发酵工程论文范文

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第1篇

1.1改革实验教学形式

改革后的发酵工程实验将传统两周一次课的频率改为每周一次课，将全学期实验压缩到半学期进行，同时采用“一条龙”式实验教学形式，即在规定8周教学时间内，学生根据课程要求和微生物培养需要，系统且连续地安排实验时间，实验环环相扣、同学分工协作，共同完成实验方案的任务。这种教学形式改变以往只遵循上课周期而不顾微生物培养特点的弊端，培养学生合作意识和团队精神，增强学生实验积极性和主动性，增强实验教学效果。

1.2优化实验教学体系

以往发酵工程实验开设的项目主要针对发酵工程基本操作及菌种筛选等，实验内容相对孤立，学生对发酵过程的整体认知不够全面。改革后结合我校特点，采用“一条龙”式实验体系（自然界中产酶微生物的选育、发酵条件优化、发酵产酶及酶的提取、酶学性质研究及改性、酶的应用等），在此实验中，涉及微生物、发酵工程、生化分离工程、酶工程等实验方法和技术，形成连续而系统的实验，实现从验证性实验到综合性、设计性实验的转变。系统化的实验教学体系有利于培养学生发酵工程研究基本思路和方法，使学生全面了解某一发酵产品生产和应用的特点与关键环节，整体掌握发酵工程的系统实验知识。

1.3整合实验教学内容

按照我校生物工程和生物技术专业的培养方案，改革后我们在教学内容的选择上力求具有系统性、科学性、实用性和先进性，结合生产实际，以学生熟悉的典型发酵产品、酶制剂产品生产为主，将发酵实验设为发酵产酶模块、红曲米固态发酵模块和自酿自饮（风味酸乳及糯米甜酒的酿制）模块，共八个实验项目，包含液态发酵和固体发酵、好氧发酵和厌氧发酵，按照基础、综合、设计三个层次编制实验内容，将整个发酵实验内容，优化后的实验教学内容更为丰富，更有利于培养动手能力、综合运用知识的能力和创新能力。

2.结语

第2篇

关键词:课程设计;生物化学，启发

1教材分析

1．1教学内容在教材中的地位

生物化学教材内容多且学时少，学生普遍感到生物化学难学，但也有学好这门课程的愿望。本课程所用教材是杨丽萍主编的《生物化学》第四版，绪论是第一课，是对本课程的高度概括，是学习生物化学的前导。讲好绪论，对激发学生的学习兴趣起着非常重要的作用。

1．2学情分析

授课对象为生物技术专业本科的学生，之前已经学习过无机化学和有机化学，化学基础相对较好，学习主动性、积极性、理解分析能力较强。所以在教学过程中要将绪论讲的新鲜有趣，就可以激发学生对生物化学的学习兴趣，产生求知欲。有了这种求知欲，将为后续深入学习生物化学课程打下良好的基础［1］。

1．3教学目标

知识目标:(1)掌握生物化学研究的内容与范围;(2)熟悉生物化学发展的历史;(3)掌握生物化学的知识框架，熟悉生物化学的学习方法。能力目标:培养学生掌握正确的学习方法和生物化学的知识框架。

2教法和学法指导

2．1教法

(1)层层递进提问法:提问贯穿于本次课程教学过程，其目的是学生可以带着疑问去思考。不仅激发学生的求知欲，还能课程内容逐步深入、前后贯通。(2)直观教学法:利用多媒体课件和合理的板书设计，加深学生了对绪论知识目标的理解掌握，从而为后续深入学习生物化学课程打下良好的基础。(3)启发对比法:这种方法变学生被动性学习为主动学习，培养了学生分析、归纳总结问题的能力。(4)列举实例法:学生自己探究问题，分析问题，提高了运用所学生物化学知识点分析、解决实际问题的能力。上述的四种传统教学方法的综合运用，结合了教师的主导作用和学生的主体作用，培养了学生分析、归纳总结问题的能力，提高了学生的综合能力。

