生物技术发酵工程范文第1篇

当今生物技术成为解决人类面临能源、资源、疾病等持续性发展课题的关键技术。发酵技术正是生物产业化的重要手段之一。发酵工程实验课作为生物技术的一门核心课程，在培养生物技术应用型人才过程中的地位举足轻重[1,2]。发酵工程涉及的范围广，内容多，需要学生掌握的实验技能也多种多样。该课程的实验教学利用现有资源突出医学院特色，不仅从生物学的角度，更从医药领域的应用的角度展开，构建科学合理的实验项目，增强实验项目之间的联系[3-9]。本文总结了近年我专业发酵工程实验教学体系的构建与实践成果。

1自编实验讲义，精心安排实验项目

实验教材是保障实验教学质量的重要因素。根据我校的实际实验条件和专业特色人才培养的需要，通过教研组老师和学生共同讨论确定实验项目内容，自编发酵工程实验讲义。秉着以学生为中心的教学原则，首先由教师采访学过这门课的学生，了解他们的所需所想。再选择10个学生代表主动参与实验设计讨论，着重选择小型青霉素发酵和青霉素的分离纯化两个综合性实验的目标和策略，使学生积极参确定实验各要素、学时等重要内容。最后通过问卷调查的方式进行统计分析对实验内容进行完善。在实验设计过程中，让学生自主参与实设计，从被动的接受转变成主动参与知识构建，使得学生更加关注自己未来的课程和学习内容。为了帮助学生形成一个完整的概念，放弃了传统单个小实验，改为相互紧密联系的、系统的大实验。构建设计性实验，增强学生的设计性和主动性，培养学生的创新能力[10-12]。实验教学体系以青霉素发酵综合性大实验为主线，将菌种的活化、发酵条件优化、扩大培养、小型发酵、产物的分离纯化及测定等环节连接起来[13,14]。本体系精心安排了5个实验项目，以综合性实验为主（见表1）。

2教学方法多样化

2.1自主设计实验，培养综合能力和创新能力

学生自己设计完成产黄青霉菌培养基的确定及培养条件的优化实验。实验前2周指导老师将学生进行分组，2-4人/组。然后将温度、pH、转速、培养基等不同参数的优化确定选题。学生根据自己的实验要求查阅有关文献，结合自己所学的理论知识和小组讨论后初步拟定实验方案。指导老师认真审阅学生的实验方案，并与学生进行讨论后最终制定可行的实验方案。在设计性实验过程中，学生能充分发挥主观能动性，强化自主性思考，从而提高学生的综合能力和创新能力[15,16]。

2.2多媒体教学

为保证教学质量，充分地利用多媒体教学，将文字、图片、视频有机的结合起来，使实验操作更具体、更形象、更直观。如关于发酵罐结构的认知和操作使用、青霉素的分离等录像已经制作完成。并在互联网上找到相关的精美图片和小动画，在课堂上将这些全部通过多媒体展现出来，使实验变得生动而有趣，有利于提高教学效果。

2.3实验与科研相结合

将教师的相关科学研究作为实验教学案例，使得教学内容更深入更先进。如将枯草芽孢杆菌和灵芝的发酵引入到教学中，更能激发学生的学习兴趣。同时在实验的等待过程中教师穿插几篇相关研究领域的文献，重点介绍实验方法和实验结果，让学生了解发酵的研究动态，使得教学内容具有前沿性。

2.4重视生产实践

通过几年的努力，已经建立起湖南农产品加工研究所、湖南福来格生物技术有限公司、湖南亚华乳业有限公司3个稳定的发酵工程课程见习基地。在实验教学过程中辅以实践环节，实验结束之后，组织学生在省内参观1-2个不同类型发酵工厂，并分组到车间，详细地熟悉各个工艺单元的操作，了解实际生产过程的工艺流程。这样学生可以巩固实验室所学的理论和操作技术，同时自己在实验中碰到的部分疑虑可以得到解决，对发酵大规模生产提高对现代化大生产的感性认识[17]。

3实验教学效果及评价

3.1实验考核

学生成绩主要由三部分构成：平时表现、实验设计、实验数据与报告。在10级、11级生物技术教学过程中发现学生实验设计表现更突出，从实验结果和实验分析当中看出学生的解决问题分析问题的能力大大的提高[18]。

3.2教学效果评价

通过问卷调查方式，搜集10级、11级生物技术专业学生及教师同行的意见，对新构建的发酵工程实验体系进行反馈评价。经过两年的实践，我们发现该体系已初见成效，结果见表2。通过调查结果表明该实验体系对学生发酵大规模生产的了解还有待改革完善，其他各项目的满意度和基本满意度都达到了95%以上。从以下三个方面反应出新体系实践后学生的理论知识水平有所提高，知识水平得到优化。一、调查结果显示优化知识结构的满意度达到了94.2%。二、对09级、10级、11级发酵工程卷面成绩进行统计分析结果显示10级、11级卷面成绩平均分比09级分别高5.6分、7.8分。三、在整个理论教学和实验教学中学生回答思考题情况大有提高，这也是学生知识结构优化，理论水平有所提高的体现。

