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(xué)院校，發(fā)酵工程，教學(xué)改革

21世紀(jì)是生命科學(xué)的世紀(jì)，將生命科學(xué)與醫(yī)學(xué)有機(jī)融合是生命科學(xué)當(dāng)前發(fā)展的趨勢(shì)和主流。生物技術(shù)專業(yè)是醫(yī)學(xué)院校為適應(yīng)我國(guó)中長(zhǎng)期發(fā)展戰(zhàn)略及整個(gè)生命科學(xué)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(shí)踐型較強(qiáng)的課程，其教學(xué)質(zhì)量直接影響學(xué)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(xué)生于2005年3月進(jìn)入發(fā)酵工程課程的學(xué)習(xí)，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(xué)科發(fā)展的最新趨勢(shì)和研究手段，注意結(jié)合相關(guān)生物化學(xué)及微生物學(xué)的知識(shí)及醫(yī)學(xué)院校學(xué)生培養(yǎng)特點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和科研創(chuàng)新能力，力爭(zhēng)形成符合我校醫(yī)學(xué)背景下具有較強(qiáng)辦學(xué)特色的發(fā)酵工程課程教學(xué)體系。為此，我們進(jìn)行了一系列的課程教學(xué)改革，下面結(jié)合筆者的教學(xué)實(shí)踐，談?wù)劙l(fā)酵工程課程教學(xué)改革方面的個(gè)人體會(huì)。

1 發(fā)酵工程課程教學(xué)改革的背景和必要性

全國(guó)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(xué)院校。醫(yī)學(xué)院校生物技術(shù)專業(yè)的教學(xué)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(shí)驗(yàn)教學(xué)體系和畢業(yè)論文上，很少有針對(duì)專業(yè)課程的教學(xué)改革。經(jīng)查閱，僅有安徽醫(yī)科大學(xué)胡若磊[2]、濱州醫(yī)學(xué)院焦飛[3]分別對(duì)醫(yī)學(xué)院校生物技術(shù)專業(yè)酶工程和分子生物學(xué)進(jìn)行了課程教學(xué)體系的相關(guān)研究，而對(duì)發(fā)酵工程課程的教學(xué)改革一直無(wú)人涉及。

醫(yī)藥生物技術(shù)專業(yè)在醫(yī)學(xué)院校中開設(shè)僅有10年左右的歷史，屬于一個(gè)全新的專業(yè)，各醫(yī)學(xué)院校既無(wú)可參照的教學(xué)計(jì)劃，又缺乏教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，如果完全套用綜合性大學(xué)生物技術(shù)專業(yè)的發(fā)酵工程課程教學(xué)體系，不能夠滿足醫(yī)學(xué)院校生物技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的要求。對(duì)醫(yī)學(xué)院校生物技術(shù)專業(yè)發(fā)酵工程課程進(jìn)行教學(xué)改革，順應(yīng)了時(shí)展潮流，對(duì)明確發(fā)酵工程課程教學(xué)目標(biāo)、提高課程教學(xué)質(zhì)量有一定借鑒意義。

2 教學(xué)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(xué)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(xué)大綱，結(jié)合我校實(shí)際情況編寫新的教學(xué)大綱，結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)，補(bǔ)充新內(nèi)容，刪減過(guò)時(shí)、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(jiān)持生物學(xué)和工程學(xué)兩個(gè)基礎(chǔ)并重，一方面通過(guò)微生物、生化、分子生物學(xué)的知識(shí)深入理解發(fā)酵過(guò)程生物學(xué)現(xiàn)象，另一方面應(yīng)用高等數(shù)學(xué)微積分的基本原理理解發(fā)酵過(guò)程動(dòng)力學(xué)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(guò)程動(dòng)力學(xué)和過(guò)程放大中的量化與優(yōu)化基本方法。

2.2教學(xué)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(jī)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(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行了分類和歸納，并選擇有代表性的內(nèi)容進(jìn)行講解。結(jié)合我校生物技術(shù)專業(yè)的醫(yī)學(xué)背景及專業(yè)特色，適當(dāng)增加醫(yī)藥相關(guān)內(nèi)容的講授學(xué)時(shí)，如重點(diǎn)講解抗生素、氨基酸、核酸類藥物的生產(chǎn)工藝過(guò)程。

3教學(xué)方法和教學(xué)手段的改革

3.1教學(xué)方式的多樣化堅(jiān)持以“學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)”的教育理念，采用以培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)能力、動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力為主的教學(xué)方式。我們?cè)谑谡n過(guò)程中采取以學(xué)生為主體的“交互式教學(xué)策略”和教師在教學(xué)活動(dòng)中運(yùn)用多種教學(xué)手段、多種教學(xué)資源的“多元化教學(xué)”代替“教師講，學(xué)生聽”的傳統(tǒng)教學(xué)模式。在授課過(guò)程中，我們采取了系統(tǒng)講授法、講授和自學(xué)結(jié)合法、多媒體教學(xué)法、教學(xué)和科研結(jié)合法等多種教學(xué)方式。

3.2改革課堂教學(xué)模式，提高教學(xué)效果在教學(xué)過(guò)程中，必須不斷探索和改進(jìn)教學(xué)方法，努力提高教學(xué)效果。對(duì)于學(xué)生在學(xué)習(xí)中難以理解、容易混淆的概念進(jìn)行重點(diǎn)講解，注重講授內(nèi)容的系統(tǒng)性和銜接性，加深學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解。另外，為了吸引學(xué)生對(duì)發(fā)酵工程課程的學(xué)習(xí)興趣，我們?cè)谑谡n過(guò)程中采用實(shí)例法講授。例如，在講授《發(fā)酵機(jī)理》一章時(shí)，以啤酒、酸奶、抗生素的發(fā)酵為實(shí)例，通過(guò)講授其制作過(guò)程，使學(xué)生加深了對(duì)發(fā)酵機(jī)理的認(rèn)識(shí)。通過(guò)課堂討論和分析一些常見現(xiàn)象，積極鼓勵(lì)和吸引學(xué)生參與課堂問(wèn)題的討論，增強(qiáng)了學(xué)生和教師的互動(dòng)性，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和主動(dòng)性。

3.3充分利用網(wǎng)絡(luò)課程，充實(shí)教學(xué)手段發(fā)酵工程課程已經(jīng)成為泰山醫(yī)學(xué)院優(yōu)秀網(wǎng)絡(luò)課

程，許多教學(xué)資料已經(jīng)上傳到課程網(wǎng)站，內(nèi)容包括課程簡(jiǎn)介、理論課與實(shí)驗(yàn)課的課件、相關(guān)網(wǎng)站的鏈接、習(xí)題庫(kù)，拓展學(xué)習(xí)等內(nèi)容并保持動(dòng)態(tài)更新，拓展了學(xué)生的學(xué)習(xí)空間；開設(shè)了BBS互動(dòng)論壇、課程快訊、答疑解惑、習(xí)題交流、課程建議等板塊增加了互動(dòng)性、營(yíng)造了良好的學(xué)習(xí)氛圍。學(xué)生可以隨時(shí)從課程網(wǎng)站下載教學(xué)資料，極大地方便了學(xué)生對(duì)課程的學(xué)習(xí)，加深了對(duì)課程的理解和掌握。

3.4朋友班導(dǎo)師制和課外科研活動(dòng)小組為把學(xué)生培養(yǎng)成為寬口徑、厚基礎(chǔ)，具備實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的合格人才，我們實(shí)行了發(fā)酵工程任課教師與授課班級(jí)結(jié)對(duì)共建朋友班活動(dòng)，擔(dān)任整個(gè)授課班級(jí)的導(dǎo)師。除了關(guān)注學(xué)生的日常生活和學(xué)習(xí)外，重點(diǎn)加強(qiáng)學(xué)生對(duì)發(fā)酵工程課程的科學(xué)研究思維和科研能力的培養(yǎng)，采用課間指導(dǎo)、課后答疑、參與導(dǎo)師科研課題、組成課外科研活動(dòng)小組等形式，培養(yǎng)學(xué)生利用發(fā)酵工程所學(xué)知識(shí)進(jìn)行科研活動(dòng)的能力。