2．2学法

(1)学生应课前做好预习;(2)课上注意听讲、记好笔记;(3)课后做好复习。老师应介绍怎样预习、如何记笔记、及时复习和回顾已学的知识点等。把学生引导到生物化学知识的范围中来，同时教导学生学会用生物化学的理论去思考问题，提高学生分析、总结生物化学问题的能力［2］。

3教学程序设计

3．1引入课题(10min)

由生物界的各种现象引出生物化学的概念—是研究生物体的化学。在学生理解后设置问题:自然界中生物体的化学现象多种多样且复杂多变应如何分析?此处设此问题以调动学生的求知欲。如果学生回答不准确或不能回答，则继续问:怎样揭示生物化学现象的内在规律?启发学生回答:要研究生物界这个复杂结构体系的物质组成及其变化规律的基本原理，基于生物组成及变化规律的一致性建立生命现象基本原理整体框架。进一步设置问题:如何研究?再启发学生举例回答，从而进入下一环节－－生物化学发展简史［3］。

3．2讲授生物化学发展简史(15min)

3．2．1生物化学研究的启蒙阶段在中华民族的历史中很早就出现了酿酒、制酱、做醋等应用;在唐代药王孙思邈的《千金翼方》中就有“治脚气常做谷白皮粥防之”，即使用含大量维生素B1的食物对脚气病进行治疗。同时还用猪肝治疗雀目(夜盲症)。讲到此处时用多媒体课件展示相关图片提高学生的学习兴趣;也可使老师的文字叙述变得更感性。3．2．2生物化学研究的初始阶段生物化学自18世纪中后期作为一个独立学科出现后，涌现出很多卓越的科学家。讲到此处，用多媒体课件详细解读相关研究。原因有三:(1)吸引学生的注意力，激发学生的学习兴趣;(2)为后续内容如糖酵解、三羧酸循环和脂质代谢等的生理现象的讲解做铺垫;(3)为之后知识拓展埋下伏笔。3．2．3生物化学研究的快速发展时期生物化学研究中诺贝尔奖获得者也不乏其人，对生物化学的发展起着深远的影响。讲到此处可与3．2．2的内容做对比，有利于学生对知识点的理解和记忆。然后设置过渡问题:从这些研究中可以总结出生物化学研究的什么规律?

3．3生物化学的知识框架和学习方法(20min)

首先设置问题如“生物体的化学组成是什么?”，引导学生思考。此处讲授人体每天都和环境进行物质的交换，即新陈代谢。新陈代谢中酶催化了绝大部分生化反应，与此同时生物体具有精密的自我调控方法。这点从几个层面为学生理清思路，进行下一步学习奠定基础。为了使学生能更深层次地理解和掌握这一知识重点，可适当举例说明。从“种瓜得瓜”推导出遗传的概念，结合本学科的最新研究进展介绍遗传的相关知识点［4］。授课过程中引导学生讨论能激发学生探究问题的活跃气氛，应提倡学生积极参与回答问题。用多媒体课件展示相关知识点，同时穿插知识点覆盖的实例。

4课堂小结

在绪论的教学过程中应不拘泥于教科书，不能生搬硬套、平铺直叙、枯燥乏味的讲解是扼杀积极性的。绪论课最重要的目的是让学生形成主动学习的意愿。因此可介绍一些目前在基因诊断及其基因治疗方面的成功事例，让学生明白生物化学是和我们生活健康密切相关的，从而激发学习的积极性和主动性。与此同时，绪论最有价值的知识是关于方法的知识。生物化学是一门记忆与理解并重的学科，在记忆的基础上理解并融会贯通才能牢固记忆［5］。