4讨论

4.1取得的成果

4.1.1有助于我校生物技术特色专业建设我校生物技术专业的建设目标是形成医药与高新技术特色专业的强势，提升社会竞争能力和可持续发展能力。为体现专业特色和兼顾医学院现有资源，发酵工程实验体系构建采用生物制药发酵实验。该门课程与医药有机结合体现有较强的实用价值，实践证明我们的学生得到很大的实践空间，能更好的适应生物技术公司和科研工作的需要[19]。4.1.2增强学生的责任感这样环环相扣的连续实验，有利于提高学生的责任感，因为失败的实验结果会影响到下一次实验，使得学生在每个环节都特别认真，同时帮助学生家搭起了微生物学、发酵工程、生物分离工程等课程桥梁，有利于帮助学生建立系统的知识树。4.1.3培养团队合作意识和创新型能力设计性实验以小组团队为单位，要求组员分工合作，加强团队合作精神。集体讨论的环境使学生逻辑思维和辩证思维能力显著提高。分工查找资料使学生个人综合能力有所提升。共同完成实验和报告任务，极大地提高了学生团队协作的意识。设计性实验有利于提高学生的创新能力和主观能动性，参与实验的学生在很大程度上对开放性实验设计有着极大的兴趣。发酵工程实验课开设以来，共有3个小组，13位学生自行撰写了相关实验课题，并获得省级大学生创新性项目资助，发表了4篇论文。4.1.4优化知识结构通过该体系实践后，学生的理论课成绩显著提高，实验结果和实验分析更趋完善。以学生为中心，将学生作为实验课程设计的一支重要力量用于实验目标和方案的设计，从根本上改变了学生知识产生模型，优化知识结构，有助于学生巩固理论知识和解决实际问题，迸发出创新思想和理念。

4.2存在的问题

生物技术发酵工程范文第2篇

关键词:生物技术;基因工程;细胞工程

现代生物技术的迅猛发展,成就非凡,推动着 科学 的进步,促进着 经济 的发展,改变着人类的生活与思维,影响着人类社会的发展进程。现代生物技术的成果越来越广泛地应用于医药、食品、能源、化工、轻工和环境保护等诸多领域。生物技术是21世纪高新技术革命的核心内容,具有巨大的经济效益及潜在的生产力。专家预测,到2010～2020年,生物技术产业将逐步成为世界经济体系的支柱产业之一。生物技术是以生命科学为基础,利用生物机体、生物系统创造新物种,并与工程原理相结合加工生产生物制品的综合性科学技术。现代生物技术则包括基因工程、蛋白质工程、细胞工程、酶工程和发酵工程等领域。在我国的食品 工业 中,生物技术工业化产品占有相当大的比重;近年,酒类和新型发酵产品以及酿造产品的产值占食品工业总产值的17%。现代生物技术在食品发酵领域中有广阔市场和发展前景,本文主要阐述现代生物技术在食品发酵生产中的应用。

一、基因工程技术在食品发酵生产中的应用

基因工程技术是现代生物技术的核心内容,采用类似工程设计的方法,按照人类的特殊需要将具有遗传性的目的基因在离体条件下进行剪切、组合、拼接,再将人工重组的基因通过载体导入受体细胞,进行无性繁殖,并使目的基因在受体细胞中高速表达,产生出人类所需要的产品或组建成新的生物类型。

发酵工业的关键是优良菌株的获取,除选用常用的诱变、杂交和原生质体融合等传统方法外,还可与基因工程结合,进行改造生产菌种。

(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。将优良酶基因转入面包酵母菌中后,其含有的麦芽糖透性酶及麦芽糖的含量比普通面包酵母显著提高,面包加工中产生二氧化碳气体量提高,应用改良后的酵母菌种可生产出膨润松软的面包。

(二)改良酿酒酵母菌的性能

利用基因工程技术培育出新的酿酒酵母菌株,用以改进传统的酿酒工艺,并使之多样化。采用基因工程技术将大麦中的淀粉酶基因转入啤酒酵母中后,即可直接利用淀粉发酵,使生产流程缩短,工序简化,革新啤酒生产工艺。目前,已成功地选育出分解β-葡聚糖和分解糊精的啤酒酵母菌株、嗜杀啤酒酵母菌株,提高生香物质含量的啤酒酵母菌株。