3.5實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革

（1）改變“重理論、輕實(shí)踐”的傳統(tǒng)觀念，加大發(fā)酵工程課程實(shí)踐教學(xué)學(xué)時(shí)比例，減少單純驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)比例，增加綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)比重；增加與醫(yī)藥相關(guān)實(shí)驗(yàn)的比重。以往的發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)課為12學(xué)時(shí)。由于課時(shí)少。只能開出幾個(gè)基本的實(shí)驗(yàn)，且是孤立的。不利于培養(yǎng)學(xué)生對(duì)知識(shí)綜合運(yùn)用的能力和創(chuàng)新能力。我們于2010年修訂了發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)計(jì)劃。將學(xué)時(shí)數(shù)提高到24學(xué)時(shí)。減少單純的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，增加綜合性和自主設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，如增加抗生素發(fā)酵菌株的分離、篩選、發(fā)酵和效價(jià)測(cè)定的綜合性實(shí)驗(yàn)，既鞏固了微生物學(xué)的理論知識(shí)和實(shí)踐操作，又使學(xué)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?cè)O(shè)計(jì)了“蛹蟲草菌搖瓶發(fā)酵培養(yǎng)條件優(yōu)化”的自主設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，由學(xué)生分組查找資料，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，以多糖產(chǎn)量為指標(biāo)，對(duì)發(fā)酵培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件運(yùn)用單因素和正交設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)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(xué)生的科研能力和水平。

（2）改變傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)為主的單一教學(xué)模式，盡量多給學(xué)生留下思考的時(shí)間和創(chuàng)新的機(jī)會(huì)，建立以學(xué)生為主體的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。為了加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力，組織學(xué)生到抗生素、氨基酸等生產(chǎn)企業(yè)參觀和實(shí)習(xí)；鼓勵(lì)學(xué)生參與科研和生產(chǎn)實(shí)踐工作，并且將他們實(shí)際操作過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)和知識(shí)進(jìn)行總結(jié)積累，用于教學(xué)與實(shí)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(jī)考核一般為平時(shí)成績(jī)考核（10%）、實(shí)驗(yàn)考核成績(jī)（20%）和期末考核成績(jī)（70%）。在此基礎(chǔ)上我們?cè)黾恿丝己藘?nèi)容的項(xiàng)目。加大平時(shí)成績(jī)占整個(gè)課程總成績(jī)的比例，由原來(lái)的10%增加到20%，增加學(xué)生學(xué)科發(fā)展動(dòng)向報(bào)告、課程設(shè)計(jì)等作業(yè)分值，如在學(xué)期中間，給學(xué)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(xué)生自己查閱資料、制作PPT課件，自己上講臺(tái)講述，教師根據(jù)學(xué)生綜合表現(xiàn)打分。通過(guò)這種方式的考核，既增強(qiáng)了學(xué)生查閱資料的能力，又鍛煉了學(xué)生的語(yǔ)言表達(dá)能力，這樣的考核模式，能夠比較公平、準(zhǔn)確地反映一名學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

5 取得的成效

經(jīng)過(guò)幾年的摸索，我們?cè)诎l(fā)酵工程教學(xué)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(dòng)，能夠熟練運(yùn)用多媒體和網(wǎng)絡(luò)等現(xiàn)代教育技術(shù)手段，以實(shí)際生產(chǎn)的實(shí)例講解工藝技術(shù)內(nèi)容，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有效地調(diào)動(dòng)了學(xué)生積極參與學(xué)習(xí)過(guò)程的積極性；授課教師與學(xué)生的互動(dòng)比例與過(guò)去相比明顯提高，學(xué)生課堂聽課時(shí)精神狀態(tài)飽滿、精力集中，積極性和主動(dòng)性明顯提高。

參考文獻(xiàn)

[1]曹新.關(guān)于醫(yī)學(xué)院校生物技術(shù)建設(shè)和人才培養(yǎng)的思考[J].醫(yī)學(xué)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(guó)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(dāng)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(jiǎn)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(xué)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(xué)科的研究成果，用全新的方法和手段設(shè)計(jì)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(xì)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(cè)技術(shù)。食品生物技術(shù)涵蓋分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、免疫學(xué)、生理學(xué)、遺傳學(xué)、生物化學(xué)、微生物學(xué)、生物物理學(xué)、食品營(yíng)養(yǎng)學(xué)、毒理學(xué)等生物類學(xué)科，同時(shí)涉及信息學(xué)、電子學(xué)、化學(xué)等學(xué)科，是一門多學(xué)科相互滲透的綜合性學(xué)科。

現(xiàn)代生物技術(shù)的迅猛發(fā)展,成就非凡,推動(dòng)著科學(xué)的進(jìn)步,促進(jìn)著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,改變著人類的生活與思維,影響著人類社會(huì)的發(fā)展進(jìn)程?，F(xiàn)代生物技術(shù)的成果越來(lái)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(hù)等諸多領(lǐng)域。生物技術(shù)是21世紀(jì)高新技術(shù)革命的核心內(nèi)容,具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益及潛在的生產(chǎn)力。專家預(yù)測(cè),到2010～2020年,生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)將逐步成為世界經(jīng)濟(jì)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(guò)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(kuò)大培養(yǎng)和接種、發(fā)酵過(guò)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(jì)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(guò)載體導(dǎo)入受體細(xì)胞,進(jìn)行無(wú)性繁殖,并使目的基因在受體細(xì)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(jìn)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(jiǎn)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?xì)怏w量提高,應(yīng)用改良后的酵母菌種可生產(chǎn)出膨潤(rùn)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(dá)系統(tǒng)分為組成型表達(dá)和受控表達(dá)兩種類型,其中受控表達(dá)系統(tǒng)包括糖誘導(dǎo)系統(tǒng)、Nisin誘導(dǎo)系統(tǒng)、pH 誘導(dǎo)系統(tǒng)和噬菌體衍生系統(tǒng)。相對(duì)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(dú)立復(fù)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(guò)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(qiáng)。

（二）細(xì)胞工程技術(shù)在食品發(fā)酵生產(chǎn)中的應(yīng)用

細(xì)胞工程是生物工程主要組成之一,出現(xiàn)于20世紀(jì)70年代末至80 年代初,是在細(xì)胞水平上改變細(xì)胞的遺傳特性或通過(guò)大規(guī)模細(xì)胞培養(yǎng)以獲得人們所需物質(zhì)的技術(shù)過(guò)程。細(xì)胞工程主要有細(xì)胞培養(yǎng)、細(xì)胞融合及細(xì)胞代謝物的生產(chǎn)等。細(xì)胞融合是在外力(誘導(dǎo)劑或促融劑)作用下,使兩個(gè)或兩個(gè)以上的異源(種、屬間) 細(xì)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(xì)胞的現(xiàn)象。細(xì)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(duì)遺傳物質(zhì)進(jìn)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(xì)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(gè)別菌株具有糖化和發(fā)酵的雙重能力。日本國(guó)稅廳釀造試驗(yàn)所用該技術(shù)獲得了優(yōu)良的高性能謝利酵母來(lái)釀制西班牙謝利白葡萄酒獲得了成功。目前,微生物細(xì)胞融合的對(duì)象已擴(kuò)展到酵母、霉菌、細(xì)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(xì)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(gè)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(xì)胞或細(xì)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(gè)方面,一是用酶技術(shù)處理發(fā)酵原料,有利于發(fā)酵過(guò)程的進(jìn)行。如啤酒釀制過(guò)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(shí),會(huì)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(fēng)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(bǔ)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(shí)間,減少麥皮中色素、單寧等不良雜質(zhì)在糖化過(guò)程中浸出,從而降低麥汁色澤。二是用酶來(lái)處理發(fā)酵菌種的代謝產(chǎn)物,縮短發(fā)酵過(guò)程,促進(jìn)發(fā)酵風(fēng)味的形成。啤酒中的雙乙酰是影響啤酒風(fēng)味的主要因素,是判斷啤酒成熟的主要指標(biāo)。當(dāng)啤酒中雙乙酰的濃度超過(guò)閾值時(shí),就會(huì)產(chǎn)生一種不愉快的餿酸味。雙乙酰是由酵母繁殖時(shí)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(shí)間。崔進(jìn)梅等報(bào)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(fèi)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(huì)開發(fā)出更多物美價(jià)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(xiàn)

[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(guó)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(shí)驗(yàn)教學(xué)；課程

