《生物工艺学大实验》教学大纲 (Experiment of Biotechnology) 基本信息 课程代码:1019811 学分:1 总课时:17 课程性质:必修课 适用专业:生物工程本科专业 先修课程:生物化学、微生物学、生物工艺学、专业分析 本课程教学目的和任务 《工艺学大实验》是生物工程专业的专业方向课。通过该大实验使学生了解生物制品的 生产、制备、质控的全流程。加深理解课堂讲授的生物工艺学理论,巩固和综合运用所学的 知识,训练其基本技能、提高学生发现问题、分析问题和解决问题的能力,为今后将生物工 艺学理论应用于生产实践打下基础。 、教学方法与手段 以学生自己动手为主,老师在适当时间予以提示:对实验中所出现的一些现象多向学生 提出问题,使它们学会分析结果,并与理论知识有机结合;根据实验的进行程度,引导学生 更深入思考,逐步树立他们的创新意思;严格要求使操作技能规范化,老师作示范,强调其 要点学生自己练。要求学生大实验结束后认真写出实验报告。实验报告文字应简明,绘图力 求准确,图表应简洁醒目。 四、教学内容及要求 实验一法夫酵母虾青素的发酵试验(选做)(17小时) 了解酵母菌虾青素发酵生产的一般工艺过程;比较不同类型发酵罐的结构及其培养效 果;了解掌握虾青素发酵过程控制及参数测定方法;了解发酵后处理工艺特点。 重点内容:不同类型发酵罐的结构;虾青素发酵过程控制及参数测定方法 难点内容:发酵过程控制及参数测定方法 、实验原理 1、机械搅拌罐通气培养酵母生产虾青素的原理 2、气升罐通气培养酵母生产虾青素的原理: 3、发酵参数的测定原理 4、产物存在不同部位要求不同的后处理工艺。 5、喷雾干燥的原理 http:/spxy.zjgsu.edu.cn
http://spxy.zjgsu.edu.cn 《生物工艺学大实验》教学大纲 (Experiment of Biotechnology) 一、基本信息 课程代码：1019811 学 分：1 总 课 时：17 课程性质：必修课 适用专业：生物工程本科专业 先修课程：生物化学、微生物学、生物工艺学、专业分析 二、本课程教学目的和任务 《工艺学大实验》是生物工程专业的专业方向课。通过该大实验使学生了解生物制品的 生产、制备、质控的全流程。加深理解课堂讲授的生物工艺学理论，巩固和综合运用所学的 知识，训练其基本技能、提高学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，为今后将生物工 艺学理论应用于生产实践打下基础。 三、教学方法与手段 以学生自己动手为主，老师在适当时间予以提示；对实验中所出现的一些现象多向学生 提出问题，使它们学会分析结果，并与理论知识有机结合；根据实验的进行程度，引导学生 更深入思考，逐步树立他们的创新意思；严格要求使操作技能规范化，老师作示范，强调其 要点学生自己练。要求学生大实验结束后认真写出实验报告。实验报告文字应简明，绘图力 求准确，图表应简洁醒目。 四、教学内容及要求 实验一 法夫酵母虾青素的发酵试验(选做)（17 小时） 了解酵母菌虾青素发酵生产的一般工艺过程；比较不同类型发酵罐的结构及其培养效 果；了解掌握虾青素发酵过程控制及参数测定方法；了解发酵后处理工艺特点。 重点内容：不同类型发酵罐的结构；虾青素发酵过程控制及参数测定方法 难点内容：发酵过程控制及参数测定方法 一、 实验原理 1、机械搅拌罐通气培养酵母生产虾青素的原理； 2、气升罐通气培养酵母生产虾青素的原理； 3、发酵参数的测定原理； 4、产物存在不同部位要求不同的后处理工艺。 5、喷雾干燥的原理
