發(fā)酵工程論文范文

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第1篇

1.1改革實驗教學(xué)形式

改革后的發(fā)酵工程實驗將傳統(tǒng)兩周一次課的頻率改為每周一次課，將全學(xué)期實驗壓縮到半學(xué)期進行，同時采用“一條龍”式實驗教學(xué)形式，即在規(guī)定8周教學(xué)時間內(nèi)，學(xué)生根據(jù)課程要求和微生物培養(yǎng)需要，系統(tǒng)且連續(xù)地安排實驗時間，實驗環(huán)環(huán)相扣、同學(xué)分工協(xié)作，共同完成實驗方案的任務(wù)。這種教學(xué)形式改變以往只遵循上課周期而不顧微生物培養(yǎng)特點的弊端，培養(yǎng)學(xué)生合作意識和團隊精神，增強學(xué)生實驗積極性和主動性，增強實驗教學(xué)效果。

1.2優(yōu)化實驗教學(xué)體系

以往發(fā)酵工程實驗開設(shè)的項目主要針對發(fā)酵工程基本操作及菌種篩選等，實驗內(nèi)容相對孤立，學(xué)生對發(fā)酵過程的整體認知不夠全面。改革后結(jié)合我校特點，采用“一條龍”式實驗體系（自然界中產(chǎn)酶微生物的選育、發(fā)酵條件優(yōu)化、發(fā)酵產(chǎn)酶及酶的提取、酶學(xué)性質(zhì)研究及改性、酶的應(yīng)用等），在此實驗中，涉及微生物、發(fā)酵工程、生化分離工程、酶工程等實驗方法和技術(shù)，形成連續(xù)而系統(tǒng)的實驗，實現(xiàn)從驗證性實驗到綜合性、設(shè)計性實驗的轉(zhuǎn)變。系統(tǒng)化的實驗教學(xué)體系有利于培養(yǎng)學(xué)生發(fā)酵工程研究基本思路和方法，使學(xué)生全面了解某一發(fā)酵產(chǎn)品生產(chǎn)和應(yīng)用的特點與關(guān)鍵環(huán)節(jié)，整體掌握發(fā)酵工程的系統(tǒng)實驗知識。

1.3整合實驗教學(xué)內(nèi)容

按照我校生物工程和生物技術(shù)專業(yè)的培養(yǎng)方案，改革后我們在教學(xué)內(nèi)容的選擇上力求具有系統(tǒng)性、科學(xué)性、實用性和先進性，結(jié)合生產(chǎn)實際，以學(xué)生熟悉的典型發(fā)酵產(chǎn)品、酶制劑產(chǎn)品生產(chǎn)為主，將發(fā)酵實驗設(shè)為發(fā)酵產(chǎn)酶模塊、紅曲米固態(tài)發(fā)酵模塊和自釀自飲（風(fēng)味酸乳及糯米甜酒的釀制）模塊，共八個實驗項目，包含液態(tài)發(fā)酵和固體發(fā)酵、好氧發(fā)酵和厭氧發(fā)酵，按照基礎(chǔ)、綜合、設(shè)計三個層次編制實驗內(nèi)容，將整個發(fā)酵實驗內(nèi)容，優(yōu)化后的實驗教學(xué)內(nèi)容更為豐富，更有利于培養(yǎng)動手能力、綜合運用知識的能力和創(chuàng)新能力。

2.結(jié)語

第2篇

關(guān)鍵詞:課程設(shè)計;生物化學(xué)，啟發(fā)

1教材分析

1．1教學(xué)內(nèi)容在教材中的地位

生物化學(xué)教材內(nèi)容多且學(xué)時少，學(xué)生普遍感到生物化學(xué)難學(xué)，但也有學(xué)好這門課程的愿望。本課程所用教材是楊麗萍主編的《生物化學(xué)》第四版，緒論是第一課，是對本課程的高度概括，是學(xué)習(xí)生物化學(xué)的前導(dǎo)。講好緒論，對激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣起著非常重要的作用。