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2015）28-0237-02

發(fā)酵工程是發(fā)酵工業(yè)的支撐學(xué)科，也是整個(gè)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(guò)發(fā)酵工程課程的學(xué)習(xí)，不僅能夠掌握發(fā)酵工程的原理及發(fā)酵控制過(guò)程優(yōu)化，而且對(duì)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(duì)于理科專業(yè)，發(fā)酵工程在增強(qiáng)學(xué)生的工程意識(shí)、提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，為生物學(xué)科理科專業(yè)的學(xué)生奠定工程學(xué)科的概念和基礎(chǔ)方面起到重要作用。作為一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，發(fā)酵工程學(xué)科取得的每一個(gè)進(jìn)步都和實(shí)驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展密切相關(guān)。因此學(xué)習(xí)發(fā)酵工程，不僅要掌握?qǐng)?jiān)實(shí)的基礎(chǔ)理論知識(shí)，更要熟練地掌握實(shí)驗(yàn)操作技能，從而在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)并解決問(wèn)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(huì)調(diào)查實(shí)踐、綜合實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練和課程綜合設(shè)計(jì)等實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)學(xué)分，促進(jìn)理論與實(shí)踐的緊密結(jié)合。為滿足社會(huì)對(duì)應(yīng)用型、技能型產(chǎn)業(yè)化人才的需求，必須提高對(duì)發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)的重視程度，并把傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)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(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

發(fā)酵工程學(xué)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(guò)程參數(shù)檢測(cè)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(gè)發(fā)酵工程學(xué)的主線。但理科專業(yè)開設(shè)的發(fā)酵工程及實(shí)驗(yàn)課程普遍學(xué)時(shí)較少，只能開設(shè)簡(jiǎn)單的基礎(chǔ)性的實(shí)驗(yàn)，無(wú)法開展稍復(fù)雜的綜合性設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，不利于培養(yǎng)學(xué)生理論與實(shí)踐相結(jié)合解決發(fā)酵工程實(shí)際問(wèn)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(shí)驗(yàn)課學(xué)時(shí)，修改實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱，擴(kuò)充和豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，在條件成熟時(shí)單獨(dú)開設(shè)發(fā)酵工程綜合實(shí)驗(yàn)課。

傳統(tǒng)的理科專業(yè)所開設(shè)的發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)于偏重基礎(chǔ)性和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，難以調(diào)動(dòng)學(xué)生興趣、積極性和探索求新的愿望。同時(shí)，由于實(shí)驗(yàn)條件和設(shè)備的缺乏，實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)性和層次性不夠，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)置缺乏將同一學(xué)科的各個(gè)知識(shí)點(diǎn)串聯(lián)起來(lái)的實(shí)驗(yàn)培訓(xùn)，缺乏讓學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)地學(xué)習(xí)、綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)與技能的主線。這樣實(shí)驗(yàn)內(nèi)容難以有挑戰(zhàn)性，學(xué)生難以發(fā)生興趣或產(chǎn)生求索的欲望，從而不重視實(shí)驗(yàn)，達(dá)不到預(yù)期目標(biāo)。傳統(tǒng)的發(fā)酵工程單元實(shí)驗(yàn)教學(xué)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(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱時(shí)，可考慮改變傳統(tǒng)的單元實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，設(shè)置基礎(chǔ)性綜合實(shí)驗(yàn)和研究型綜合實(shí)驗(yàn)，每個(gè)實(shí)驗(yàn)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(kuò)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(cè)定、產(chǎn)物的分離純化等，使學(xué)生能夠?qū)Πl(fā)酵工程的知識(shí)點(diǎn)綜合運(yùn)用，融會(huì)貫通，對(duì)發(fā)酵工程中的工程技術(shù)問(wèn)題和生物學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)有更深刻的認(rèn)識(shí)。

二、設(shè)置創(chuàng)新性綜合性實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容

根據(jù)實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備和實(shí)驗(yàn)條件，依據(jù)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)的設(shè)置，可考慮開設(shè)三類綜合實(shí)驗(yàn)，第一類為傳統(tǒng)發(fā)酵制品實(shí)驗(yàn)，例如淀粉酶發(fā)酵實(shí)驗(yàn)、乳酸發(fā)酵實(shí)驗(yàn)、葡萄酒發(fā)酵實(shí)驗(yàn)；第二類為經(jīng)典發(fā)酵綜合實(shí)驗(yàn)：例如谷氨酸發(fā)酵實(shí)驗(yàn)；第三類為新型產(chǎn)品發(fā)酵綜合實(shí)驗(yàn)，例如普魯蘭多糖發(fā)酵實(shí)驗(yàn)。傳統(tǒng)發(fā)酵制品實(shí)驗(yàn)規(guī)模較小，可依據(jù)學(xué)時(shí)靈活設(shè)置，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容貼近生活，容易激發(fā)學(xué)生對(duì)發(fā)酵工程課程的興趣。大型經(jīng)典發(fā)酵實(shí)驗(yàn)，貫穿整個(gè)谷氨酸工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程，將對(duì)工業(yè)發(fā)酵工藝流程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室完全再現(xiàn)，包含十個(gè)小型實(shí)驗(yàn)，即谷氨酸菌種活化及擴(kuò)大培養(yǎng)，谷氨酸菌種質(zhì)量檢測(cè)，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(shí)消，谷氨酸的中糖發(fā)酵及控制，發(fā)酵過(guò)程中谷氨酸含量測(cè)定，發(fā)酵過(guò)程中還原糖的測(cè)定，發(fā)酵過(guò)程中菌濃度測(cè)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(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以掌握谷氨酸這種經(jīng)典發(fā)酵產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程，通過(guò)不同的實(shí)驗(yàn)單元培訓(xùn)，對(duì)發(fā)酵生產(chǎn)有整體性認(rèn)識(shí)。新型產(chǎn)品發(fā)酵綜合實(shí)驗(yàn)根據(jù)課程組教師的科研課題內(nèi)容設(shè)計(jì)，例如普魯蘭多糖發(fā)酵綜合實(shí)驗(yàn)，包括菌種活化及擴(kuò)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(guò)程中還原糖的測(cè)定，普魯蘭多糖含量的測(cè)定，發(fā)酵過(guò)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(guò)程設(shè)置一定的挑戰(zhàn)性，發(fā)酵原料的選擇，發(fā)酵過(guò)程控制方式和產(chǎn)物的分離純化都由學(xué)生自主查閱資料并選擇實(shí)施。

三種不同類型的實(shí)驗(yàn)，能使學(xué)生初步掌握一種完整的發(fā)酵產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程，對(duì)發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)形成一個(gè)系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)應(yīng)用技能。另外，新型發(fā)酵產(chǎn)品綜合實(shí)驗(yàn)，能使學(xué)生了解新的工業(yè)發(fā)酵產(chǎn)品的研發(fā)過(guò)程，學(xué)生在參與實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)習(xí)如何查閱資料，如何對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和成敗原因進(jìn)行分析，可以提高學(xué)生獨(dú)立分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)學(xué)生良好的科學(xué)素質(zhì)和創(chuàng)新能力。

三、合理安排實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)間

微生物的發(fā)酵周期比較長(zhǎng)，實(shí)驗(yàn)需連續(xù)進(jìn)行，常常需要夜間維護(hù)看罐，常規(guī)的教學(xué)計(jì)劃很難進(jìn)行系統(tǒng)合理的安排，只能集中安排。發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)課程安排在大學(xué)四年級(jí)上學(xué)期，學(xué)生課程相對(duì)較少，鑒于發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)的特殊性和便于開展綜合性實(shí)驗(yàn)，應(yīng)采用集中排課的方式，可以每周8～12個(gè)學(xué)時(shí)，連續(xù)2～3周，以保證實(shí)驗(yàn)的連續(xù)性。集中排課有利于學(xué)生在一段時(shí)間內(nèi)將注意力集中，投入實(shí)驗(yàn)狀態(tài)，綜合應(yīng)用已學(xué)的理論與技術(shù)知識(shí)完成實(shí)驗(yàn)，也使學(xué)生初步了解發(fā)酵工程科研特點(diǎn)，為以后的畢業(yè)論文打好基礎(chǔ)。

