spContent=本课程教学内容包含发酵基本理论、发酵与酿造工程学基础、发酵类产品工艺三大部分。其中发酵基本理论主要包括现代发酵工程技术研究中的菌种选育、保藏、复壮和扩大培养,微生物代谢调控理论及其应用;发酵与酿造工程学基础包括发酵过程的动力学、发酵生产设备的设计、选型、发酵过程的工艺技术控制;发酵类产品工艺主要是酒精发酵与酿酒、氨基酸、有机酸、酶制剂及发酵豆制品等工艺,并涉及发酵醪与菌体的分离、发酵产物的提取、发酵产物的精制等内容。
本课程教学内容包含发酵基本理论、发酵与酿造工程学基础、发酵类产品工艺三大部分。其中发酵基本理论主要包括现代发酵工程技术研究中的菌种选育、保藏、复壮和扩大培养,微生物代谢调控理论及其应用;发酵与酿造工程学基础包括发酵过程的动力学、发酵生产设备的设计、选型、发酵过程的工艺技术控制;发酵类产品工艺主要是酒精发酵与酿酒、氨基酸、有机酸、酶制剂及发酵豆制品等工艺,并涉及发酵醪与菌体的分离、发酵产物的提取、发酵产物的精制等内容。
—— 课程团队
课程概述
《发酵工艺学》是医药、轻工、农业类高等院校的生命科学教学体系中重要的专业课,它是将微生物学、生物化学、化工原理、生化反应动力学等基础理论知识应用到生产实践中的桥梁课程,也是研究食品发酵菌种、发酵过程控制、产物提取,并涉及发酵设备、发酵工厂设计、发酵分析等的一门理论与实践并重的综合性学科。课程主要讲授发酵工程的基础知识,如菌种与培养基、发酵机制、发酵工艺过程控制、发酵产物的提取精制等内容。通过本课程的学习,使学生获得食品发酵与酿造技术的基础理论与基本技能,了解现代食品发酵与酿造技术的发展趋势,为进行相关的开发研究工作打下了良好的基础。
授课目标
通过该课程的讲授能够使学生获得食品发酵与酿造技术的基础理论与基本技能,将技术基础课与发酵工业的操作原理结合起来,了解发酵工业控制的特性及共性,并且熟悉发酵工业的工艺流程及常用术语,为今后从事生物工程的有关科研和生产打下良好的基础。
成绩 要求
1. 完成所有课程的学习;
2. 完成课程的单元测试题;
3. 完成3次主观题作业;
4. 期末考试试卷考试成绩卷面分必须大于60分,满分100分;
5. 积极参加课程讨论,回复数至少有3个;
6. 优秀学员要求:
6.1 能够完成2次讨论,完成单元测试,总分超过85分;
6.2 能够自主分享自己的学习心得及主动发与发酵食品相关PPT或专门录制视频进行在线分享的,可优先考虑成为优秀学员;
6.3 其他对课程有特殊贡献的学员,可以获得10~20分加分;包括推广课程、积极帮助其他学员、以及积极帮助改进课程的学员。
课程大纲
绪论
课时目标:了解食品发酵与酿造的历史;了解食品发酵与酿造的特点、研究对象和发展趋势,以及课程的学习要求。
第一节 食品发酵与酿造的历史
1. 发酵的定义
2. 酿造历史的4个转折点
第二节 食品发酵与酿造的特点以及与现代生物技术的关系
1. 食品发酵与酿造的特点
2. 食品发酵与酿造和现代生物技术的关系
3. 食品发酵与酿造的研究对象
4. 食品发酵与酿造的发展趋势
菌种选育、保藏与复壮
课时目标:了解微生物菌种选育的理论基础;掌握菌种保藏和复壮的基本理论和技能
第一节 菌种选育
1. 微生物菌种选育的理论基础
2. 自然选育
3. 诱变育种
4. 杂交育种
5. 原生质体融合技术
6. 基因工程技术
第二节 菌种保藏与复壮
1. 防止菌种衰退的方法
2. 菌种的保藏
微生物的代谢调控理论
课时目标:理解微生物的代谢与调节的生化基础;掌握微生物代谢的协调作用;了解代谢控制在工业发酵中的应用
第一节 微生物的代谢与调节的生化基础
第二节 分解代谢和合成代谢间的联系
第三节 微生物的代谢调控与发酵生产
1. 酶活性的调节
2. 酶合成的调节
3. 酶合成调节的机制
4. 代谢的人工控制及其在发酵工业中的应用
发酵与酿造工程学基础
课时目标:了解发酵与酿造的工艺过程;理解微生物发酵动力学的基本理论;熟练掌握微生物发酵工艺控制的有关知识。
第一节 培养基的选择和确定
1. 培养基的营养成分