(三) 改良乳酸菌发酵剂的性能

乳酸菌是一类能代谢产生乳酸,降低发酵产品ph值的一类微生物。乳酸菌基因表达系统分为组成型表达和受控表达两种类型,其中受控表达系统包括糖诱导系统、nisin诱导系统、ph 诱导系统和噬菌体衍生系统。相对于乳酸乳球菌和嗜热链球菌而言,德氏乳杆菌的基因研究比较缺乏,但是已经发现质粒pn42和pjbl2用于构建德氏乳杆菌的克隆载体。有研究发现乳酸菌基因突变有2种方法:第一种方法涉及(同源或异源的)可独立复制的转座子,第二种方法是依赖于克隆的基因组dna 片断和染色体上的同源部位的重组整合而获得。通过基因工程得到的乳酸菌发酵剂具有优良的发酵性能,产双乙酰能力、蛋白水解能力、胞外多糖的稳定形成能力、抗杂菌和病原菌的能力较强。

二、细胞工程技术在食品发酵生产中的应用

细胞工程是生物工程主要组成之一,出现于20世纪70年代末至80 年代初,是在细胞水平上改变细胞的遗传特性或通过大规模细胞培养以获得人们所需物质的技术过程。细胞工程主要有细胞培养、细胞融合及细胞代谢物的生产等。细胞融合是在外力(诱导剂或促融剂)作用下,使两个或两个以上的异源(种、属间) 细胞或原生质体相互接触,从而发生膜融合、胞质融合和核融合并形成杂种细胞的现象。细胞融合技术是一种改良微生物发酵菌种的有效方法,主要用于改良微生物菌种特性、提高目的产物的产量、使菌种获得新的性状、合成新产物等。与基因工程技术结合,使对遗传物质进一步修饰提供了多样的可能性。例如日本味之素公司应用细胞融合技术使产生氨基酸的短杆菌杂交,获得比原产量高3倍的赖氨酸产生菌和苏氨酸高产新菌株。酿酒酵母和糖化酵母的种间杂交,分离子后代中个别菌株具有糖化和发酵的双重能力。日本国税厅酿造试验所用该技术获得了优良的高性能谢利酵母来酿制西班牙谢利白葡萄酒获得了成功。目前,微生物细胞融合的对象已扩展到酵母、霉菌、细菌、放线菌等多种微生物的种间以至属间,不断培育出用于各种领域的新菌种。

三、酶工程技术在食品发酵生产中的应用

酶是活细胞产生的具有高效催化功能、高度专一性和高度受控性的一类特殊生物催化剂。酶工程是 现代 生物技术的一个重要组成部分,酶工程又称酶反应技术,是在一定的生物反应器内,利用生物酶作为催化剂,使某些物质定向转化的工艺技术,包括酶的研制与生产,酶和细胞或细胞器的固定化技术,酶分子的修饰改造,以及生物传感器等。酶工程技术在发酵生产中主要用于两个方面,一是用酶技术处理发酵原料,有利于发酵过程的进行。如啤酒酿制过程,主要原料麦芽的质量欠佳或大麦、大米等辅助原料使用量较大时,会造成淀粉酶、俘一葡聚糖酶、纤维素酶的活力不足,使糖化不充分、蛋白质降解不足,从而减慢发酵速度,影响啤酒的风味和收率。使用微生物淀粉酶、蛋白酶、一葡聚糖酶等制剂,可补充麦芽中酶活力不足的缺陷,提高麦汁的可发酵度和麦汁糖化的组分,缩短糖化时间,减少麦皮中色素、单宁等不良杂质在糖化过程中浸出,从而降低麦汁色泽。二是用酶来处理发酵菌种的代谢产物,缩短发酵过程,促进发酵风味的形成。啤酒中的双乙酰是影响啤酒风味的主要因素,是判断啤酒成熟的主要指标。当啤酒中双乙酰的浓度超过阈值时,就会产生一种不愉快的馊酸味。双乙酰是由酵母繁殖时生成的α-乙酰乳酸和α-乙酰羟基丁酸氧化脱羧而成的,一般在啤酒发酵后期还原双乙酰需要约5～10d 的时间。崔进梅等报道,发酵罐中加入α-乙酰乳酸脱羧酶能催化α-乙酰乳酸直接形成羧基丁酮,可缩短发酵周期,减少双乙酰含量。

四、小结

在食品发酵生产中应用生物技术可以提高发酵剂的性能,缩短发酵周期,丰富发酵制品的种类。不仅提高了产品档次和附加值,生产出符合不同消费者需要的保健制品,而且在有利于加速食品加 工业 的 发展 。随着生化技术的日益发展,相信会开发出更多物美价廉的发酵制品,使生物加工技术在食品发酵工业中的应用更加广泛。

参考 文献

[1]赵志华,岳田利等.现代生物技术在乳品工业中的应用研究[j].生物技术通报.2006,04:78-80.