四、實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法和過(guò)程管理

在實(shí)驗(yàn)之前，對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、時(shí)間安排、分組設(shè)置制定詳細(xì)的表格發(fā)給同學(xué)，便于同學(xué)們按照時(shí)間表自覺主動(dòng)地完成實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備和實(shí)施。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，發(fā)酵罐的清洗、培養(yǎng)基的配置、滅菌操作到實(shí)驗(yàn)材料的準(zhǔn)備、菌種的活化及擴(kuò)培、上罐接種以及最后實(shí)驗(yàn)結(jié)果的檢測(cè)等全部由學(xué)生自主完成。教師對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容提供必要的講解，提示實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的注意事項(xiàng)，啟發(fā)其對(duì)所學(xué)理論知識(shí)的思考，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維和動(dòng)手能力，主動(dòng)思考實(shí)驗(yàn)原理及操作要點(diǎn)，加深對(duì)理論知識(shí)的理解；對(duì)于實(shí)驗(yàn)中所用的大型設(shè)備在試驗(yàn)開始之前進(jìn)行集中操作培訓(xùn)，確保在試驗(yàn)中學(xué)生能夠獨(dú)立正確操作，實(shí)驗(yàn)設(shè)備能夠運(yùn)行良好。每次實(shí)驗(yàn)進(jìn)行之前，教師必須強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)室安全問(wèn)題，規(guī)范實(shí)驗(yàn)室使用、藥品使用等規(guī)章制度。實(shí)驗(yàn)分組以6～8名同學(xué)一組，設(shè)置組長(zhǎng)，在不同的實(shí)驗(yàn)階段，組長(zhǎng)由小組內(nèi)每個(gè)同學(xué)輪流擔(dān)任，組長(zhǎng)負(fù)責(zé)人員任務(wù)分配和協(xié)調(diào)以及實(shí)驗(yàn)記錄的提交。學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程中小組成員共同商議實(shí)驗(yàn)的進(jìn)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(zhǎng)輪換制度使學(xué)生能夠互相配合，激發(fā)每個(gè)成員的積極性，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神。另外，對(duì)于實(shí)驗(yàn)技能單元采用新型教學(xué)手段，如拍攝視頻短片和動(dòng)畫演示給學(xué)生，使學(xué)生能夠理解和鞏固相關(guān)知識(shí)和技術(shù)。

五、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課程考核體系

對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的考核是保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量和效果的重要環(huán)節(jié)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)體系中各種類型的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和內(nèi)容的實(shí)施特點(diǎn)，應(yīng)注重對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程實(shí)驗(yàn)方法和解決問(wèn)題能力的全方位綜合性考核。

對(duì)于綜合性實(shí)驗(yàn)，在每個(gè)小實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，由小組成員共同填寫實(shí)驗(yàn)記錄結(jié)果，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，并討論下一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，寫出書面的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃安排。全部實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，每個(gè)小組撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)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(shí)驗(yàn)材料和方法、結(jié)果、討論、參考文獻(xiàn)、附錄等內(nèi)容，教師應(yīng)在撰寫之前對(duì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的格式和寫作方法進(jìn)行介紹，提供模板。每個(gè)小組成員都要寫出實(shí)驗(yàn)心得體會(huì)，同時(shí)制作幻燈片在實(shí)驗(yàn)報(bào)告會(huì)上向全班同學(xué)展示。實(shí)驗(yàn)成績(jī)由實(shí)驗(yàn)出勤率、實(shí)驗(yàn)結(jié)果、實(shí)驗(yàn)報(bào)告的質(zhì)量、實(shí)驗(yàn)心得體會(huì)以及實(shí)驗(yàn)報(bào)告展示答辯等多方面組成。這樣的考核方式，有利于學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)研究的各個(gè)環(huán)節(jié)以及練習(xí)科技論文寫作方法。

六、建設(shè)完善的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)

由于各方面的原因，我院的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)條件較匱乏，尤其是微生物實(shí)驗(yàn)室和發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)室設(shè)備過(guò)于陳舊，僅能開設(shè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目所需的條件不足。實(shí)驗(yàn)室有二聯(lián)體不銹鋼機(jī)械攪拌發(fā)酵罐及相關(guān)附屬設(shè)備，高速管式離心機(jī)和小型噴霧干燥機(jī)等分離設(shè)備，具備一定的基礎(chǔ)。但非常缺乏發(fā)酵過(guò)程所需的各類實(shí)驗(yàn)室基本儀器，小型發(fā)酵罐配套設(shè)備如葡萄糖測(cè)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(guò)少限制了本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)，購(gòu)置更多的小型發(fā)酵罐，便于學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。由此有必要在未來(lái)加強(qiáng)相關(guān)的應(yīng)用微生物與發(fā)酵工程基礎(chǔ)教學(xué)和研究實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)。建立專門的發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，作為發(fā)酵工程綜合實(shí)驗(yàn)和校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地。我院目前每年都有校級(jí)和國(guó)家級(jí)大學(xué)生科研訓(xùn)練計(jì)劃，鼓勵(lì)本科生參與科研項(xiàng)目，發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)也可設(shè)置開放實(shí)驗(yàn)室，作為大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練和科研訓(xùn)練的平臺(tái)。

在校內(nèi)建立完善的發(fā)酵工程綜合實(shí)驗(yàn)室和實(shí)訓(xùn)基地，加大開放性實(shí)驗(yàn)的力度，不僅可以幫助相關(guān)本科學(xué)生拓寬學(xué)生知識(shí)面，了解企業(yè)研發(fā)流程，掌握過(guò)硬的專業(yè)實(shí)踐技能，還可以通過(guò)平臺(tái)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(tái)。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(shí)習(xí)基地，通過(guò)參觀和講解，學(xué)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(yíng)銷方式，以及新產(chǎn)品的研發(fā)流程等，學(xué)習(xí)書本上學(xué)不到的知識(shí)，加深對(duì)發(fā)酵理論和知識(shí)的理解，增加學(xué)生對(duì)現(xiàn)酵企業(yè)的認(rèn)識(shí)。

參考文獻(xiàn)：

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(hào)]TS210 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]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(jì)70年代以來(lái)，不僅以細(xì)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(lái)的環(huán)保和健康等問(wèn)題的有效途徑。作為一門利用微生物的生長(zhǎng)和代謝活動(dòng)來(lái)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?，F(xiàn)酵工程對(duì)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(guó)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(shí)間縮短至1d，甚至更低的90rain。在我國(guó)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(fēng)味品質(zhì)。與此同時(shí)，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(dāng)前食品添加劑研究和前進(jìn)的方向。

2.2 單細(xì)胞蛋白的生產(chǎn)

單細(xì)胞蛋白（Sole Cell Protein，SCP）主要指酵母、細(xì)菌、真菌等微生物蛋白質(zhì)資源。人們已公認(rèn)SCP是最具應(yīng)用前景的蛋白質(zhì)新資源之一，是因?yàn)槲⑸锞w的蛋白質(zhì)含量高，同時(shí)還含有多種維生素。這對(duì)于解決世界蛋白質(zhì)資源不足問(wèn)題方面將發(fā)揮重要作用。同時(shí)也有一些是采用細(xì)菌、絲狀真菌和放線菌等菌種。現(xiàn)在許多國(guó)家都在積極進(jìn)行球藻及螺旋藻SCP的開發(fā)，走在前列的是美國(guó)、日本、墨西哥等國(guó)，他們所生產(chǎn)的螺旋藻食品既是高級(jí)營(yíng)養(yǎng)品，又是減肥品，在國(guó)際市場(chǎng)上很受歡迎。我國(guó)螺旋藻的開發(fā)研究始于20世紀(jì)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(duì)人體生理作用產(chǎn)生功能性影響及調(diào)節(jié)之功效，以實(shí)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(gè)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(lái)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(jī)體免疫機(jī)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(lái)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(guò)發(fā)酵途徑實(shí)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(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院藥物研究所實(shí)現(xiàn)，成果卓著。在分析產(chǎn)品的化學(xué)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(duì)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(duì)人體許多組織特別是腦組織的生長(zhǎng)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(lái)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(zhǎng)、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(shí)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(jiǎn)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(shí)分泌雙歧桿菌素和類溶菌物質(zhì)，提高巨噬細(xì)胞的吞噬能力，增強(qiáng)機(jī)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(jìn)行反復(fù)接種培養(yǎng)以恢復(fù)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(jìn)行三角瓶和種子罐培養(yǎng)，利用冷凍干燥機(jī)進(jìn)行冷凍干燥即制成雙歧桿菌微生態(tài)制劑。

2.3.4 有機(jī)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(yán)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(diǎn)之一。由于無(wú)機(jī)形式的硒、鍺、鉻活性很低，同時(shí)具有不同程度的毒性，所以其應(yīng)用于保健品首先要通過(guò)生物方法將無(wú)機(jī)形式的這些元素轉(zhuǎn)化成有機(jī)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(xì)胞對(duì)硒具有富集作用（吸收率約75%）。利用這一特點(diǎn)，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(xì)胞內(nèi)的有機(jī)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(jī)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(dòng)植物和微生物細(xì)胞中，目前國(guó)內(nèi)SOD的生化制品主要是從動(dòng)物血液的紅細(xì)胞中提取的。SOD不僅能清除人體內(nèi)過(guò)多的氧自由基，起到延緩衰老，提高人體免疫能力并增強(qiáng)對(duì)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(shí)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(xì)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(xué)名稱是L-3-羥基4-三甲銨丁酸，普遍存在于機(jī)體組織內(nèi)，是我國(guó)新批準(zhǔn)的營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑。因?yàn)樗艽龠M(jìn)脂肪酸的運(yùn)輸和氧化，所以可以應(yīng)用在運(yùn)動(dòng)員食品中，以提高其耗氧量和氧化代謝能力，從而增強(qiáng)機(jī)體耐受力；同時(shí)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(xué)生產(chǎn)法，利用根霉、毛霉、青霉進(jìn)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(guò)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(dòng)物熬制的動(dòng)物油脂，很少考慮到微生物油脂。其實(shí)，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(guó)、日本、英國(guó)、法國(guó)等國(guó)上市，微生物油脂的應(yīng)用已形成趨勢(shì)。

