发酵工程理论框架乔 酵原理课程的创建 张星元 baozhang @163.com 江南大学生物工程学院,无锡214036
发酵工程理论框架和 发酵原理课程的创建 张星元 biozhang@163.com 江南大学生物工程学院，无锡214036
我国大学工科的发酵工程学科脱 胎于农学院的农产加工学科。1952年 全国高等学校院系调整时,农学院农 业化学系的农产品加工专业曾经包含 个叫做发酵的专业方向;农产品加 工专业从农学院划归工学院的食品工 业系,这才有了工科的发酵工程专业 方向和随后建成的发酵工程学科。从 1952年算起,我国发酵学科已有50年 历史了。 2002.8.17 武汉生物工程教学研讨会
2002.8.17 武汉生物工程教学研讨会 2 我国大学工科的发酵工程学科脱 胎于农学院的农产加工学科。1952年 全国高等学校院系调整时，农学院农 业化学系的农产品加工专业曾经包含 一个叫做发酵的专业方向；农产品加 工专业从农学院划归工学院的食品工 业系，这才有了工科的发酵工程专业 方向和随后建成的发酵工程学科。从 1952年算起，我国发酵学科已有50年 历史了
教育部1998年颁布的高等学校本 科专业目录把发酵工程划归生物工程 类,肯定了发酵工程的生物学属性 作为生物工程的最接近生产实践 的组成部分,发酵工程正在从工业向 农、牧、医、药、环保和军事等各生 物学相关领域延伸,受到社会的广泛 关注。 2002.8.17 武汉生物工程教学研讨会
2002.8.17 武汉生物工程教学研讨会 3 教育部1998年颁布的高等学校本 科专业目录把发酵工程划归生物工程 类，肯定了发酵工程的生物学属性。 作为生物工程的最接近生产实践 的组成部分，发酵工程正在从工业向 农、牧、医、药、环保和军事等各生 物学相关领域延伸，受到社会的广泛 关注
汇报交流的内容: 1.发酵工程的理论创新 2.发酵原理课程的建设 3.以多样化的教学方法实现 教学相长 2002.8.17 武汉生物工程教学研讨会
2002.8.17 武汉生物工程教学研讨会 4 汇报交流的内容： 1. 发酵工程的理论创新 2. 发酵原理课程的建设 3. 以多样化的教学方法实现 教学相长
1.发酵工程的理论创新 “微生物生物机器” “微生物生物机器”的双重任 务 “微生物生物机器”的工作原 理 发酵工程概念的外延 2002.8.17 武汉生物工程教学研讨会
2002.8.17 武汉生物工程教学研讨会 5 1. 发酵工程的理论创新 • “微生物生物机器” • “微生物生物机器” 的双重任 务 • “微生物生物机器” 的工作原 理 • 发酵工程概念的外延
天然存在的微生物物种是微生物 在大自然中物竞天择的阶段性的进化 成果,它们的生命活动的规律是不以 人的主观意志为转移的。天然存在的 亿万微生物物种的生命活动过程 不论是造福于人类或危害人类的 都是它们按自身的生命活动规律进行 生存竞争的代谢过程 2002.8.17 武汉生物工程教学研讨会
2002.8.17 武汉生物工程教学研讨会 6 天然存在的微生物物种是微生物 在大自然中物竞天择的阶段性的进化 成果，它们的生命活动的规律是不以 人的主观意志为转移的。天然存在的 亿万微生物物种的生命活动过程—— 不论是造福于人类或危害人类的—— 都是它们按自身的生命活动规律进行 生存竞争的代谢过程
微生物具有造福于人类的巨大潜力 人类利用微生物可以实现更多美好的理 想。然而,在发酵工业生产中人类不能 跳过微生物生命活动这个关键环节而得 到目的产物,没有微生物就没有工业发 酵。在这个意义上,人在工业发酵生产 中处于被动的地位。因此,对于工业微 生物学家和发酵工程师来说,在工业发 酵中如何争取主动始终是一个挑战性的 问题 2002.8.17 武汉生物工程教学研讨会
2002.8.17 武汉生物工程教学研讨会 7 微生物具有造福于人类的巨大潜力， 人类利用微生物可以实现更多美好的理 想。然而，在发酵工业生产中人类不能 跳过微生物生命活动这个关键环节而得 到目的产物，没有微生物就没有工业发 酵。在这个意义上，人在工业发酵生产 中处于被动的地位。因此，对于工业微 生物学家和发酵工程师来说，在工业发 酵中如何争取主动始终是一个挑战性的 问题
从研究微生物的生命活动 规律入手,从生物学的角度重 新审视了发酵工程,形成以下 关于现代发酵工程新思路: 2002.8.17 武汉生物工程教学研讨会
2002.8.17 武汉生物工程教学研讨会 8 从研究微生物的生命活动 规律入手，从生物学的角度重 新审视了发酵工程，形成以下 关于现代发酵工程新思路：
(1)“微生物生物机器” 现代发酵工程依靠微生物活 细胞来完成发酵工厂生产线上的 不可缺少的加工(或转化)步骤, 在这个意义上,微生物活细胞就 是工业发酵生产线上不可缺少的 “微生物生物机器”。 2002.8.17 武汉生物工程教学研讨会
2002.8.17 武汉生物工程教学研讨会 9 （1）“微生物生物机器” ： 现代发酵工程依靠微生物活 细胞来完成发酵工厂生产线上的 不可缺少的加工（ 或转化 ）步骤， 在这个意义上，微生物活细胞就 是工业发酵生产线上不可缺少的 “微生物生物机器
(2)“微生物生物机器”的双重任务: 微生物生物机器与普通意义上的机器不 同,微生物生物机器必须由生物能直接驱动。 在典型的工业发酵的生产线上,微生物必须 完成“微生物生物机器”的“在线制造” 和“生产运行”的双重任务。“在线制 造”和“生产运行”应在不同的培养条 件下进行。“在线制造”阶段要控制 “机器”(微生物活细胞)的数量和质量; “生产运行”阶段不但要保证“机器” 数量的基本稳定,还要将细胞的代谢尽量维 持在适宜于目的产物生产的状态下 2002.8.17 武汉生物工程教学研讨会
2002.8.17 武汉生物工程教学研讨会 10 （2）“微生物生物机器” 的双重任务： 微生物生物机器与普通意义上的机器不 同，微生物生物机器必须由生物能直接驱动。 在典型的工业发酵的生产线上，微生物必须 完成 “ 微生物生物机器 ” 的 “ 在线制造” 和 “ 生产运行 ” 的双重任务。“ 在线制 造 ” 和 “ 生产运行 ” 应在不同的培养条 件下进行。“ 在线制造 ” 阶段要控制 “ 机器 ” （ 微生物活细胞）的数量和质量； “生产运行” 阶段不但要保证 “机器” 数量的基本稳定，还要将细胞的代谢尽量维 持在适宜于目的产物生产的状态下