生物技术发酵工程范文第3篇

关键词:生化技术;发酵工程;食品；应用

在我国的食品生产工业中,生化技术工业化产品占有相当大的比重。随着酒类和新型发酵产品以及酿造产品的产值在食品工业总产值的比重不断提升，现代生化技术在食品发酵工程中的应用有着广阔的发展前景。

一、食品生化技术和发酵工程简介

食品生化技术是现代生物技术在食品领域中的应用，是指以现代生命科学的研究成果为基础，结合现代工程技术手段和其他学科的研究成果，用全新的方法和手段设计新型的食品和食品原料。广义的食品生化技术包括在食品加工制造上的所有生物技术，涉及到基因工程（是生物技术的核心与基础）、细胞工程、发酵工程、酶工程以及生物工程下游技术（包括提取和纯化技术等）和现代分子检测技术。食品生物技术涵盖分子生物学、细胞生物学、免疫学、生理学、遗传学、生物化学、微生物学、生物物理学、食品营养学、毒理学等生物类学科，同时涉及信息学、电子学、化学等学科，是一门多学科相互渗透的综合性学科。

现代生物技术的迅猛发展,成就非凡,推动着科学的进步,促进着经济的发展,改变着人类的生活与思维,影响着人类社会的发展进程。现代生物技术的成果越来越广泛地应用于医药、食品、能源、化工、轻工和环境保护等诸多领域。生物技术是21世纪高新技术革命的核心内容,具有巨大的经济效益及潜在的生产力。专家预测,到2010～2020年,生物技术产业将逐步成为世界经济体系的支柱产业之一。

发酵工程是指采用现代工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，为人类生产有用的产品，或直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术。发酵工程的内容包括菌种的选育、培养基的配制、灭菌、扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯等方面。

二、食品生化技术在发酵工业的应用

（一）、基因技术在食品发酵工程中的应用

基因技术在现代生化技术中占有重要的地位,主要采用类似工程设计的方法,按照不同的需求将目的基因剪切、组合、拼接,再将人工重组的基因通过载体导入受体细胞,进行无性繁殖,并使目的基因在受体细胞中高速发展,产生出人类所需要的产品或组建成新的生物类型。基因技术在食品发酵工程中主要有以下应用:

1、改良酿酒酵母菌的性能

利用基因工程技术培育出新的酿酒酵母菌株,用以改进传统的酿酒工艺,并使之多样化。采用基因工程技术将大麦中的淀粉酶基因转入啤酒酵母中后,即可直接利用淀粉发酵,使生产流程缩短,工序简化,革新啤酒生产工艺。目前,已成功地选育出分解β-葡聚糖和分解糊精的啤酒酵母菌株、嗜杀啤酒酵母菌株,提高生香物质含量的啤酒酵母菌株。

2、改良面包酵母菌的性能

将优良酶基因转入面包酵母菌中后,其含有的麦芽糖透性酶及麦芽糖的含量比普通面包酵母显著提高,面包加工中产生二氧化碳气体量提高,应用改良后的酵母菌种可生产出膨润松软的面包。

3、 改良乳酸菌发酵剂的性能

乳酸菌能代谢产生乳酸,降低发酵产品pH值。乳酸菌基因表达系统分为组成型表达和受控表达两种类型,其中受控表达系统包括糖诱导系统、Nisin诱导系统、pH 诱导系统和噬菌体衍生系统。相对于乳酸乳球菌和嗜热链球菌而言,德氏乳杆菌的基因研究比较缺乏,但是已经发现质粒pN42和PJBL2用于构建德氏乳杆菌的克隆载体。有研究发现乳酸菌基因突变有2种方法:第一种方法涉及(同源或异源的)可独立复制的转座子,第二种方法是依赖于克隆的基因组DNA 片断和染色体上的同源部位的重组整合而获得。通过基因工程得到的乳酸菌发酵剂具有优良的发酵性能,产双乙酰能力、蛋白水解能力、胞外多糖的稳定形成能力、抗杂菌和病原菌的能力较强。

（二）细胞工程技术在食品发酵生产中的应用

细胞工程是生物工程主要组成之一,出现于20世纪70年代末至80 年代初,是在细胞水平上改变细胞的遗传特性或通过大规模细胞培养以获得人们所需物质的技术过程。细胞工程主要有细胞培养、细胞融合及细胞代谢物的生产等。细胞融合是在外力(诱导剂或促融剂)作用下,使两个或两个以上的异源(种、属间) 细胞或原生质体相互接触,从而发生膜融合、胞质融合和核融合并形成杂种细胞的现象。细胞融合技术是一种改良微生物发酵菌种的有效方法,主要用于改良微生物菌种特性、提高目的产物的产量、使菌种获得新的性状、合成新产物等。与基因工程技术结合,使对遗传物质进一步修饰提供了多样的可能性。例如日本味之素公司应用细胞融合技术使产生氨基酸的短杆菌杂交,获得比原产量高3倍的赖氨酸产生菌和苏氨酸高产新菌株。酿酒酵母和糖化酵母的种间杂交,分离子后代中个别菌株具有糖化和发酵的双重能力。日本国税厅酿造试验所用该技术获得了优良的高性能谢利酵母来酿制西班牙谢利白葡萄酒获得了成功。目前,微生物细胞融合的对象已扩展到酵母、霉菌、细菌、放线菌等多种微生物的种间以至属间,不断培育出用于各种领域的新菌种。