2.5 新糖源的開發(fā)

微生物發(fā)酵生產(chǎn)的新型強(qiáng)力甜味劑有甜度高、熱量低的特點(diǎn)，能夠滿足肥胖癥、肝腎病以及糖尿病人對(duì)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(guò)濃縮、結(jié)晶、分離、干燥等過(guò)程制得赤蘚糖醇。

3 食品工業(yè)的展望

放眼未來(lái)，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(rèn)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(jī)，重視發(fā)酵工程技術(shù)的研究，而且要促進(jìn)我國(guó)食品工業(yè)的改革，實(shí)現(xiàn)我國(guó)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(xì)胞工程

現(xiàn)代生物技術(shù)的迅猛發(fā)展，成就非凡，推動(dòng)著科學(xué)的進(jìn)步，促進(jìn)著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，改變著人類的生活與思維，影響著人類社會(huì)的發(fā)展進(jìn)程?，F(xiàn)代生物技術(shù)的成果越來(lái)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(hù)等諸多領(lǐng)域。生物技術(shù)是21世紀(jì)高新技術(shù)革命的核心內(nèi)容，具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益及潛在的生產(chǎn)力。專家預(yù)測(cè)，到2010～2020年，生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)將逐步成為世界經(jīng)濟(jì)體系的支柱產(chǎn)業(yè)之一。生物技術(shù)是以生命科學(xué)為基礎(chǔ)，利用生物機(jī)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(xué)技術(shù)。現(xiàn)代生物技術(shù)則包括基因工程、蛋白質(zhì)工程、細(xì)胞工程、酶工程和發(fā)酵工程等領(lǐng)域。在我國(guó)的食品工業(yè)中，生物技術(shù)工業(yè)化產(chǎn)品占有相當(dāng)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%?，F(xiàn)代生物技術(shù)在食品發(fā)酵領(lǐng)域中有廣闊市場(chǎng)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(jì)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(jìn)行剪切、組合、拼接，再將人工重組的基因通過(guò)載體導(dǎo)入受體細(xì)胞，進(jìn)行無(wú)性繁殖，并使目的基因在受體細(xì)胞中高速表達(dá)，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(jìn)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?xì)怏w量提高，應(yīng)用改良后的酵母菌種可生產(chǎn)出膨潤(rùn)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(jìn)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(jiǎn)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(dá)系統(tǒng)分為組成型表達(dá)和受控表達(dá)兩種類型，其中受控表達(dá)系統(tǒng)包括糖誘導(dǎo)系統(tǒng)、Nisin誘導(dǎo)系統(tǒng)、pH 誘導(dǎo)系統(tǒng)和噬菌體衍生系統(tǒng)。相對(duì)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(dú)立復(fù)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(guò)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(qiáng)。

二、細(xì)胞工程技術(shù)在食品發(fā)酵生產(chǎn)中的應(yīng)用

細(xì)胞工程是生物工程主要組成之一，出現(xiàn)于20世紀(jì)70年代末至80 年代初，是在細(xì)胞水平上改變細(xì)胞的遺傳特性或通過(guò)大規(guī)模細(xì)胞培養(yǎng)以獲得人們所需物質(zhì)的技術(shù)過(guò)程。細(xì)胞工程主要有細(xì)胞培養(yǎng)、細(xì)胞融合及細(xì)胞代謝物的生產(chǎn)等。細(xì)胞融合是在外力(誘導(dǎo)劑或促融劑)作用下，使兩個(gè)或兩個(gè)以上的異源(種、屬間) 細(xì)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(xì)胞的現(xiàn)象。細(xì)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(duì)遺傳物質(zhì)進(jìn)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(xì)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(gè)別菌株具有糖化和發(fā)酵的雙重能力。日本國(guó)稅廳釀造試驗(yàn)所用該技術(shù)獲得了優(yōu)良的高性能謝利酵母來(lái)釀制西班牙謝利白葡萄酒獲得了成功。目前，微生物細(xì)胞融合的對(duì)象已擴(kuò)展到酵母、霉菌、細(xì)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(xì)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(gè)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(xì)胞或細(xì)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(gè)方面，一是用酶技術(shù)處理發(fā)酵原料，有利于發(fā)酵過(guò)程的進(jìn)行。如啤酒釀制過(guò)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(shí)，會(huì)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(fēng)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(bǔ)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(shí)間，減少麥皮中色素、單寧等不良雜質(zhì)在糖化過(guò)程中浸出，從而降低麥汁色澤。二是用酶來(lái)處理發(fā)酵菌種的代謝產(chǎn)物，縮短發(fā)酵過(guò)程，促進(jìn)發(fā)酵風(fēng)味的形成。啤酒中的雙乙酰是影響啤酒風(fēng)味的主要因素，是判斷啤酒成熟的主要指標(biāo)。當(dāng)啤酒中雙乙酰的濃度超過(guò)閾值時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生一種不愉快的餿酸味。雙乙酰是由酵母繁殖時(shí)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(shí)間。崔進(jìn)梅等報(bào)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(fèi)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(huì)開發(fā)出更多物美價(jià)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(xiàn)

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[2]王春榮，王興國(guó)等.現(xiàn)代生物技術(shù)與食品工業(yè)[J].山東食品科技.2004，07:31.

[3]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(guó)生物工程雜志.2004，(7):27.

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(cè)技術(shù)；控制技術(shù)；進(jìn)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(dòng)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(wèn)題提供了新的選擇。近年來(lái)，生化工業(yè)進(jìn)入蓬勃發(fā)展時(shí)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(jìn)而又對(duì)發(fā)酵工業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生影響，如生化工程在線檢測(cè)、監(jiān)督檢測(cè)、自動(dòng)化控制等問(wèn)題，是當(dāng)前發(fā)酵工程必須面臨的問(wèn)題。以下主要對(duì)生物發(fā)酵過(guò)程的相關(guān)事項(xiàng)進(jìn)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(yáng)光照射度、培養(yǎng)基等條件上，利用微生物的一些特點(diǎn)，并借助一些現(xiàn)代工程技術(shù)對(duì)微生物進(jìn)行生產(chǎn)，從而培育出一些能夠滿足人類進(jìn)行生產(chǎn)活動(dòng)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(wèn)題是自動(dòng)化控制問(wèn)題。為了順利解決該難題，首先應(yīng)對(duì)微生物的不同特點(diǎn)有充足的了解。在科學(xué)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(lái)的借助微生物形態(tài)進(jìn)行表面認(rèn)識(shí)，轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)復(fù)雜生物學(xué)與細(xì)胞調(diào)節(jié)等方面。然而，微生物細(xì)胞較復(fù)雜，這使得生物發(fā)酵工程也變成了一類重復(fù)性差、高度非線性、慢性變、復(fù)雜的生化過(guò)程。因此，在研究過(guò)程中，不可僅從表面對(duì)生物發(fā)酵過(guò)程進(jìn)行分析，而根據(jù)檢測(cè)得到的過(guò)程參數(shù)對(duì)生化發(fā)酵過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)分析。一般來(lái)說(shuō)，檢測(cè)的過(guò)程參數(shù)主要包括物理參數(shù)、生物參數(shù)與化學(xué)參數(shù)這幾類。

2 發(fā)酵過(guò)程在線檢測(cè)的重要指標(biāo)

生物發(fā)酵過(guò)程的在線檢測(cè)，往往涉及一些重要指標(biāo)，常見的主要包括以下這幾個(gè)重要指標(biāo)：溫度，可用于判斷微生物維持生長(zhǎng)時(shí)間，多采用PT100方法測(cè)試；空氣流量，用于排泄廢氣或供氧，采用渦街流量計(jì)測(cè)試；罐壓，用于增加DO或維持正壓，使用數(shù)顯壓力表測(cè)試；pH，用于范穎細(xì)胞的代謝途徑，使用pH電極測(cè)試；體積，用于反映操作的穩(wěn)定性，使用差壓變送器測(cè)試；溶氧，用于反映供氧情況，使用溶氧電極測(cè)試[2]。

