不易使學生直觀理解實踐性較強的內(nèi)容。為此，我們將許多涉及發(fā)酵工業(yè)生產(chǎn)實踐過程以及科研最前沿進展的視頻和圖片等利用多媒體技術(shù)進行剪輯、轉(zhuǎn)換，供授課時隨時調(diào)用。國內(nèi)外top期刊和網(wǎng)絡(luò)等媒介中涉及發(fā)酵工程的科技新聞和研究進展等相關(guān)最新進展，我們都在課堂上講授相關(guān)章節(jié)時及時向同學進行介紹，拉近了基礎(chǔ)課課堂與學科前沿的距離。④
3 數(shù)據(jù)庫資源的利用
多媒體技術(shù)的利用還包括互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫資源的利用。我們的課程網(wǎng)站與發(fā)酵工程相關(guān)網(wǎng)站和數(shù)據(jù)庫進行了鏈接，以方便學生查詢。隨著國內(nèi)外發(fā)酵技術(shù)的不斷豐富和發(fā)展，欲使課程教學能跟上新技術(shù)的發(fā)展步伐，教學內(nèi)容也必須與時俱進、不斷更新，盡可能多地把學科發(fā)展的前沿信息、發(fā)酵工程領(lǐng)域研究中的新技術(shù)、新方法和新設(shè)備方面的最新研究成果，補充到課堂教學中去，拓寬學生的視野。⑤但由于現(xiàn)代生物技術(shù)發(fā)展日新月異，速度非常之快，學生們的學習興趣點也各不相同，為了使各位同學方便了解發(fā)酵工程發(fā)展的動態(tài)和現(xiàn)狀，課程教學在以教材為中心的基礎(chǔ)上，通過閱覽國內(nèi)外專業(yè)期刊、雜志，瀏覽專業(yè)網(wǎng)站，將新理論、新思路、新方法及時介紹給學生，使教學內(nèi)容更加充實，服務(wù)于教材，超前于教材，加大課堂信息量。發(fā)酵工程課程網(wǎng)站還與重要的數(shù)據(jù)庫，如中國期刊網(wǎng)、萬方數(shù)據(jù)庫等等數(shù)據(jù)庫資源進行了鏈接，以方便同學查詢。數(shù)據(jù)庫資源的合理利用，大大豐富了教學內(nèi)容，較好地解決了基礎(chǔ)性、系統(tǒng)性和先進性之間的關(guān)系，對保證發(fā)酵工程課程的教學質(zhì)量起了非常關(guān)鍵的作用。