1．2學(xué)情分析

授課對象為生物技術(shù)專業(yè)本科的學(xué)生，之前已經(jīng)學(xué)習(xí)過無機化學(xué)和有機化學(xué)，化學(xué)基礎(chǔ)相對較好，學(xué)習(xí)主動性、積極性、理解分析能力較強。所以在教學(xué)過程中要將緒論講的新鮮有趣，就可以激發(fā)學(xué)生對生物化學(xué)的學(xué)習(xí)興趣，產(chǎn)生求知欲。有了這種求知欲，將為后續(xù)深入學(xué)習(xí)生物化學(xué)課程打下良好的基礎(chǔ)［1］。

1．3教學(xué)目標

知識目標:(1)掌握生物化學(xué)研究的內(nèi)容與范圍;(2)熟悉生物化學(xué)發(fā)展的歷史;(3)掌握生物化學(xué)的知識框架，熟悉生物化學(xué)的學(xué)習(xí)方法。能力目標:培養(yǎng)學(xué)生掌握正確的學(xué)習(xí)方法和生物化學(xué)的知識框架。

2教法和學(xué)法指導(dǎo)

2．1教法

(1)層層遞進提問法:提問貫穿于本次課程教學(xué)過程，其目的是學(xué)生可以帶著疑問去思考。不僅激發(fā)學(xué)生的求知欲，還能課程內(nèi)容逐步深入、前后貫通。(2)直觀教學(xué)法:利用多媒體課件和合理的板書設(shè)計，加深學(xué)生了對緒論知識目標的理解掌握，從而為后續(xù)深入學(xué)習(xí)生物化學(xué)課程打下良好的基礎(chǔ)。(3)啟發(fā)對比法:這種方法變學(xué)生被動性學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)，培養(yǎng)了學(xué)生分析、歸納總結(jié)問題的能力。(4)列舉實例法:學(xué)生自己探究問題，分析問題，提高了運用所學(xué)生物化學(xué)知識點分析、解決實際問題的能力。上述的四種傳統(tǒng)教學(xué)方法的綜合運用，結(jié)合了教師的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體作用，培養(yǎng)了學(xué)生分析、歸納總結(jié)問題的能力，提高了學(xué)生的綜合能力。

2．2學(xué)法

(1)學(xué)生應(yīng)課前做好預(yù)習(xí);(2)課上注意聽講、記好筆記;(3)課后做好復(fù)習(xí)。老師應(yīng)介紹怎樣預(yù)習(xí)、如何記筆記、及時復(fù)習(xí)和回顧已學(xué)的知識點等。把學(xué)生引導(dǎo)到生物化學(xué)知識的范圍中來，同時教導(dǎo)學(xué)生學(xué)會用生物化學(xué)的理論去思考問題，提高學(xué)生分析、總結(jié)生物化學(xué)問題的能力［2］。

3教學(xué)程序設(shè)計

3．1引入課題(10min)

由生物界的各種現(xiàn)象引出生物化學(xué)的概念—是研究生物體的化學(xué)。在學(xué)生理解后設(shè)置問題:自然界中生物體的化學(xué)現(xiàn)象多種多樣且復(fù)雜多變應(yīng)如何分析?此處設(shè)此問題以調(diào)動學(xué)生的求知欲。如果學(xué)生回答不準確或不能回答，則繼續(xù)問:怎樣揭示生物化學(xué)現(xiàn)象的內(nèi)在規(guī)律?啟發(fā)學(xué)生回答:要研究生物界這個復(fù)雜結(jié)構(gòu)體系的物質(zhì)組成及其變化規(guī)律的基本原理，基于生物組成及變化規(guī)律的一致性建立生命現(xiàn)象基本原理整體框架。進一步設(shè)置問題:如何研究?再啟發(fā)學(xué)生舉例回答，從而進入下一環(huán)節(jié)－－生物化學(xué)發(fā)展簡史［3］。

3．2講授生物化學(xué)發(fā)展簡史(15min)