6、冻干的原理 7、HPLC测定 实验内容、步骤及时间安排 l、(6小时)扩培所需培养基配制及灭菌 2、(1小时)斜面种子活化:21℃培养5天 3、(2小时)一级液体摇瓶种子:21℃、180rpm培养3天:并测定细胞活性; 4、(2小时)二级液体种子:10%接种量、21℃、180rpm培养2天;定时取样并测定细 胞活性 5、(17小时)上罐培养基的配制,实罐灭菌及罐上培养:10%接种量、21℃C、180rp 培养72小时;定时取样(6小时)并测定各发酵参数。纯品小样HLC制备 6、(16小时做选做)300L罐上培养:10%接种量、21℃、180rm培养72小时;定时取 样(6小时)并测定各发酵参数。纯品小样HPLC制备 7、(5小时选做)下游工艺:喷雾干燥 8、(5小时选做)冻干(24小时)。 三、测定仪器 1、称量仪器:百分之一电子天平、万分之一电子天平,30公斤台称; 2、冷冻离心机,普通离心机,过滤设备、提取浓缩设备 3、冻干机、喷雾干燥机 4、分析仪器:可见光分光光度计、HPLC,pH计; 四、测定指标:S、X、P、pH-t。 实验二放线菌抗生素的发酵试验(选做)(17小时) 了解放线菌发酵生产抗生素的一般工艺过程:比较不同类型发酵罐的结构及其培养效 果:了解掌握抗生素发酵过程控制及参数测定方法;了解掌握抗生素生物学效价的测定方法。 重点内容:微生物抗生素生产的的一般模式,抗生素发酵过程控制及参数测定方法 难点内容:发酵过程控制及参数测定方法 实验原理 1、机械搅拌罐通气培养霉菌生产纤维素酶的原理; 2、气升罐通气培养霉菌生产纤维素酶的原理; 3、发酵参数的测定原理; 4、抗生素一般的提取原理 5、效价测定 二、实验内容、步骤及时间安排 1、(6小时)培养基配制及灭菌 2、(1小时)斜面种子活化:28℃培养5天 http:/spxy.zjgsu.edu.cn
http://spxy.zjgsu.edu.cn 6、冻干的原理 7、HPLC 测定 二、 实验内容、步骤及时间安排 1、（6 小时）扩培所需培养基配制及灭菌 2、（1 小时）斜面种子活化：21℃培养 5 天； 3、（2 小时）一级液体摇瓶种子：21℃、180rpm 培养 3 天；并测定细胞活性； 4、（2 小时）二级液体种子：10%接种量、21℃、180rpm 培养 2 天；定时取样并测定细 胞活性； 5、（17 小时）上罐培养基的配制，实罐灭菌及罐上培养：10%接种量、21℃、180rpm 培养 72 小时；定时取样（6 小时）并测定各发酵参数。纯品小样 HPLC 制备； 6、（16 小时做选做）300L 罐上培养：10%接种量、21℃、180rpm 培养 72 小时；定时取 样（6 小时）并测定各发酵参数。纯品小样 HPLC 制备； 7、（5 小时选做）下游工艺：喷雾干燥； 8、（5 小时选做）冻干（24 小时）。 三、测定仪器 1、称量仪器：百分之一电子天平、万分之一电子天平，30 公斤台称； 2、冷冻离心机，普通离心机，过滤设备、提取浓缩设备； 3、冻干机、喷雾干燥机； 4、分析仪器：可见光分光光度计、HPLC，pH 计； 四、 测定指标：S、X、P、pH-t。 实验二 放线菌抗生素的发酵试验（选做）（17 小时） 了解放线菌发酵生产抗生素的一般工艺过程；比较不同类型发酵罐的结构及其培养效 果；了解掌握抗生素发酵过程控制及参数测定方法；了解掌握抗生素生物学效价的测定方法。 重点内容：微生物抗生素生产的的一般模式，抗生素发酵过程控制及参数测定方法 难点内容：发酵过程控制及参数测定方法 一、 实验原理 1、机械搅拌罐通气培养霉菌生产纤维素酶的原理； 2、气升罐通气培养霉菌生产纤维素酶的原理； 3、发酵参数的测定原理； 4、抗生素一般的提取原理； 5、效价测定。 二、实验内容、步骤及时间安排 1、（6 小时）培养基配制及灭菌； 2、（1 小时）斜面种子活化：28℃培养 5 天；
