《發(fā)酵工程》課程教學(xué)大綱

《發(fā)酵工程》教學(xué)大綱課程編號：08140158英文名稱：FermentationEngineering學(xué)分：2.5學(xué)時：總學(xué)時48學(xué)時，其中理論32學(xué)時，實踐16學(xué)時先修課程：微生物學(xué)課程類別：專業(yè)拓展課程授課對象：釀酒工程專業(yè)學(xué)生教學(xué)單位：生命科學(xué)學(xué)院修讀學(xué)期：第4學(xué)期一、課程描述和目標發(fā)酵工程是釀酒工程專業(yè)的專業(yè)拓展課程，以闡明三大工程-上游工程、發(fā)酵工程、下游工程為主線，分別介紹發(fā)酵工業(yè)微生物菌種制備原理和技術(shù)，發(fā)酵工業(yè)原料及其處理，無菌空氣的制備，氧的供需與傳遞，微生物發(fā)酵機理，發(fā)酵設(shè)備與反應(yīng)器，發(fā)酵工藝控制，發(fā)酵染菌及其防治，發(fā)酵工程下游技術(shù)發(fā)展及發(fā)酵液的預(yù)處理，發(fā)酵產(chǎn)物的分離與純化等方面的知識。通過本課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生使學(xué)生掌握發(fā)酵工程的核心理論知識，了解掌握發(fā)酵工程的實際應(yīng)用，掌握發(fā)酵菌種的篩選，發(fā)酵條件的優(yōu)化等發(fā)酵工程的基本實驗操作技能，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，為日后學(xué)生成為釀酒方面的生產(chǎn)、管理和新技術(shù)、新產(chǎn)品研發(fā)、工藝改良、工程設(shè)計方面的高級應(yīng)用型專門人才奠定基礎(chǔ)。課程目標1：專業(yè)知識方面，使學(xué)生掌握發(fā)酵工程的核心理論知識，了解掌握發(fā)酵工程的實際應(yīng)用，掌握發(fā)酵菌種的篩選，發(fā)酵條件的優(yōu)化等發(fā)酵工程的基本實驗操作技能。課程目標2：專業(yè)能力方面，使學(xué)生具有較強的運用發(fā)酵工程知識解決相關(guān)領(lǐng)域較為復(fù)雜問題的能力，分析和解決實際問題的能力。課程目標3：綜合能力方面，使學(xué)生理解微生物學(xué)理論和實驗技術(shù)的發(fā)展趨勢，理解和掌握科學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的內(nèi)涵，并能將之有效地貫徹到自身學(xué)習(xí)和科研實踐中；培養(yǎng)學(xué)生的科研意識，創(chuàng)新意識，協(xié)作意識，樹立嚴謹、求實的科學(xué)態(tài)度，塑造學(xué)生健全的人格。二、課程對畢業(yè)要求的支撐關(guān)系本課程教學(xué)目標對畢業(yè)要求的支撐關(guān)系如表2-1所示。表2-1課程教學(xué)目標對畢業(yè)要求的支撐關(guān)系畢業(yè)要求指標點課程目標支撐強度（H、M、L）4.1能夠基于釀酒科學(xué)原理，通過文獻研究或相關(guān)方法，調(diào)研和分析復(fù)雜釀酒工程問題的解決方案。能夠根據(jù)釀酒工程問題，選擇研究路線，設(shè)計實驗方案。課程目標2課程目標3M4.2能夠根據(jù)實驗方案構(gòu)建實驗系統(tǒng)，安全地開展釀酒工程實驗，正確地采集實驗數(shù)據(jù)。能夠?qū)嶒灲Y(jié)果進行分析和解釋，通過信息綜合的得到合理有效的結(jié)論。課程目標1課程目標2課程目標3H7.2能夠基于環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展的角度和理念，思考釀酒專業(yè)工程實踐的可持續(xù)性，評價釀酒產(chǎn)品周期中可能對人類和環(huán)境造成的損害和隱患。課程目標2課程目標3L三、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配本課程總學(xué)時48學(xué)時，其中理論32學(xué)時，實踐16學(xué)時，課后自主學(xué)習(xí)不占學(xué)時。