3．2．1生物化學(xué)研究的啟蒙階段在中華民族的歷史中很早就出現(xiàn)了釀酒、制醬、做醋等應(yīng)用;在唐代藥王孫思邈的《千金翼方》中就有“治腳氣常做谷白皮粥防之”，即使用含大量維生素B1的食物對腳氣病進行治療。同時還用豬肝治療雀目(夜盲癥)。講到此處時用多媒體課件展示相關(guān)圖片提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣;也可使老師的文字敘述變得更感性。3．2．2生物化學(xué)研究的初始階段生物化學(xué)自18世紀中后期作為一個獨立學(xué)科出現(xiàn)后，涌現(xiàn)出很多卓越的科學(xué)家。講到此處，用多媒體課件詳細解讀相關(guān)研究。原因有三:(1)吸引學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣;(2)為后續(xù)內(nèi)容如糖酵解、三羧酸循環(huán)和脂質(zhì)代謝等的生理現(xiàn)象的講解做鋪墊;(3)為之后知識拓展埋下伏筆。3．2．3生物化學(xué)研究的快速發(fā)展時期生物化學(xué)研究中諾貝爾獎獲得者也不乏其人，對生物化學(xué)的發(fā)展起著深遠的影響。講到此處可與3．2．2的內(nèi)容做對比，有利于學(xué)生對知識點的理解和記憶。然后設(shè)置過渡問題:從這些研究中可以總結(jié)出生物化學(xué)研究的什么規(guī)律?

3．3生物化學(xué)的知識框架和學(xué)習(xí)方法(20min)

首先設(shè)置問題如“生物體的化學(xué)組成是什么?”，引導(dǎo)學(xué)生思考。此處講授人體每天都和環(huán)境進行物質(zhì)的交換，即新陳代謝。新陳代謝中酶催化了絕大部分生化反應(yīng)，與此同時生物體具有精密的自我調(diào)控方法。這點從幾個層面為學(xué)生理清思路，進行下一步學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。為了使學(xué)生能更深層次地理解和掌握這一知識重點，可適當(dāng)舉例說明。從“種瓜得瓜”推導(dǎo)出遺傳的概念，結(jié)合本學(xué)科的最新研究進展介紹遺傳的相關(guān)知識點［4］。授課過程中引導(dǎo)學(xué)生討論能激發(fā)學(xué)生探究問題的活躍氣氛，應(yīng)提倡學(xué)生積極參與回答問題。用多媒體課件展示相關(guān)知識點，同時穿插知識點覆蓋的實例。

4課堂小結(jié)

在緒論的教學(xué)過程中應(yīng)不拘泥于教科書，不能生搬硬套、平鋪直敘、枯燥乏味的講解是扼殺積極性的。緒論課最重要的目的是讓學(xué)生形成主動學(xué)習(xí)的意愿。因此可介紹一些目前在基因診斷及其基因治療方面的成功事例，讓學(xué)生明白生物化學(xué)是和我們生活健康密切相關(guān)的，從而激發(fā)學(xué)習(xí)的積極性和主動性。與此同時，緒論最有價值的知識是關(guān)于方法的知識。生物化學(xué)是一門記憶與理解并重的學(xué)科，在記憶的基礎(chǔ)上理解并融會貫通才能牢固記憶［5］。

5課堂效果分析

通過四種教學(xué)方法的綜合運用，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)生物化學(xué)的興趣，不僅讓學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)知識，同時學(xué)生也在分析、理解及融會貫通中建立了科學(xué)的思維方式［6］。

作者:朱會霞 孫金旭 單位:衡水學(xué)院

參考文獻

［1］鄭凱迪，王建光，毛孫忠，等．講好緒論調(diào)動起學(xué)生學(xué)習(xí)生物化學(xué)的興趣［J］．大學(xué)教育，2013(13):118－119．

［2］張艷芳，張煜，單琳琳，等．醫(yī)學(xué)生物化學(xué)緒論教學(xué)的探討［J］．山西醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教育版)，2010(6):582－584．

［3］張璟，尹戰(zhàn)海，李霞，等．淺談生物化學(xué)緒論課教學(xué)［J］．西北醫(yī)學(xué)教育，2008(3):608－609．

［4］馮曉帆，柳春，王艷杰，等．生物化學(xué)緒論教學(xué)中激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的實踐［J］．基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教育，2015(7):587－588．

第3篇

1.1材料及儀器原材料：紅糝、汾酒大曲、FJ-5酵母菌（生香酵母）。儀器設(shè)備：Agilent7890N氣相色譜儀，美國Agilent公司；UV-5200紫外分光光度計，上海精密儀器有限公司；ENLOG-TMEX-T自動溫度記錄鈕扣系統(tǒng)；傅立葉近紅外光譜儀InfraxactLab。