3、(2小时)一级液体摇瓶种子:28℃、180rpm培养48小时;并测定细胞活性 4、(2小时)二级液体种子:10%接种量、28℃、180rpm培养48小时;定时取样并测定 细胞活性 5、(17小时)30升罐上培养:10%接种量、28℃、180rm培养48小时;定时取样(6 小时)并测定各发酵参数。纯品小样HPLC制备; 6、(16小时选做)300L罐上培养:10%接种量、28℃、180rpm培养48小时:定时取样 (6小时)并测定各发酵参数。纯品小样HPLC制备; 7、(10小时选做)后处理工艺。 三、测定仪器 1、称量仪器:百分之一电子天平、万分之一电子天平,30公斤台称 2、冷冻离心机,普通离心机,过滤设备、提取浓缩设备 3、分析仪器:可见光分光光度计,HPLC,p计 4、牛津杯:一盒 四、测定指标:S、X、P、pH-t。 实验三霉菌纤维素酶的发酵试验(选做)(17小时) 了解霉菌发酵生产纤维素酶的一般工艺过程;比较不同类型发酵罐的结构及其培养效 果:了解掌握纤维素酶发酵过程控制及参数测定方法;了解发酵后处理工艺特点。 重点内容:微生物酶制剂生产的的一般模式,纤维素酶发酵过程控制及参数测定方法 难点内容:发酵过程控制及参数测定方法 、实验原理 1、机槭搅拌罐通气培养霉菌生产纤维素酶的原理; 2、气升罐通气培养霉菌生产纤维素酶的原理: 3、发酵参数的测定原理 4、酶制剂的硫酸铵沉淀法及超滤浓缩原理: 5、酶活性测定 、实验内容、步骤及时间安排 1、(6小时)培养基配制及灭菌 2、(1小时)斜面种子活化:28℃培养5天 3、(2小时)一级液体摇瓶种子:28℃、180rⅧm培养3天;并测定细胞活性 4、(2小时)二级液体种子:10%接种量、28℃、180rm培养3天;定时取样并测定细 胞活性; 5、(17小时)30升罐上培养:10%接种量、28℃、180rpm培养4天;定时取样(8小时) 并测定各发酵参数 6、(16小时选做)300L罐上培养:10%接种量、28℃、180r培养5天:定时取样(8 http:/spxy.zjgsu.edu.cn
http://spxy.zjgsu.edu.cn 3、（2 小时）一级液体摇瓶种子：28℃、180rpm 培养 48 小时；并测定细胞活性； 4、（2 小时）二级液体种子：10%接种量、28℃、180rpm 培养 48 小时；定时取样并测定 细胞活性； 5、（17 小时）30 升罐上培养：10%接种量、28℃、180rpm 培养 48 小时；定时取样（6 小时）并测定各发酵参数。纯品小样 HPLC 制备； 6、（16 小时选做）300L 罐上培养：10%接种量、28℃、180rpm 培养 48 小时；定时取样 （6 小时）并测定各发酵参数。纯品小样 HPLC 制备； 7、（10 小时选做）后处理工艺。 三、测定仪器 1、称量仪器：百分之一电子天平、万分之一电子天平，30 公斤台称； 2、冷冻离心机，普通离心机，过滤设备、提取浓缩设备； 3、分析仪器：可见光分光光度计，HPLC，pH 计； 4、牛津杯：一盒； 四、测定指标：S、X、P、pH-t。 