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 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； 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 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 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