1.2酵母菌培養(yǎng)基活化培養(yǎng)基：黃豆芽10g、葡萄糖5g、水100mL、瓊脂1.8g、自然pH值。富集培養(yǎng)基：黃豆芽10g、葡萄糖5g、水100mL、自然pH值。

1.3分析方法總酯測定：按GB/T10345—2007方法進行。乙酸乙酯測定：利用Agilent7890N氣相色譜儀進行檢測。色譜條件：進樣口溫度230℃，載氣He（99.999%）；恒流1.0mL/min，分流比50:1，進樣量1uL；程序升溫，初始溫度60℃，保持1min，以5℃/min升至155℃，再以3℃/min升至180℃，保持10min。感官品評：按照標準感官分析方法GB10345-2007進行。

1.4實驗步驟在公司同一個實驗班組上進行，以保證實驗過程當(dāng)中工藝操作的一致性。實驗分4組實驗進行，以正常大生產(chǎn)為對照。實驗組間除了FJ-5菌液（OD值為1.6～1.8,620nm處測定）用量不同外，其它因素全部相同。各組實驗配料、堆積時間、堆積規(guī)格等參數(shù)結(jié)果見表1。每個實驗組分別連續(xù)重復(fù)實驗5d，其他未涉及工藝參數(shù)參照汾酒傳統(tǒng)工藝執(zhí)行。

2結(jié)果與分析

2.1發(fā)酵品溫變化規(guī)律白酒釀造過程酒醅品溫變化規(guī)律或是紊亂能夠直接反映材料發(fā)酵情況是否正常。而發(fā)酵材料當(dāng)中酵母菌、細菌等功能微生物有序代謝、有序放熱正是酒醅品溫有規(guī)律變化的一種內(nèi)在驅(qū)動。從圖1中各實驗組品溫的變化來看，堆積過程中，實驗4組的最高品溫變化可達到36℃，超過了酵母菌最適宜的生長溫度。而實驗1、實驗2、實驗3三組在堆積過程當(dāng)中的最高品溫并未超過33℃。而且實驗3組的最高堆積品溫要比實驗1和實驗2組高出2℃～3℃。分析可能實驗3的酵母菌強化劑量與材料堆積規(guī)格的匹配對于提供酵母菌適宜的生長代謝溫度較其他3個實驗組更加合理所致。發(fā)酵進入地缸以后，除實驗4組明顯沒有遵循汾酒發(fā)酵“前緩、中挺、后緩落”的品溫變化規(guī)律外，其它實驗組均與正常大生產(chǎn)酒醅表現(xiàn)出相似的品溫變化趨勢。而且由于實驗組材料有前期堆積富集微生物的過程，所以整體上來說實驗組特別是實驗1和實驗3組材料的頂火時間要比正常大生產(chǎn)要長2～3d。

2.2堆積發(fā)酵過程中酵母菌數(shù)量分析材料堆積過程中一方面可以提供酒醅本身攜帶的酵母菌一個有氧環(huán)境，使其進行數(shù)量的大量繁殖；另一方面，通過堆積，也可網(wǎng)羅一部分空氣當(dāng)中的酵母菌[9]。通過微生物平板培養(yǎng)計數(shù)，結(jié)果如圖2所示。圖2結(jié)果表明，實驗4組由于堆積過程當(dāng)中堆積溫度超出了酵母菌最適宜的生長溫度，導(dǎo)致在堆積過程當(dāng)中，其酵母菌數(shù)量最高僅達4.15×106cfu/g，遠遠低于實驗1、實驗2、實驗3組中酵母菌的數(shù)量。其中，實驗3組當(dāng)中酵母菌富集效果最好，達到了3.72×108cfu/g，結(jié)合圖1中的品溫情況，說明要保證后期發(fā)酵材料的較高的頂火溫度和較長的頂火時間，前期的堆積過程必須控制好堆積溫度，堆積溫度最好不要超過酵母菌等微生物的最適生長溫度。