（三）酶在食品发酵生产中的应用

酶是活细胞产生的具有高效催化功能、高度专一性和高度受控性的一类特殊生物催化剂。酶工程是现代生物技术的一个重要组成部分,酶工程又称酶反应技术,是在一定的生物反应器内,利用生物酶作为催化剂,使某些物质定向转化的工艺技术,包括酶的研制与生产,酶和细胞或细胞器的固定化技术,酶分子的修饰改造,以及生物传感器等。酶工程技术在发酵生产中主要用于两个方面,一是用酶技术处理发酵原料,有利于发酵过程的进行。如啤酒酿制过程,主要原料麦芽的质量欠佳或大麦、大米等辅助原料使用量较大时,会造成淀粉酶、俘一葡聚糖酶、纤维素酶的活力不足,使糖化不充分、蛋白质降解不足,从而减慢发酵速度,影响啤酒的风味和收率。使用微生物淀粉酶、蛋白酶、一葡聚糖酶等制剂,可补充麦芽中酶活力不足的缺陷,提高麦汁的可发酵度和麦汁糖化的组分,缩短糖化时间,减少麦皮中色素、单宁等不良杂质在糖化过程中浸出,从而降低麦汁色泽。二是用酶来处理发酵菌种的代谢产物,缩短发酵过程,促进发酵风味的形成。啤酒中的双乙酰是影响啤酒风味的主要因素,是判断啤酒成熟的主要指标。当啤酒中双乙酰的浓度超过阈值时,就会产生一种不愉快的馊酸味。双乙酰是由酵母繁殖时生成的α-乙酰乳酸和α-乙酰羟基丁酸氧化脱羧而成的,一般在啤酒发酵后期还原双乙酰需要约5～10d 的时间。崔进梅等报道,发酵罐中加入α-乙酰乳酸脱羧酶能催化α-乙酰乳酸直接形成羧基丁酮,可缩短发酵周期,减少双乙酰含量。

三、小结

应用生物技术可以提高发酵剂的性能,缩短发酵周期,丰富发酵制品的种类。不仅提高了产品档次和附加值,生产出符合不同消费者需要的保健制品,而且在有利于加速食品加工业的发展。随着生化技术的日益发展,相信会开发出更多物美价廉的发酵制品,使生物加工技术在食品发酵工业中的应用更加广泛。

参考文献

[1] 徐成勇,郭本恒等.酸奶发酵剂和乳酸菌生物技术育种[J].中国生物工程杂志.2004,(7):27.

生物技术发酵工程范文第4篇

关键词：高职；发酵；教改；创新

发酵工程是现代生物技术体系的中心，处在承上（游技术）启下（游技术）的重要位置，是生物产品商业化生产的必由之路；发酵技术课程一直以来也是生物（制药）技术类专业的主干课程之一，绝大多数生物、食品类专业都开设有该课程。从高职院校到应用型本科院校，关于发酵技术类课程的教改研究已经有很多［1-2］，主要从教学内容的遴选、教学方法的改进、多媒体教学手段的运用等方面着手［3-4］，对课程考核和实践教学的改革提出了很多好的意见和建议。

本文拟从高职生物制药技术专业发酵技术课程的教学实践出发，就高职发酵技术课程的教学设计提出几点看法。

一、课程定位

1.发酵技术应处于课程体系中的核心位置

近年来，由于基因工程、疫苗、诊断试剂、生物检验检疫的热点效应，发酵技术等传统课程多少有点被“冷落”。发酵是一门既古老又年轻的工程技术，上可追溯到几千年前的酿造，近可到上世纪的抗生素产业，乃至日益成熟的基因工程菌高密度发酵和动、植物细胞培养。如果将发酵工程中的育种和产物回收与精制环节加以适当的拓展，现酵技术领域几乎可以涵盖绝大多数现代生物技术产品生产全程。因此，确立发酵技术在课程体系中的中心位置，并以此为出发点，才能做好发酵技术课程的教学与改革工作。

2.面向发酵职业岗位，实施“课证融通”

发酵工程制药工（职业编码6-14-02-02）属于国家人保部颁布的医药特有工种，其职业描述为从事菌种培育及控制发酵过程生产发酵工程药品的人员，各地均有相应的职业资格鉴定。高职教育培养的是高素质技能型人才，将高职专业课程与职业岗位和职业资格证书相结合，以考证成绩作为课程的期末成绩，不失为一种简单有效的“双赢”手段。