实验三 霉菌纤维素酶的发酵试验（选做）（17 小时） 了解霉菌发酵生产纤维素酶的一般工艺过程；比较不同类型发酵罐的结构及其培养效 果；了解掌握纤维素酶发酵过程控制及参数测定方法；了解发酵后处理工艺特点。 重点内容：微生物酶制剂生产的的一般模式，纤维素酶发酵过程控制及参数测定方法 难点内容：发酵过程控制及参数测定方法 一、 实验原理 1、机械搅拌罐通气培养霉菌生产纤维素酶的原理； 2、气升罐通气培养霉菌生产纤维素酶的原理； 3、发酵参数的测定原理； 4、酶制剂的硫酸铵沉淀法及超滤浓缩原理； 5、酶活性测定。 二、实验内容、步骤及时间安排 1、（6 小时）培养基配制及灭菌； 2、（1 小时）斜面种子活化：28℃培养 5 天； 3、（2 小时）一级液体摇瓶种子：28℃、180rpm 培养 3 天；并测定细胞活性； 4、（2 小时）二级液体种子：10%接种量、28℃、180rpm 培养 3 天；定时取样并测定细 胞活性； 5、（17 小时）30 升罐上培养：10%接种量、28℃、180rpm 培养 4 天；定时取样（8 小时） 并测定各发酵参数； 6、（16 小时选做）300L 罐上培养：10%接种量、28℃、180rpm 培养 5 天；定时取样（8
小时)并测定各发酵参数; 7、(8小时选做)下游工艺:沉淀与超滤 8、(4小时选做)干燥(24小时)。 三、测定仪器 1、称量仪器:百分之一电子天平、万分之一电子天平,30公斤台称 2、冷冻离心机,普通离心机,过滤设备、提取浓缩设备 3、分析仪器:可见光分光光度计,p计 四、测定指标:S 实验四洛伐他汀药物的发酵生产(选做)(17小时) 了解红曲霉发酵生产洛伐他汀的一般工艺过程;比较不同类型发酵罐的结构及其培养效 果:了解掌握洛伐他汀发酵过程控制及参数测定方法:了解掌握洛伐他汀的分离提取测定方 重点内容:微生物制药的一般模式,洛伐他汀发酵过程控制及参数测定方法 难点内容:发酵过程控制及参数测定方法 、实验原理 2、1、机械搅拌罐通气培养红曲霉生产洛伐他汀的原理 3、气升罐通气培养红曲霉菌生产洛伐他汀的原理; 4、发酵参数的测定原理 5、洛伐他汀一般的提取原理 测定 实验内容、步骤及时间安排 1、(6小时)培养基配制及灭菌 2、(1小时)斜面种子活化:28℃培养7天 3、(2小时)一级液体摇瓶种子:28℃、180rm培养72小时:并测定细胞活性 4、(2小时)二级液体种子:10%接种量、28℃、180rm培养54小时;定时取样并测定 细胞活性 5、(17小时)上罐培养基的配制,实罐灭菌及罐上培养:10%接种量、28℃、180rpm 培养5天;定时取样(8小时)并测定各发酵参数。纯品小样HLC制备 6、(16小时选做)300L罐上培养:10%接种量、28℃、180rm培养5天;定时取样(8 小时)并测定各发酵参数。 7、(10小时选做)后处理工艺 三、测定仪器 1、称量仪器:百分之一电子天平、万分之一电子天平,30公斤台称 2、冷冻离心机,普通离心机,过滤设备、提取浓缩设备 http:/spxy.zjgsu.edu.cn