2.3在制品（15對時）酒度、出酒數(shù)量對比清香型白酒釀造過程當(dāng)中，7~15對時這個階段，是酒精發(fā)酵的主要階段，15對時之后，隨著酒醅中酒度、酸度的積累，對大多數(shù)酵母菌生長代謝造成負面影響，一般酒醅中酒精含量變化不是很大。所以15對時的酒精度可代表酒醅發(fā)酵過程當(dāng)中整體酒精生成量的多寡。圖3中數(shù)據(jù)可以看到，實驗組15對時酒精度均低于正常大生產(chǎn)。通過t檢驗顯著性分析，其中實驗1、實驗2、實驗3組分別與正常大生產(chǎn)15對時酒度在0.05水平下p值（0.23、0.45、0.28）均＞0.05,差異性不顯著。而實驗4組酒醅15對時酒度與正常大生產(chǎn)顯著性分析p值（0.03）＜0.05,差異性顯著。分析實驗1、實驗2、實驗3組酒醅15對時酒精度略低于正常大生產(chǎn)的原因在于實驗組在堆積過程中散失了部分水分有直接關(guān)系。而實驗4組酒醅產(chǎn)酒精量較少可能是由堆積過程中過高的堆積溫度殺死了一部分產(chǎn)醇酵母菌所引起的[10]。出酒數(shù)量方面，各實驗組最終出酒數(shù)量多寡基本與15對時酒精度的對比情況一致，結(jié)果見圖4。

2.4原酒總酯、乙酯/乳酯比值及感官品評結(jié)果

2.4.1原酒總酯、乙酯/乳酯比值結(jié)果分析原酒中總酯含量的高低在很大程度上決定了酒液放香特點是否良好，此外，汾酒中乙酯與乳酯的比例對于保證清香風(fēng)格有重要作用。目前清香白酒的生產(chǎn)實踐表明，適當(dāng)提高乙酯與乳酯的比例對于酒體品質(zhì)的改善有十分積極的作用。從圖5中數(shù)據(jù)可以看到，4個實驗組中實驗3組所產(chǎn)原酒總酯含量最高，可達8.3g/L，比正常大生產(chǎn)的4.7g/L高出76.6%。而實驗1和實驗2組總酯含量相當(dāng)，分別是7.3g/L和7.5g/L。其中，實驗4組在四個實驗組中總酯含量最低，但比正常大生產(chǎn)也高出19.1%。這說明堆積發(fā)酵結(jié)合生物工程技術(shù)強化生香酵母的方法是一種切實可行的提高汾酒總酯含量的方法。從圖6中各實驗組及對照組乙酯/乳酯的比值數(shù)據(jù)可以看到，通過實驗組乙酯與乳酯的比值均有不同程度的提高，其中實驗3所產(chǎn)乙酯/乳酯比例提高最多，高達1.5。

2.4.2實驗組感官品評分析根據(jù)1.3方法對各實驗酒樣進行品評，結(jié)果見表7。結(jié)合表7描述，可以看到實驗原酒普遍較正常大生產(chǎn)原酒表現(xiàn)出更明顯的蘋果香，清香風(fēng)格典型。而且實驗3所產(chǎn)原酒經(jīng)品評放香、口感均比較理想。

3結(jié)論

3.1經(jīng)中試實驗可知，采用將3‰的FJ-5酵母菌液強化到正常汾酒配料當(dāng)中，堆積發(fā)酵2d之后再進行入缸發(fā)酵的方法可較大程度地提高汾酒的總酯含量，提高幅度高達76.6%，能夠很好地保證和提升汾酒品質(zhì)。

3.2通過堆積發(fā)酵結(jié)合生物工程技術(shù)強化發(fā)酵體系中生香酵母數(shù)量的方法可在一定程度上提高汾酒中乙酯/乳酯的比值，最高可提高至1.5，在提高總酯的同時，實現(xiàn)了“增乙降乳”的目的，可大大地提升了汾酒的放香和口感。

3.3通過實驗發(fā)現(xiàn)，由于大多數(shù)生香酵母具有好氧繁殖、厭氧代謝的特點，通過人工強化結(jié)合堆積自然網(wǎng)羅微生物的方法大大地豐富了汾酒發(fā)酵體系當(dāng)中生香酵母的數(shù)量，進而為發(fā)酵后期提高汾酒總酯含量和產(chǎn)品品質(zhì)打下基礎(chǔ)。

3.4該研究在堆積時間的選擇上沒有進行梯度實驗，堆積時間長短對于汾酒總酯含量的影響還有待進一步研究。