在對(duì)發(fā)酵過(guò)程進(jìn)行在線檢測(cè)時(shí)，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?yàn)槲⑸锱囵B(yǎng)過(guò)程屬于一個(gè)純培養(yǎng)的過(guò)程，要求有很好的無(wú)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(xì)菌污染；（4）在測(cè)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(hào)。

3 生物發(fā)酵過(guò)程的在線檢測(cè)與控制技術(shù)進(jìn)展分析

微生物發(fā)酵過(guò)程屬于一種生化反應(yīng)過(guò)程，主要是為了促進(jìn)最終產(chǎn)物利用率的提升，確保微生物生長(zhǎng)環(huán)境的舒適度。在舒適、適宜的環(huán)境中，有利于微生物進(jìn)行有效的生長(zhǎng)代謝，并能實(shí)現(xiàn)對(duì)微生物發(fā)酵過(guò)程的在線檢測(cè)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(lái)說(shuō)，主要包括以下幾個(gè)方面。

（1）電機(jī)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(huì)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(huì)采用冷卻水或發(fā)酵溫度為主回路的串級(jí)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(jiǎn)單回路控制方式。

（2）在微生物發(fā)酵過(guò)程中，生物發(fā)酵也會(huì)受溶解氧濃度的控制情況影響。然而，現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)對(duì)該方面的研究較少，僅限于了解到哪些因素會(huì)對(duì)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(guò)程，pH酸堿度值也是影響在線檢測(cè)與控制的一個(gè)重要因素[4]。若pH酸堿度值過(guò)高或過(guò)低，微生物的生成及代謝過(guò)程都會(huì)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(qiáng)酸性，可通過(guò)加氧水的方法弱化其酸性；若發(fā)酵液濃度為強(qiáng)堿性，可通過(guò)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(gè)重要因素。發(fā)酵前，微生物的生長(zhǎng)往往較旺盛，而此時(shí)若加滿液料，并將攪拌槳馬達(dá)最大速度啟動(dòng)，空氣通入量也加到最大，很容易導(dǎo)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(huì)采用雙位式控制方法進(jìn)行處理，可取得較好的效果。

（5）在生物發(fā)酵過(guò)程中，補(bǔ)料控制也是影響發(fā)酵的一個(gè)重要因素。在發(fā)酵的進(jìn)行狀態(tài)中，微生物生成代謝也會(huì)在半連續(xù)式發(fā)酵過(guò)程的變化情況下發(fā)生相應(yīng)的改變。所以，在這過(guò)程中，應(yīng)該連續(xù)不斷地為生物補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)成分，保證微生物能夠按優(yōu)生物軌跡生長(zhǎng)，才能促進(jìn)微生物代謝產(chǎn)物產(chǎn)量的提升。

4 發(fā)酵過(guò)程中對(duì)參數(shù)進(jìn)行在線檢測(cè)的意義

在生物發(fā)酵過(guò)程進(jìn)行檢測(cè)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(guò)程中，在線檢測(cè)與控制技術(shù)的水平如何，不但會(huì)對(duì)菌種的最大生產(chǎn)能力產(chǎn)生直接影響，還會(huì)對(duì)下游處理難易程度也產(chǎn)生影響，是一項(xiàng)承上啟下的技術(shù)。

不同于物理、化學(xué)反應(yīng)，生物過(guò)程反應(yīng)速度相對(duì)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(wèn)題，工業(yè)微生物學(xué)通常是從兩個(gè)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(duì)培養(yǎng)條件進(jìn)行合理控制，為生產(chǎn)出更好的目標(biāo)產(chǎn)物創(chuàng)造條件。從某種程度上看，通過(guò)控制與優(yōu)化發(fā)酵過(guò)程，能夠?qū)⑸镞^(guò)程較好地控制在一種優(yōu)化的操作環(huán)境或條件下，被認(rèn)為是促進(jìn)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(guò)程中，相關(guān)人員必須重視對(duì)發(fā)酵過(guò)程的線檢測(cè)與控制，力將發(fā)酵環(huán)境或操作條件控制在一個(gè)較理想的狀態(tài)下，為進(jìn)一步提升生產(chǎn)水平提供強(qiáng)大的技術(shù)支持。

5 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，生物發(fā)酵工程是一個(gè)復(fù)雜、技術(shù)要求高的反應(yīng)過(guò)程，與我們?nèi)粘Ｉ钕⑾⑾嚓P(guān)。在生物發(fā)酵過(guò)程中，會(huì)受多種因素影響，進(jìn)而影響到產(chǎn)品的質(zhì)量及使用率，無(wú)法發(fā)揮產(chǎn)品的最大作用。因此，對(duì)在生物發(fā)酵過(guò)程中，采用在線檢測(cè)與控制技術(shù)進(jìn)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(xiàn)

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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(lái)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(xué)內(nèi)容的遴選、教學(xué)方法的改進(jìn)、多媒體教學(xué)手段的運(yùn)用等方面著手［3-4］，對(duì)課程考核和實(shí)踐教學(xué)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(xué)實(shí)踐出發(fā)，就高職發(fā)酵技術(shù)課程的教學(xué)設(shè)計(jì)提出幾點(diǎn)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(lái)，由于基因工程、疫苗、診斷試劑、生物檢驗(yàn)檢疫的熱點(diǎn)效應(yīng)，發(fā)酵技術(shù)等傳統(tǒng)課程多少有點(diǎn)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(jì)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(dòng)、植物細(xì)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(dāng)?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(diǎn)，才能做好發(fā)酵技術(shù)課程的教學(xué)與改革工作。

2.面向發(fā)酵職業(yè)崗位，實(shí)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(guó)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(guò)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(jī)作為課程的期末成績(jī)，不失為一種簡(jiǎn)單有效的“雙贏”手段。

二、教學(xué)設(shè)計(jì)思路

1.要求快速上崗，強(qiáng)調(diào)工程思維

談學(xué)校和企業(yè)的“零距離對(duì)接”更像是一種理想化的愿望，比較實(shí)際的目標(biāo)應(yīng)該是培養(yǎng)學(xué)生快速上崗的能力。快速上崗能力除了包括理論基礎(chǔ)知識(shí)和基本操作技能之外，還包括一定的社會(huì)能力和方法能力，比如：能遵循指導(dǎo)，接受工藝規(guī)程和勞動(dòng)紀(jì)律的約束，注重安全生產(chǎn)，承擔(dān)職責(zé)；能接受權(quán)威，并具備良好的分享溝通、情感表達(dá)和團(tuán)隊(duì)合作的能力；能自我反省、自我激勵(lì)、自我約束，克服負(fù)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(shí)踐工作；具備系統(tǒng)化思考的能力，并能獨(dú)立解決問(wèn)題等等。從某種意義來(lái)看，這些能力在生產(chǎn)實(shí)踐中甚至比專業(yè)技術(shù)知識(shí)更加重要。因此，在學(xué)生的小組實(shí)訓(xùn)過(guò)程中要有意識(shí)地加以引導(dǎo)和強(qiáng)化訓(xùn)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(jì)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(wú)法回避的核心價(jià)值觀。在高職專業(yè)課教學(xué)中，必須要引導(dǎo)學(xué)生具備一定的“工程思維”方法，能自覺地改進(jìn)生產(chǎn)、提高效率、優(yōu)化工作，以適應(yīng)生產(chǎn)實(shí)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(shí)踐教學(xué)

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(yán)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(dǎo)下進(jìn)行。2010版GMP附錄中對(duì)發(fā)酵工藝原料藥等的生產(chǎn)有專門規(guī)定。因此，學(xué)習(xí)發(fā)酵技術(shù)的同時(shí)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(biāo)準(zhǔn)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(guò)程、又是文件記錄的傳遞過(guò)程，并以此為指導(dǎo)完成實(shí)訓(xùn)項(xiàng)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(xué)。

3.強(qiáng)調(diào)工藝試驗(yàn)和工藝驗(yàn)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(qiáng)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(xué)生可能很少成為科學(xué)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(xué)的培養(yǎng)目標(biāo)之一。不斷追求最優(yōu)化的“工程思維”是創(chuàng)新的推動(dòng)力，而具備一定的工藝試驗(yàn)和工藝驗(yàn)證的能力和技巧則是實(shí)踐創(chuàng)新的基礎(chǔ)。此外，工作效率最佳化的統(tǒng)籌方法訓(xùn)練也要體現(xiàn)在實(shí)訓(xùn)教學(xué)環(huán)節(jié)之中。