http://spxy.zjgsu.edu.cn 小时）并测定各发酵参数； 7、（8 小时选做）下游工艺：沉淀与超滤； 8、（4 小时选做）干燥（24 小时）。 三、测定仪器 1、称量仪器：百分之一电子天平、万分之一电子天平，30 公斤台称 2、冷冻离心机，普通离心机，过滤设备、提取浓缩设备 3、分析仪器：可见光分光光度计，pH 计 四、测定指标：S、X、P、pH-t 实验四 洛伐他汀药物的发酵生产（选做）（17 小时） 了解红曲霉发酵生产洛伐他汀的一般工艺过程；比较不同类型发酵罐的结构及其培养效 果；了解掌握洛伐他汀发酵过程控制及参数测定方法；了解掌握洛伐他汀的分离提取测定方 法。 重点内容：微生物制药的一般模式，洛伐他汀发酵过程控制及参数测定方法 难点内容：发酵过程控制及参数测定方法 一、实验原理 2、1、机械搅拌罐通气培养红曲霉生产洛伐他汀的原理； 3、气升罐通气培养红曲霉菌生产洛伐他汀的原理； 4、发酵参数的测定原理； 5、洛伐他汀一般的提取原理。 6、测定 二、实验内容、步骤及时间安排 1、（6 小时）培养基配制及灭菌 2、（1 小时）斜面种子活化：28℃培养 7 天； 3、（2 小时）一级液体摇瓶种子：28℃、180rpm 培养 72 小时；并测定细胞活性 4、（2 小时）二级液体种子：10%接种量、28℃、180rpm 培养 54 小时；定时取样并测定 细胞活性 5、（17 小时）上罐培养基的配制，实罐灭菌及罐上培养：10%接种量、28℃、180rpm 培养 5 天；定时取样（8 小时）并测定各发酵参数。纯品小样 HPLC 制备。 6、（16 小时选做）300L 罐上培养：10%接种量、28℃、180rpm 培养 5 天；定时取样（8 小时）并测定各发酵参数。 7、（10 小时选做）后处理工艺 三、测定仪器 1、称量仪器：百分之一电子天平、万分之一电子天平，30 公斤台称 2、冷冻离心机，普通离心机，过滤设备、提取浓缩设备
3、分析仪器:可见光分光光度计,HPLC,p计 4、牛津杯:一盒 5、测定指标:S、X、P、pH-t 五、教学时数分配表 实验名称 实验类型实验要求实验时数 1法夫酵母虾青素的发酵试验 综合性 做 17 2抗生素的发酵试验 综合性 选做 17 3纤维素酶的发酵试验 综合性 选做 17 4洛伐他汀药物的发酵生产 综合性 做 教学课时合计 17 注:根据生物工程不同专业方向分别选择其中之一进行实验 六、考核方式及成绩评定标准 考核方式:实验小论文 成绩评定标准:成绩评定为五级制 七、教材及主要参考书 教材:自编讲义 参考书目:[1]、新编生物工艺学(下册),俞俊棠等,化学工业出版社。2003年第1版。 [2]、李艳等.发酵工业概论.北京:中国轻工业出版社,1999 执笔人:粱新乐、陈敏 http:/spxy.zjgsu.edu.cn
http://spxy.zjgsu.edu.cn 3、分析仪器：可见光分光光度计，HPLC，pH 计 4、牛津杯：一盒 5、测定指标：S、X、P、pH-t 五、教学时数分配表 序号 实 验 名 称 实验类型 实验要求 实验时数 1 法夫酵母虾青素的发酵试验 综合性 选做 17 2 抗生素的发酵试验 综合性 选做 17 3 纤维素酶的发酵试验 综合性 选做 17 4 洛伐他汀药物的发酵生产 综合性 选做 17 教学课时合计 17 注：根据生物工程不同专业方向分别选择其中之一进行实验。 六、考核方式及成绩评定标准 考核方式：实验小论文 成绩评定标准：成绩评定为五级制。 七、教材及主要参考书 教 材:自编讲义 参考书目:[1]、新编生物工艺学（下册），俞俊棠等，化学工业出版社。2003 年第 1 版。 [2]、李艳等. 发酵工业概论. 北京：中国轻工业出版社，1999. 执笔人:粱新乐、陈敏