表3-1理論教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容、基本要求、課程目標與學(xué)時分配序號教學(xué)內(nèi)容基本要求及重、難點（含德育要求）學(xué)時教學(xué)方式對應(yīng)課程目標1緒論：發(fā)酵工程概念，發(fā)酵過程的分類，發(fā)酵工程的發(fā)展史，發(fā)酵工程的流程，發(fā)酵工程的應(yīng)用掌握發(fā)酵工程概念、發(fā)酵工程的發(fā)展史；了解發(fā)酵過程的分類；熟悉發(fā)酵工程的流程；了解發(fā)酵工程的重要應(yīng)用；了解我國人民對發(fā)酵工程發(fā)展的巨大貢獻，增強學(xué)生的民族自豪感以及文化自信和制度自信。2集中講授課程目標1課程目標32發(fā)酵工業(yè)微生物菌種的選育：微生物的特性及工業(yè)微生物的要求，發(fā)酵工業(yè)微生物菌種的分離和選育掌握常見的發(fā)酵工業(yè)微生物菌種的分離和選育過程。2線上線下混合式課程目標1課程目標2課程目標33工業(yè)微生物種子擴大培養(yǎng)：種子擴培的目的，種子的要求，種子制備過程，種子擴大培養(yǎng)的方法，種子質(zhì)量的控制掌握種子擴培的目的和要求，種子制備過程，種子質(zhì)量的控制；了解種子擴大培養(yǎng)的方法。2集中講授課程目標1課程目標2課程目標34發(fā)酵工業(yè)原料的種類和成分：培養(yǎng)基的成分及來源，培養(yǎng)基的類型及選擇，淀粉水解糖的制備熟悉培養(yǎng)基的成分及來源；掌握培養(yǎng)基的類型及選擇；了解淀粉水解糖的制備方法。3集中講授課程目標1課程目標25發(fā)酵培養(yǎng)基滅菌：滅菌的原理和方法，濕熱滅菌原理，培養(yǎng)基的濕熱滅菌方式，滅菌時間計算與影響因素了解發(fā)酵培養(yǎng)基滅菌的方法；掌握濕熱滅菌原理和方式；熟悉滅菌時間計算與影響因素。3集中講授課程目標1課程目標36無菌空氣制備：空氣中的微生物和除菌方法，空氣的過濾除菌原理和過濾介質(zhì)，空氣過濾除菌的工藝技術(shù)了解空氣中的微生物種類和除菌方法；了解空氣的過濾除菌原理和過濾介質(zhì)；掌握空氣過濾除菌的工藝技術(shù)。3集中講授課程目標17氧的供需與傳遞：發(fā)酵過程中氧的需求，氧在液體中的溶解特性，氧的傳遞，控制溶氧的工藝手段掌握發(fā)酵過程中氧的需求情況，特別是幾個重要概念；了解氧在液體中的溶解特性，掌握氧的傳遞過程，了解控制溶氧的工藝手段。3集中講授課程目標1課程目標28微生物發(fā)酵機理：微生物基礎(chǔ)物質(zhì)代謝，厭氧發(fā)酵產(chǎn)物合成機制，好氧發(fā)酵產(chǎn)物合成機制了解各種厭氧發(fā)酵產(chǎn)物的合成機制；掌握檸檬酸的發(fā)酵機制和氨基酸的發(fā)酵機制3集中講授課程目標19發(fā)酵設(shè)備與反應(yīng)器：生物反應(yīng)器的分類，發(fā)酵罐的放大了解生物反應(yīng)器的分類，掌握其中的好氧生物反應(yīng)器；發(fā)酵罐的放大的定義、目標和階段。2集中講授課程目標1課程目標210發(fā)酵過程的控制：溫度的影響及其控制，pH的影響及其控制，泡沫的影響及其控制，CO2的影響及其控制掌握溫度和pH對發(fā)酵的影響及其控制方法；了解泡沫和CO2的對發(fā)酵的影響及其控制方法；培養(yǎng)學(xué)生精益求精的工匠精神。3集中講授課程目標1課程目標211發(fā)酵染菌及其防治：染菌對發(fā)酵的影響，發(fā)酵異常現(xiàn)象及染菌原因分析，雜菌污染判斷與處理，雜菌污染的途徑和防治掌握染菌對發(fā)酵的影響，掌握染菌的原因；掌握雜菌污染的途徑和防治方法；了解雜菌污染的判斷與處理；熟悉發(fā)酵過程中的異?，F(xiàn)象。3集中講授課程目標1課程目標212發(fā)酵工程產(chǎn)物的獲取：生化產(chǎn)品分離純化的一般步驟，微生物細胞破碎的原理與技術(shù)，發(fā)酵產(chǎn)物分離原理與技術(shù)，發(fā)酵產(chǎn)物純化原理與技術(shù)掌握發(fā)酵產(chǎn)物分離純化的一般步驟；了解微生物細胞破碎的原理與技術(shù)，了解發(fā)酵產(chǎn)物分離純化的原理與技術(shù)。