三、教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)

1.按崗位工種劃分教學(xué)模塊，突出特定崗位下的技能運(yùn)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(lái)劃分并組織教學(xué)的，再輔以典型的發(fā)酵生產(chǎn)工藝案例；這種方法被實(shí)踐證明是較為有效的。可以在此基礎(chǔ)上，更加突出幾個(gè)主要的崗位工種，并以此來(lái)劃分教學(xué)模塊。教學(xué)模塊不宜太多，可設(shè)置3個(gè)，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(gè)晉升的高級(jí)崗位（職位）模塊“發(fā)酵工程師”為最終的學(xué)習(xí)目標(biāo)。

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(xì)胞庫(kù)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(yàn)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(qǐng)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(guò)程監(jiān)（檢）控為主要職能，以發(fā)酵（中試）生產(chǎn)工藝驗(yàn)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(biāo)則是高職教育人才培養(yǎng)要求的體現(xiàn)，也符合學(xué)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(shí)訓(xùn)貫穿，開展理實(shí)一體項(xiàng)目化教學(xué)

由于發(fā)酵生產(chǎn)的過(guò)程耗時(shí)較長(zhǎng)，而課堂教學(xué)時(shí)間有限，發(fā)酵技術(shù)課程實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的組織一直是一個(gè)難題。理實(shí)一體的項(xiàng)目化教學(xué)模式似乎是一種解決之道。選擇一個(gè)可以在校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地完成的發(fā)酵生產(chǎn)項(xiàng)目（例如，發(fā)酵蛹蟲草多糖的生產(chǎn)），并以此為實(shí)踐教學(xué)的主線，模擬生產(chǎn)線上的各個(gè)崗位，并將各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)細(xì)分為一系列較小的、適合在課堂上完成的子項(xiàng)目，逐一展開教學(xué)。在實(shí)訓(xùn)的同時(shí)講解相關(guān)的理論知識(shí)，其它的理論知識(shí)可以通過(guò)習(xí)題和考試（考證）來(lái)引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)，這也符合高職課程理論“夠用、實(shí)用、適用”的原則。

3.引入大學(xué)生試驗(yàn)工場(chǎng)訓(xùn)練計(jì)劃，鼓勵(lì)自主性模擬生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)

還可以在發(fā)酵技術(shù)課程內(nèi)引入大學(xué)生試驗(yàn)工場(chǎng)訓(xùn)練計(jì)劃（student pilot plant training，SPPT），即依托校內(nèi)生產(chǎn)型實(shí)訓(xùn)基地發(fā)酵中試車間而開設(shè)的生產(chǎn)研究性訓(xùn)練計(jì)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(jìn)行一般的發(fā)酵工藝試驗(yàn)和驗(yàn)證，以及小規(guī)模發(fā)酵生產(chǎn)的生產(chǎn)研究性訓(xùn)練。

學(xué)生以小組為單位（3～5人），推舉負(fù)責(zé)人（組長(zhǎng)），選定指導(dǎo)教師，提出申請(qǐng)，獲得批準(zhǔn)后可參加SPPT計(jì)劃。訓(xùn)練項(xiàng)目可自行選題也可由指導(dǎo)教師指定；選題限定為：①菌種培育；②工藝試驗(yàn)（優(yōu)化）；③工藝（中試）驗(yàn)證；④（小規(guī)模）生產(chǎn)實(shí)踐。通過(guò)SPPT訓(xùn)練計(jì)劃，可以較大地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，并將大學(xué)生創(chuàng)新教育的平臺(tái)延伸到專業(yè)課程教學(xué)之中。

此外，需要強(qiáng)調(diào)的一點(diǎn)是，并不是只有動(dòng)手操作才是實(shí)踐教學(xué)，編寫各項(xiàng)生產(chǎn)文件同樣也是極其重要的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，而這一點(diǎn)往往被忽視。在SPPT訓(xùn)練中，只有部分準(zhǔn)備充分、可行性較強(qiáng)的項(xiàng)目才能最終得以獲批實(shí)施；但在申報(bào)過(guò)程中編寫工藝試驗(yàn)方案、工藝驗(yàn)證方案、生產(chǎn)工藝規(guī)程（批生產(chǎn)記錄）、標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)程序（SOP）等生產(chǎn)文件，實(shí)際上已經(jīng)使參與的學(xué)生獲得了極大的鍛煉。這一點(diǎn)也正是SPPT訓(xùn)練計(jì)劃的優(yōu)勢(shì)所在。

四、考核方案

1.考證成績(jī)與平時(shí)成績(jī)各占50%

職業(yè)資格證書考試的要求是依據(jù)國(guó)家人保部制定的職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，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(jī)作為高職專業(yè)課程的期末成績(jī)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(shí)際出發(fā)，發(fā)酵技術(shù)課程期末考試要求通過(guò)發(fā)酵工程制藥工（中級(jí)工）的鑒定考試，考證成績(jī)與平時(shí)成績(jī)各占總評(píng)成績(jī)的50%。

2.結(jié)果評(píng)價(jià)指標(biāo)可量化，過(guò)程評(píng)價(jià)以“仿生產(chǎn)記錄”文件為主，減少主觀評(píng)價(jià)

越復(fù)雜的評(píng)價(jià)體系其可行性越差；主觀評(píng)價(jià)過(guò)多則結(jié)果往往無(wú)法體現(xiàn)客觀公正。鑒于此，可將課程考核分為結(jié)果評(píng)價(jià)和過(guò)程評(píng)價(jià)。結(jié)果評(píng)價(jià)主要依據(jù)可以量化的指標(biāo)，例如，職業(yè)資格考證的分?jǐn)?shù)、發(fā)酵計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)考核的分?jǐn)?shù)，以及工作績(jī)效（包括產(chǎn)量、事故率、染菌率及其它指標(biāo)）等。過(guò)程評(píng)價(jià)以規(guī)劃、記錄（含影像記錄）等客觀材料為主，其它主觀評(píng)價(jià)為輔。規(guī)劃和記錄要求簡(jiǎn)潔、全面、具體，能較詳實(shí)地反映工作（訓(xùn)練）過(guò)程全貌，可參照GMP體系下的生產(chǎn)文件編寫。主觀評(píng)價(jià)包括指導(dǎo)教師及其他組員反饋的工作態(tài)度，以及指導(dǎo)教師依據(jù)過(guò)程材料和日常指導(dǎo)對(duì)其工作方法作出的評(píng)判，所占權(quán)重不宜過(guò)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(duì)高職學(xué)生的特點(diǎn)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(xué)設(shè)計(jì)不應(yīng)局限于專業(yè)學(xué)科領(lǐng)域，而是應(yīng)與整個(gè)職業(yè)領(lǐng)域水融；學(xué)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(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，主要依據(jù)職業(yè)領(lǐng)域崗位設(shè)置來(lái)劃分學(xué)習(xí)情景，以典型工作任務(wù)引導(dǎo)專業(yè)知識(shí)和職業(yè)技能的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，強(qiáng)調(diào)專業(yè)技能訓(xùn)練和GMP實(shí)務(wù)相結(jié)合、專業(yè)課程教學(xué)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(huì)能力和方法能力貫穿于該課程的學(xué)習(xí)與訓(xùn)練之中。

參考文獻(xiàn)：

［1］ 楊英歌.《發(fā)酵工程》理實(shí)一體教學(xué)模式的探索［J］.考試周刊，2010，（46）：221-222.

［2］ 廖威.發(fā)酵工程教學(xué)改革的實(shí)踐與思考［J］.中山大學(xué)學(xué)報(bào)，2003，1（23）：155-157.