5课堂效果分析

通过四种教学方法的综合运用，激发了学生学习生物化学的兴趣，不仅让学生学习相关知识，同时学生也在分析、理解及融会贯通中建立了科学的思维方式［6］。

作者:朱会霞 孙金旭 单位:衡水学院

参考文献

［1］郑凯迪，王建光，毛孙忠，等．讲好绪论调动起学生学习生物化学的兴趣［J］．大学教育，2013(13):118－119．

［2］张艳芳，张煜，单琳琳，等．医学生物化学绪论教学的探讨［J］．山西医科大学学报(基础医学教育版)，2010(6):582－584．

［3］张璟，尹战海，李霞，等．浅谈生物化学绪论课教学［J］．西北医学教育，2008(3):608－609．

［4］冯晓帆，柳春，王艳杰，等．生物化学绪论教学中激发学生学习兴趣的实践［J］．基础医学教育，2015(7):587－588．

第3篇

1.1材料及仪器原材料：红糁、汾酒大曲、FJ-5酵母菌（生香酵母）。仪器设备：Agilent7890N气相色谱仪，美国Agilent公司；UV-5200紫外分光光度计，上海精密仪器有限公司；ENLOG-TMEX-T自动温度记录钮扣系统；傅立叶近红外光谱仪InfraxactLab。

1.2酵母菌培养基活化培养基：黄豆芽10g、葡萄糖5g、水100mL、琼脂1.8g、自然pH值。富集培养基：黄豆芽10g、葡萄糖5g、水100mL、自然pH值。

1.3分析方法总酯测定：按GB/T10345—2007方法进行。乙酸乙酯测定：利用Agilent7890N气相色谱仪进行检测。色谱条件：进样口温度230℃，载气He（99.999%）；恒流1.0mL/min，分流比50:1，进样量1uL；程序升温，初始温度60℃，保持1min，以5℃/min升至155℃，再以3℃/min升至180℃，保持10min。感官品评：按照标准感官分析方法GB10345-2007进行。

1.4实验步骤在公司同一个实验班组上进行，以保证实验过程当中工艺操作的一致性。实验分4组实验进行，以正常大生产为对照。实验组间除了FJ-5菌液（OD值为1.6～1.8,620nm处测定）用量不同外，其它因素全部相同。各组实验配料、堆积时间、堆积规格等参数结果见表1。每个实验组分别连续重复实验5d，其他未涉及工艺参数参照汾酒传统工艺执行。

2结果与分析

2.1发酵品温变化规律白酒酿造过程酒醅品温变化规律或是紊乱能够直接反映材料发酵情况是否正常。而发酵材料当中酵母菌、细菌等功能微生物有序代谢、有序放热正是酒醅品温有规律变化的一种内在驱动。从图1中各实验组品温的变化来看，堆积过程中，实验4组的最高品温变化可达到36℃，超过了酵母菌最适宜的生长温度。而实验1、实验2、实验3三组在堆积过程当中的最高品温并未超过33℃。而且实验3组的最高堆积品温要比实验1和实验2组高出2℃～3℃。分析可能实验3的酵母菌强化剂量与材料堆积规格的匹配对于提供酵母菌适宜的生长代谢温度较其他3个实验组更加合理所致。发酵进入地缸以后，除实验4组明显没有遵循汾酒发酵“前缓、中挺、后缓落”的品温变化规律外，其它实验组均与正常大生产酒醅表现出相似的品温变化趋势。而且由于实验组材料有前期堆积富集微生物的过程，所以整体上来说实验组特别是实验1和实验3组材料的顶火时间要比正常大生产要长2～3d。

2.2堆积发酵过程中酵母菌数量分析材料堆积过程中一方面可以提供酒醅本身携带的酵母菌一个有氧环境，使其进行数量的大量繁殖；另一方面，通过堆积，也可网罗一部分空气当中的酵母菌[9]。通过微生物平板培养计数，结果如图2所示。图2结果表明，实验4组由于堆积过程当中堆积温度超出了酵母菌最适宜的生长温度，导致在堆积过程当中，其酵母菌数量最高仅达4.15×106cfu/g，远远低于实验1、实验2、实验3组中酵母菌的数量。其中，实验3组当中酵母菌富集效果最好，达到了3.72×108cfu/g，结合图1中的品温情况，说明要保证后期发酵材料的较高的顶火温度和较长的顶火时间，前期的堆积过程必须控制好堆积温度，堆积温度最好不要超过酵母菌等微生物的最适生长温度。