二、教学设计思路

1.要求快速上岗，强调工程思维

谈学校和企业的“零距离对接”更像是一种理想化的愿望，比较实际的目标应该是培养学生快速上岗的能力。快速上岗能力除了包括理论基础知识和基本操作技能之外，还包括一定的社会能力和方法能力，比如：能遵循指导，接受工艺规程和劳动纪律的约束，注重安全生产，承担职责；能接受权威，并具备良好的分享沟通、情感表达和团队合作的能力；能自我反省、自我激励、自我约束，克服负面情绪，适应变化；能收集、整理、分析相关资料，并能合理规划、组织和实践工作；具备系统化思考的能力，并能独立解决问题等等。从某种意义来看，这些能力在生产实践中甚至比专业技术知识更加重要。因此，在学生的小组实训过程中要有意识地加以引导和强化训练。

工程思维是指在工作中综合考虑适用性、最优性、经济性、合理性、效率、产率等因素，以获得最优效果，这是在商业化生产中所无法回避的核心价值观。在高职专业课教学中，必须要引导学生具备一定的“工程思维”方法，能自觉地改进生产、提高效率、优化工作，以适应生产实践的需要。

2.结合发酵工艺原料药的GMP要求，将SOP引入到实践教学

在药品生产的大背景下，任何不符合、违反、背离药品法、药典和GMP等药事法规的技术行为都是严令禁止的；所有的生产行为都必须在相关药事法规的指导下进行。2010版GMP附录中对发酵工艺原料药等的生产有专门规定。因此，学习发酵技术的同时必须要熟悉GMP的相关规定和要求，掌握GMP体系下的发酵工程药品生产组织的方式和方法，理解发酵生产各环节的标准作业程序（SOP）的内涵和意义，理解生产既是物料的生产过程、又是文件记录的传递过程，并以此为指导完成实训项目。也只有这样，才能称得上是真正意义上的职业教育教学。

3.强调工艺试验和工艺验证，培养适应生产一线的创新能力

高职教育一直强调的是面向生产一线、培养高素质技能型人才。我们的学生可能很少成为科学家，但却是潜在的工程师；具备适应一线生产要求的创新能力应该是我们专业课教学的培养目标之一。不断追求最优化的“工程思维”是创新的推动力，而具备一定的工艺试验和工艺验证的能力和技巧则是实践创新的基础。此外，工作效率最佳化的统筹方法训练也要体现在实训教学环节之中。

三、教学活动设计

1.按岗位工种划分教学模块，突出特定岗位下的技能运用

传统的发酵技术课程一般是按照发酵通用单元操作来划分并组织教学的，再辅以典型的发酵生产工艺案例；这种方法被实践证明是较为有效的。可以在此基础上，更加突出几个主要的岗位工种，并以此来划分教学模块。教学模块不宜太多，可设置3个，即：菌种培育员岗位模块、发酵工艺员岗位模块和发酵操作工岗位模块，并在此基础上设置一个晋升的高级岗位（职位）模块“发酵工程师”为最终的学习目标。

菌种培育员岗位模块以菌种选育和菌种管理（保藏）为主要职能，以诱变育种和工作细胞库的建立为典型工作任务；发酵工艺员岗位模块以工艺试验和工艺保障为主要职能，以培养条件优化和生产工艺的变更申请为典型工作任务；发酵操作工岗位模块以发酵生产操作和过程监（检）控为主要职能，以发酵（中试）生产工艺验证为典型工作任务。将优秀的发酵工程师作为最终目标则是高职教育人才培养要求的体现，也符合学生的职业生涯发展需要。

2.以典型发酵生产工艺实训贯穿，开展理实一体项目化教学

由于发酵生产的过程耗时较长，而课堂教学时间有限，发酵技术课程实践教学环节的组织一直是一个难题。理实一体的项目化教学模式似乎是一种解决之道。选择一个可以在校内实训基地完成的发酵生产项目（例如，发酵蛹虫草多糖的生产），并以此为实践教学的主线，模拟生产线上的各个岗位，并将各个生产环节细分为一系列较小的、适合在课堂上完成的子项目，逐一展开教学。在实训的同时讲解相关的理论知识，其它的理论知识可以通过习题和考试（考证）来引导学生自学，这也符合高职课程理论“够用、实用、适用”的原则。

3.引入大学生试验工场训练计划，鼓励自主性模拟生产实训

还可以在发酵技术课程内引入大学生试验工场训练计划（student pilot plant training，SPPT），即依托校内生产型实训基地发酵中试车间而开设的生产研究性训练计划。中试车间需配备基本的发酵设备、提取分离设备，以及必要的分析仪器，能够进行一般的发酵工艺试验和验证，以及小规模发酵生产的生产研究性训练。

学生以小组为单位（3～5人），推举负责人（组长），选定指导教师，提出申请，获得批准后可参加SPPT计划。训练项目可自行选题也可由指导教师指定；选题限定为：①菌种培育；②工艺试验（优化）；③工艺（中试）验证；④（小规模）生产实践。通过SPPT训练计划，可以较大地激发学生的学习积极性，并将大学生创新教育的平台延伸到专业课程教学之中。