3集中講授課程目標1課程目標2合計32表3-2實踐教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容、基本要求、課程目標與學(xué)時分配序號實驗項目實驗內(nèi)容與要求學(xué)時類型對應(yīng)課程目標1培養(yǎng)基的配置、滅菌物品的準備及滅菌培養(yǎng)基的配置、分裝；待滅菌材料的包裝；滅菌；擺斜面；滅菌物品放置。(必修)5綜合課程目標1、2、32淀粉酶產(chǎn)生菌的分離稀釋樣品；倒平板；涂布平板；培養(yǎng)；觀察。(必修)2綜合課程目標1、2、33淀粉酶產(chǎn)生菌的純化淀粉酶產(chǎn)生菌的菌落識別；平板劃線；培養(yǎng)；觀察。(必修)1綜合課程目標1、2、34淀粉酶產(chǎn)生菌的初篩純化平板拍照；取單菌落點種篩選平板；培養(yǎng)；拍照；測量菌落透明圈直徑（D）與菌落直徑（d）；計算、比較各菌D/d。(必修)1綜合課程目標1、2、35淀粉酶產(chǎn)生菌的保存取D/d值最大的菌株,斜面劃線；培養(yǎng)；冰箱保存。(必修)1綜合課程目標1、2、36淀粉酶產(chǎn)生菌的復(fù)篩初篩選定菌種接種種子培養(yǎng)基；培養(yǎng)；制備粗酶液；淀粉酶活力測定；計算酶活。(必修)3綜合課程目標1、2、37淀粉酶生產(chǎn)菌發(fā)酵條件的優(yōu)化設(shè)計正交實驗因素水平表和正交試驗因素設(shè)計與結(jié)果記載表；復(fù)篩選定菌種種子液的接種與培養(yǎng)；將種子液接種于設(shè)計好的發(fā)酵培養(yǎng)基中，培養(yǎng)獲得發(fā)酵液；制備粗酶液；淀粉酶活力測定；分析得出最佳條件。(必修)3綜合課程目標1、2、3合計16四、課程教學(xué)方法理論課采取集中講授、線上線下混合等教學(xué)方式.實驗課采取以科研課題（產(chǎn)淀粉酶菌株的分離篩選與鑒定）的形式安排實驗內(nèi)容和順序，以科研團隊為單位進行科學(xué)探究，以畢業(yè)論文的形式提交實驗報告。實驗圖解如下：土樣采集土樣采集淀粉酶產(chǎn)生菌的分離淀粉酶產(chǎn)生菌的純化培養(yǎng)基、滅菌物品的準備及滅菌淀粉酶產(chǎn)生菌的篩選及保存生理生化反應(yīng)菌體染色觀察菌落形態(tài)觀察報告五、學(xué)業(yè)評價和課程考核課程考核采用過程性和結(jié)果性相結(jié)合的方式，總評成績由平時成績、實驗成績和期末考核三部分組成，具體計算方法如下：總評成績=平時成績（20%）+實驗成績（20%）+期末成績（60%）表5-1課程考核評價標準考核依據(jù)建議分值考核/評價細則對應(yīng)課程目標平時成績20%出勤0%曠課一次減1分，最多減5分課程目標1、3課程資源10%課程視頻全部看完得滿分，單個視頻分值平均分配，滿分100分課程目標1、2、3平時作業(yè)5%主觀題教師批閱，客觀題系統(tǒng)評閱，所有作業(yè)平均分配，未做作業(yè)按“零”分計算課程目標1課堂互動5%在超星學(xué)習(xí)通上參與課堂投票/問卷、搶答、選人、討論可以獲得老師設(shè)置的相應(yīng)分數(shù)，班級最高積分設(shè)置為滿分，系統(tǒng)統(tǒng)計。課程目標1、2、3實驗成績20%實驗操作和實驗論文各占10%，教師評價。課程目標1、2、3期末考試60%修課學(xué)生參加期末考試，教師批閱試卷，成績以百分制登記，學(xué)期末以該分值×50%核定分值計入總評成績。課程目標1、2、3表5-2實驗考核評分標準考核類型分值比重考核指標考核內(nèi)容說明實驗考核15%實驗操作教師根據(jù)學(xué)生實驗態(tài)度和紀律，操作規(guī)范和熟練程度劃分為3個等級。優(yōu)秀為90分，良好為85分，一般為75分實驗論文1.團隊成績：教師綜合各科研小組的整體表現(xiàn)和論文的質(zhì)量分別給科研小組打分，此分數(shù)作為該科研小組的團隊成績，也即該科研小組成員的平均成績。優(yōu)秀為90-95分，良好為80-85分，中為70-75分，差為60-65分2.團隊個人成績1）通過自評，互評，最后由組長提交各成員的成績分配率；2）組內(nèi)各成員成績評定的依據(jù)主要包括：

組織溝通能力、數(shù)據(jù)的整理分析、科研報告的撰寫能力以及貢獻大小等；3）個人成績=團隊成績×成員