2. 培养基的用途
3. 发酵培养基的选择
4. 培养基组成物质的营养与作用
5. 培养基确定方法
第二节 培养工艺的确定方法
1. 培养条件
2. 菌种扩大培养
3. 菌种扩大培养工业微生物菌种
第三节 厌氧培养
第四节 发酵动力学
1. 发酵动力学
2. 发酵过程的代谢变化规律
第五节 发酵工艺控制
1. 温度对发酵的影响及控制
2. 溶解氧浓度对发酵的影响及其监控
3. pH值对发酵过程的影响及控制
4. CO2与呼吸商
5. 基质浓度对补料发酵的影响及补料控制
6. 泡沫控制
7. 发酵终点的判断
第六节 发酵与酿造的主要设备
酒精发酵与酿酒
课时目标:了解酒类酿造的工艺流程及特点; 掌握酒精发酵的微生物发酵原理及提取工艺控制
第一节 酒精发酵
1. 酒精生产原料
2. 与酒精发酵有关的微生物
3. 酒精发酵生化机制
4. 酒精发酵工艺
5. 酒精蒸馏与精馏
第二节 黄酒酿造工艺
1. 黄酒酿造的特点
2. 工艺流程
第三节 白酒的酿造工艺
第四节 啤酒发酵工艺
1. 啤酒的原料和酿造
2. 啤酒的种类
3. 啤酒酿造工艺
第五节 葡萄酒和果酒
氨基酸与核酸发酵
课时目标:熟练掌握谷氨酸生产的基本理论与过程;了解赖氨酸发酵的基本过程;掌握核酸与核苷酸工艺过程。
第一节 氨基酸简介
第二节 氨基酸的生产方法
第三节 谷氨酸生产
1. 谷氨酸生产工艺
2. 谷氨酸生物合成机理
3. 谷氨酸发酵及发酵控制
4. 谷氨酸的提取
第四节 赖氨酸发酵
第五节 核酸与核苷酸发酵
有机酸发酵
课时目标:掌握乳酸发酵基本工艺过程;熟练掌握醋酸与柠檬酸发酵基本原理与工艺过程。
第一节 有机酸简介
第二节 柠檬酸发酵
1. 柠檬酸的理化性质
2. 柠檬酸生产菌
3. 柠檬酸发酵生产原料
4. 柠檬酸发酵的原理
5. 柠檬酸发酵的工艺
6. 柠檬酸发酵工艺条件
7. 柠檬酸的提取
第三节 乳酸发酵
1. 乳酸的理化性质和用途
2. 乳酸生产菌
3. 乳酸发酵机理
4. 乳酸发酵生产的原料
5. 传统乳酸生产工艺
第四节 醋酸发酵
1. 醋酸的理化性质和用途
2. 醋酸生产菌
3. 醋酸发酵机理
4. 醋酸生产工艺
酶制剂生产
课时目标:掌握酶制剂工业化生产的特点与基本工艺流程;熟练掌握淀粉酶、蛋白酶生产工艺过程;了解酶应用新技术的发展趋势。
第一节 酶制剂简介
第二节 酶制剂的工业化生产
1. 酶制剂的来源
2. 商品酶分类
3. 酶制剂的生产
第三节 淀粉酶
1. 淀粉酶分类及作用
2. α-淀粉酶产生菌
3. α-淀粉酶的生产
第四节 蛋白酶
1. 蛋白酶分类及应用
2. 酸性蛋白酶发酵及工艺控制
3. 中性蛋白酶发酵及工艺控制
第五节 酶应用新技术
1. 固定化酶
2. 固定化细胞
3. 共固定化技术
发酵豆制品
课时目标:掌握酱类与酱油酿造的基本原理与基本工艺过程;熟练掌握腐乳生产的基本过程;了解其他发酵豆制品制作过程。
第一节 酱油酿造
1. 菌种与制曲
2. 发酵
3. 浸出提油
4. 成品配制
第二节 腐乳发酵
1. 生产原料
2. 菌种
3. 发酵机理
4. 发酵工艺
第三节 其它豆制品的制作
1. 风味豆豉的制作过程
2. 豆豉酱的制作方法
3. 纳豆
4. 丹贝
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预备知识
微生物学、生物化学、化工原理、生化反应动力学等部分知识;
发酵菌种的选育和管理、发酵工艺过程、条件及其控制等相关专业知识。
参考资料
本课程可参考如下教材:
①顾国贤. 酿造酒工艺学. 中国轻工业出版社, 1990.7
②周德庆. 微生物学教程. 高等教育出版社, 1998.3
③高孔荣. 发酵设备. 中国轻工业出版社, 1993.8
常见问题
有没有发酵相关的DIY实验?
发酵工艺学理论课程中没有课内实验 ,与其相对应的实验课程为发酵工艺学综合实验课程,将在理论课程开设后安排,综合实验中有食品类发酵产品的制作项目,可以满足同学们制作发酵食品的兴趣和愿望。