此外，需要强调的一点是，并不是只有动手操作才是实践教学，编写各项生产文件同样也是极其重要的实训内容，而这一点往往被忽视。在SPPT训练中，只有部分准备充分、可行性较强的项目才能最终得以获批实施；但在申报过程中编写工艺试验方案、工艺验证方案、生产工艺规程（批生产记录）、标准作业程序（SOP）等生产文件，实际上已经使参与的学生获得了极大的锻炼。这一点也正是SPPT训练计划的优势所在。

四、考核方案

1.考证成绩与平时成绩各占50%

职业资格证书考试的要求是依据国家人保部制定的职业标准，其内容也应同样适用于高职专业课程的考核要求；以职业资格证书的考核成绩作为高职专业课程的期末成绩是合理有效的，也符合教育部关于“双证书”教育的要求。从实际出发，发酵技术课程期末考试要求通过发酵工程制药工（中级工）的鉴定考试，考证成绩与平时成绩各占总评成绩的50%。

2.结果评价指标可量化，过程评价以“仿生产记录”文件为主，减少主观评价

越复杂的评价体系其可行性越差；主观评价过多则结果往往无法体现客观公正。鉴于此，可将课程考核分为结果评价和过程评价。结果评价主要依据可以量化的指标，例如，职业资格考证的分数、发酵计算机仿真系统考核的分数，以及工作绩效（包括产量、事故率、染菌率及其它指标）等。过程评价以规划、记录（含影像记录）等客观材料为主，其它主观评价为辅。规划和记录要求简洁、全面、具体，能较详实地反映工作（训练）过程全貌，可参照GMP体系下的生产文件编写。主观评价包括指导教师及其他组员反馈的工作态度，以及指导教师依据过程材料和日常指导对其工作方法作出的评判，所占权重不宜过大。

综上所述，高职生物制药技术专业的发酵技术课程可定位在发酵工程制药工职业领域，针对高职学生的特点和就业出路，兼顾初次就业和职务晋升的职业能力培养；教学设计不应局限于专业学科领域，而是应与整个职业领域水融；学生掌握的不应仅是操作的方法，而更应是工作的方法。

教学设计时，主要依据职业领域岗位设置来划分学习情景，以典型工作任务引导专业知识和职业技能的学习和训练，强调专业技能训练和GMP实务相结合、专业课程教学与创新能力培养相结合，将发酵工程制药工职业领域所需要的专业能力、社会能力和方法能力贯穿于该课程的学习与训练之中。

参考文献：

［1］ 杨英歌.《发酵工程》理实一体教学模式的探索［J］.考试周刊，2010，（46）：221-222.

［2］ 廖威.发酵工程教学改革的实践与思考［J］.中山大学学报，2003，1（23）：155-157.

生物技术发酵工程范文第5篇

论文摘要分别阐述一次发酵、二次发酵、免加温发酵等蘑菇培养料主要发酵技术的基础理论及其应用。指出免加温发酵技术是现代蘑菇培养料发酵的发展趋势，17世纪以来，也是适合我国国情的必然选择。

蘑菇培养料发酵技术是蘑菇生产的核心技术之一，历来是蘑菇生产的科研攻关课题之一。培养料的发酵技术经不断更新和发展，已由最初的简单堆肥发酵技术发展到今天的免加温发酵技术，并在蘑菇生产上逐渐推广。福鼎市是全国双孢蘑菇生产主要基地之一，每年蘑菇的产销量占福建省产销量的30%左右。在从事30多年的蘑菇生产实践经验和培养料发酵技术研究、应用的基础上，笔者对蘑菇培养料主要发酵技术的基础理论和应用粗浅论述如下。

1一次发酵技术

1.1基础理论

蘑菇培养料的一次发酵技术，亦称常规的传统发酵技术，根据辛登—豪泽短期堆制的原理发展而成。通过采用物理调控，为自然存在的有益微生物创造一个良好的生态环境，满足其生长繁殖，经生化作用后积蓄了蘑菇生产所需的营养物质。

1.2应用

20世纪90年代初，我国蘑菇培养料发酵基本上采用这项技术，其技术流程：草料预湿——建堆（加入配料）——一次翻堆——二次翻堆……最后翻堆——上料铺床，共要翻6次堆；发酵程式（天数）分别是7d、6d、5d、4d、3d，总计28d。若用早稻草作为培养料则需25d。一次发酵技术工艺简单，容易操作，但如果人工操作要领掌握不好，极易影响发酵质量。在实际生产中，经常出现发酵质量差，不是厌气发酵的比重大（烂料多），就是冷却层比重大（生料多），很难达到预期效果。针对以上缺点，我们结合多年生产实践，采用改进的“三角架”增氧发酵法，比常规发酵在技术上有了创新，效果较好，但该法仍存在许多不足之处：一是发酵时间长，费时；二是翻堆次数多，费工；三是劳动强度大，费力；四是养分损耗大，耗料。目前，该项技术主要用于我市田春菇栽培上。