2.3在制品（15对时）酒度、出酒数量对比清香型白酒酿造过程当中，7~15对时这个阶段，是酒精发酵的主要阶段，15对时之后，随着酒醅中酒度、酸度的积累，对大多数酵母菌生长代谢造成负面影响，一般酒醅中酒精含量变化不是很大。所以15对时的酒精度可代表酒醅发酵过程当中整体酒精生成量的多寡。图3中数据可以看到，实验组15对时酒精度均低于正常大生产。通过t检验显著性分析，其中实验1、实验2、实验3组分别与正常大生产15对时酒度在0.05水平下p值（0.23、0.45、0.28）均＞0.05,差异性不显著。而实验4组酒醅15对时酒度与正常大生产显著性分析p值（0.03）＜0.05,差异性显著。分析实验1、实验2、实验3组酒醅15对时酒精度略低于正常大生产的原因在于实验组在堆积过程中散失了部分水分有直接关系。而实验4组酒醅产酒精量较少可能是由堆积过程中过高的堆积温度杀死了一部分产醇酵母菌所引起的[10]。出酒数量方面，各实验组最终出酒数量多寡基本与15对时酒精度的对比情况一致，结果见图4。

2.4原酒总酯、乙酯/乳酯比值及感官品评结果

2.4.1原酒总酯、乙酯/乳酯比值结果分析原酒中总酯含量的高低在很大程度上决定了酒液放香特点是否良好，此外，汾酒中乙酯与乳酯的比例对于保证清香风格有重要作用。目前清香白酒的生产实践表明，适当提高乙酯与乳酯的比例对于酒体品质的改善有十分积极的作用。从图5中数据可以看到，4个实验组中实验3组所产原酒总酯含量最高，可达8.3g/L，比正常大生产的4.7g/L高出76.6%。而实验1和实验2组总酯含量相当，分别是7.3g/L和7.5g/L。其中，实验4组在四个实验组中总酯含量最低，但比正常大生产也高出19.1%。这说明堆积发酵结合生物工程技术强化生香酵母的方法是一种切实可行的提高汾酒总酯含量的方法。从图6中各实验组及对照组乙酯/乳酯的比值数据可以看到，通过实验组乙酯与乳酯的比值均有不同程度的提高，其中实验3所产乙酯/乳酯比例提高最多，高达1.5。

2.4.2实验组感官品评分析根据1.3方法对各实验酒样进行品评，结果见表7。结合表7描述，可以看到实验原酒普遍较正常大生产原酒表现出更明显的苹果香，清香风格典型。而且实验3所产原酒经品评放香、口感均比较理想。

3结论

3.1经中试实验可知，采用将3‰的FJ-5酵母菌液强化到正常汾酒配料当中，堆积发酵2d之后再进行入缸发酵的方法可较大程度地提高汾酒的总酯含量，提高幅度高达76.6%，能够很好地保证和提升汾酒品质。

3.2通过堆积发酵结合生物工程技术强化发酵体系中生香酵母数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，在提高总酯的同时，实现了“增乙降乳”的目的，可大大地提升了汾酒的放香和口感。

3.3通过实验发现，由于大多数生香酵母具有好氧繁殖、厌氧代谢的特点，通过人工强化结合堆积自然网罗微生物的方法大大地丰富了汾酒发酵体系当中生香酵母的数量，进而为发酵后期提高汾酒总酯含量和产品品质打下基础。

3.4该研究在堆积时间的选择上没有进行梯度实验，堆积时间长短对于汾酒总酯含量的影响还有待进一步研究。