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(xué)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(jì)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(jìn)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(xì)胞內(nèi)進(jìn)行大量復(fù)制，使遺傳信息在新的宿主細(xì)胞內(nèi)或個(gè)體中高速繁殖，以創(chuàng)造新的生物?；蚬こ讨饕ㄖ亟MDNA、基因缺失、基因加倍、導(dǎo)入外源基因及改變基因位置等分子生物學(xué)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(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于動(dòng)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(diǎn):第一點(diǎn)，提高乳制品營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)，如基因重組的牛生長(zhǎng)激素可提高牛的產(chǎn)奶量，減少脂肪的含量，營(yíng)養(yǎng)更豐富，風(fēng)味更佳；第二點(diǎn)，提高乳制品的蛋白質(zhì)含量，通過(guò)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(diǎn)，增加乳制品的碳水化合物的含量；第四點(diǎn)，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(dòng)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(diǎn)，通過(guò)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(jì)劃有目的地設(shè)計(jì)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(guò)促進(jìn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化來(lái)提高乳制品的質(zhì)量

酶工程利用酶、細(xì)胞器或細(xì)胞所具有的特異催化功能或?qū)γ高M(jìn)行修飾改造，并借助生物反應(yīng)器和工藝過(guò)程來(lái)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(xì)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(jì)技術(shù)等。生產(chǎn)出人們所需產(chǎn)品的技術(shù)。對(duì)于嬰幼兒來(lái)說(shuō)母乳是最好營(yíng)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(yíng)養(yǎng)素全面并接近母乳的乳制品來(lái)成長(zhǎng)。現(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(guò)氧化氫酶主要用于清除乳制品中多余的過(guò)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(guò)脂肪酶的轉(zhuǎn)脂作用對(duì)乳中甘油三酯進(jìn)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(fēng)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(xì)胞融合、分子修飾和改造等技結(jié)合并發(fā)展起來(lái)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(guò)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(jī)制用于菌體生產(chǎn)和代謝產(chǎn)物的發(fā)酵來(lái)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(xì)胞技術(shù)；生物反應(yīng)器設(shè)計(jì)；發(fā)酵條件的利用及自動(dòng)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(shí)間短、污染較小的優(yōu)點(diǎn)應(yīng)用在工業(yè)上生產(chǎn)上。開展發(fā)酵工程對(duì)乳制品的生產(chǎn)是有很大好處的。實(shí)現(xiàn)了乳制品生產(chǎn)上的一個(gè)重大突破。新生產(chǎn)出的酸奶發(fā)酵劑的活性強(qiáng)，不需要大面積培養(yǎng)，可直接使用，酸奶廠家可以根據(jù)實(shí)際情況隨意選擇，這不僅僅增加了酸奶產(chǎn)品的樣式，同時(shí)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(jiǎn)化了酸奶的生產(chǎn)工藝。

1.4新型殺菌技術(shù)保持長(zhǎng)時(shí)間的高品質(zhì)乳制品質(zhì)量

溫度過(guò)高會(huì)影響乳制品的質(zhì)量，不僅會(huì)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(yíng)養(yǎng)成分。冷殺菌技術(shù)作為一門新興的殺菌技術(shù),對(duì)殺菌的溫度要求較低,很好的解決了上述問(wèn)題。乳制品用射線輻照處理時(shí)，射線可以穿過(guò)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(guò)程中，溫度幾乎沒有升高，有“高效冷殺菌”之稱；處理得當(dāng)?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(wú)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(shí)間，以達(dá)到加工保藏的目的，而食物味道、風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)價(jià)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(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的乳品檢測(cè)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(xué)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(guò)計(jì)算機(jī)處理，將多種媒體建立邏輯鏈接，集成為一個(gè)具有實(shí)時(shí)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(duì)傳統(tǒng)教學(xué)模式產(chǎn)生了強(qiáng)烈沖擊。如何將教學(xué)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)運(yùn)行體制等全方位建立在多媒體技術(shù)平臺(tái)上，已成為當(dāng)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(xué)生多、學(xué)科發(fā)展迅速，與生產(chǎn)實(shí)踐聯(lián)系緊密，新的發(fā)展不斷涌現(xiàn)。②為能在有限課時(shí)內(nèi)，形象生動(dòng)地將課程內(nèi)容讓學(xué)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(xué)網(wǎng)站建設(shè)

高校教學(xué)方法改革的核心是使教學(xué)由傳統(tǒng)的以教師為中心的傳授模式向以學(xué)生為中心主動(dòng)獲取模式的轉(zhuǎn)變，通過(guò)教與學(xué)的互動(dòng)，激發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，要做到這一點(diǎn)，僅僅通過(guò)課堂講授是很難實(shí)現(xiàn)的，必須鼓勵(lì)學(xué)生在課后對(duì)課程內(nèi)容的主動(dòng)參與、再吸收和再探究學(xué)習(xí)。為了加強(qiáng)多媒體技術(shù)的應(yīng)用，我們完善了發(fā)酵工程教學(xué)網(wǎng)站建設(shè)，主要包括：（1）課程導(dǎo)航：介紹課程的基本情況、教學(xué)大綱及課堂講授的詳細(xì)提要，使學(xué)生能對(duì)所學(xué)內(nèi)容展開針對(duì)性的課前預(yù)習(xí)與準(zhǔn)備；（2）視頻：將無(wú)法在課堂上或不便進(jìn)行的教學(xué)內(nèi)容和知識(shí)點(diǎn)制備完整的教學(xué)視頻，如發(fā)酵過(guò)程工藝控制和各種傳感器技術(shù)等，學(xué)生能隨時(shí)在線觀看，加深對(duì)課堂講授內(nèi)容的理解；我們還對(duì)重點(diǎn)章節(jié)進(jìn)行了錄像，便于學(xué)生復(fù)習(xí)和反復(fù)學(xué)習(xí)。（3）圖庫(kù)：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(duì)各個(gè)發(fā)酵階段進(jìn)行了全面介紹，以達(dá)到圖文并茂的效果；（4）制備了電子考試和復(fù)習(xí)題庫(kù)，學(xué)生可以方便地自我檢驗(yàn)學(xué)過(guò)課程內(nèi)容，并進(jìn)行自我評(píng)價(jià)；（5）交流園地：學(xué)生能隨時(shí)對(duì)課程教學(xué)發(fā)表意見和建議，對(duì)所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行交流和討論，并可上載各自收集的資料，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和主動(dòng)參與的積極性，亦便于教師對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)情況的掌握并隨時(shí)修正和完善教學(xué)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(shí)踐聯(lián)系緊密，應(yīng)用性比較強(qiáng)，為鼓勵(lì)同學(xué)們積極參與卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃，提高解決實(shí)際問(wèn)題的能力，特開設(shè)了該專區(qū)，該專區(qū)的建立使同學(xué)們利用所學(xué)內(nèi)容緊密聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)踐，更增強(qiáng)了同學(xué)們的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)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(shí)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(guò)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(xué)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(xué)中隨時(shí)根據(jù)實(shí)際需要更新授課內(nèi)容，同時(shí)保證教案的完整性，亦可滿足多媒體等現(xiàn)代化教學(xué)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(shí)時(shí)更新，使學(xué)生在上課時(shí)能將主要精力用于聽課和互動(dòng)而不必忙于記筆記，提高了教學(xué)效果。傳統(tǒng)的抽象描述不易使學(xué)生直觀理解實(shí)踐性較強(qiáng)的內(nèi)容。為此，我們將許多涉及發(fā)酵工業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐過(guò)程以及科研最前沿進(jìn)展的視頻和圖片等利用多媒體技術(shù)進(jìn)行剪輯、轉(zhuǎn)換，供授課時(shí)隨時(shí)調(diào)用。國(guó)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(jìn)展等相關(guān)最新進(jìn)展，我們都在課堂上講授相關(guān)章節(jié)時(shí)及時(shí)向同學(xué)進(jìn)行介紹，拉近了基礎(chǔ)課課堂與學(xué)科前沿的距離。④

3　數(shù)據(jù)庫(kù)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(kù)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(kù)進(jìn)行了鏈接，以方便學(xué)生查詢。隨著國(guó)內(nèi)外發(fā)酵技術(shù)的不斷豐富和發(fā)展，欲使課程教學(xué)能跟上新技術(shù)的發(fā)展步伐，教學(xué)內(nèi)容也必須與時(shí)俱進(jìn)、不斷更新，盡可能多地把學(xué)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(bǔ)充到課堂教學(xué)中去，拓寬學(xué)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(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣點(diǎn)也各不相同，為了使各位同學(xué)方便了解發(fā)酵工程發(fā)展的動(dòng)態(tài)和現(xiàn)狀，課程教學(xué)在以教材為中心的基礎(chǔ)上，通過(guò)閱覽國(guó)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(shí)介紹給學(xué)生，使教學(xué)內(nèi)容更加充實(shí)，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(kù)，如中國(guó)期刊網(wǎng)、萬(wàn)方數(shù)據(jù)庫(kù)等等數(shù)據(jù)庫(kù)資源進(jìn)行了鏈接，以方便同學(xué)查詢。數(shù)據(jù)庫(kù)資源的合理利用，大大豐富了教學(xué)內(nèi)容，較好地解決了基礎(chǔ)性、系統(tǒng)性和先進(jìn)性之間的關(guān)系，對(duì)保證發(fā)酵工程課程的教學(xué)質(zhì)量起了非常關(guān)鍵的作用。