2二次发酵技术

2.1基础理论

1934年，美国科学家兰伯特分别用厌氧发酵区、好氧发酵区、干燥冷却区的蘑菇堆料栽培蘑菇。经研究，发现用好氧发酵区的堆肥栽培蘑菇，产量最高；而其他温度区的堆料，再经过50～55℃高温，并结合适当增氧堆制再次发酵后用于栽培蘑菇，产量也相应提高。由此逐步发展形成二次发酵技术，亦称后发酵、巴氏消毒。二次发酵分为两个阶段：

（1）升温阶段，即巴氏消毒阶段。这个阶段要在57~60℃高温下维持6~8h，主要有三个方面作用：一是杀死病原菌、寄生虫以及各类害虫的卵、幼虫及成虫；二是促使嗜热性微生物大量繁殖，更加旺盛地分泌水解酶类；三是前发酵的粪草未完全分解部分在酶的作用下加速分解，形成腐殖质一类化合物供蘑菇菌丝利用。

（2）控温阶段。这个阶段要适时通风降温至48~52℃并维持4~6d，主要有两个方面作用：一是改善培养料中氧的供应状况，创造嗜热微生物群繁殖最佳生态环境。嗜热放线菌利用堆肥在发酵中残留的氨转化为氮源，嗜热微生物群增殖，加速基质降解，产生聚糖类物质、烟酸、B族维生素及氨基酸等以利蘑菇菌丝吸收；二是继续杀死病原菌。

2.2应用

在实际应用中，经常规堆制前发酵的培养料应迅速搬进菇房进行后发酵处理，培养料应集中堆放于中间3层床架上，底层不放料。堆放时要求培养料疏松、厚薄均匀，并密闭四周薄膜，促其自热。当升温至48~52℃时，进行蒸气加热巴氏消毒（亦可采用明火加温法），使料温升至57~60℃，保持8~10h后，控制炉火，降温至50~52℃，保持此温度继续培养4~6d。视料温情况启闭地面薄膜通风1~2次，每次数分钟，待培养料氨味消失，并大量繁殖白色嗜热性放线菌后，即可结束。如培养料仍有氨味，须继续培养至氨味消失。

我市近20多年来一直采用二次发酵技术，生产中要注意：①在后发酵期间，测温时，人不能进入菇房，只能将温度计置于竹竿内前端，由菇房外插入料中测温；②发酵结束，进入菇房前必须打开四周薄膜通风换气，以防缺氧和一氧化碳中毒。

3免加温发酵技术

3.1基础理论

免加温发酵技术是以现代微生物学理论为指导，采用微生物调控技术，在强势复苏型有益微生物群体增殖活动的主导作用下，迫使其他微生物顺从，进而使培养料进行有

价值地发酵。由于有益的微生物群体活动，原来不能共生的菌类，通过相互交换食饵和生成条件，达到共同生存、发展的目的。例如：光合细菌是厌氧菌，可将来自太阳热能作为能源，合成抗氧化物质、氨基酸、糖类等各种有利的物质；固氮菌是好气菌，可将大气中的氮变成蘑菇能够吸收利用的物质，固氮菌以有机质为食饵，它的排泄物是光合细菌喜食的食饵，而光合细菌排泄物是固氮菌的食饵。这种食饵交换循环建立以后，一旦固氮菌过分繁殖则处于缺氧状态，通过光合菌的作用，就能够共存。总的来说，通过有益微生物群体活动，使培养料在发酵中增加抗氧化物质，集结能量抑制，消减有害的活性氧化成分，大大改善蘑菇培养料的生态环境条件，促进蘑菇菌丝的健康生长，从而达到提高蘑菇产量和质量的目的。

3.2应用

免加温发酵技术工艺流程：稻草预温——建堆（加肥、加发酵剂）——一翻——二翻——三翻（加石灰和石膏）——四翻——上料铺床，发酵程式（天数）分别为5d、4d、4d、3d，总计20～22d。在生产实践中需注意以下几方面：

（1）堆料不宜过高，最好是80cm左右为宜。若冬天堆料可适当加高一些，但也不宜超过100cm，宽、长不限，可根据地形而定；由于增温催熟剂的加入，高活性有益微生物群体繁殖非常迅速，温度上升的非常快，若按传统方法堆料过高，则很容易因中部温度过高而造成营养损耗；同时由于过高的料堆也因物料的软化导致物料间空隙度缩小而减少供氧量，从而造成局部厌氧发酵。

（2）打好料堆孔。打孔的目的首先是为了透气增氧，增加物料间有益微生物菌群繁殖所需的供氧量。由于增温催熟剂中有益微生物以好氧微生物为主，因而保持良好的通气环境有利于有益微生物的快速繁殖，从而进一步促进物料发酵。建堆后，可用钢钎（30cm×30cm）从料堆由上向下打穿后并左右晃动，使孔尽可能大些。