發酵工程論文

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發酵工程是利用工業微生物的特定性狀和功能,通過發酵過程來生產目的產物或將生物直接用於工業化生產的技術體系,是建立在發酵工業基礎上,與化學工程緊密結合的一門學科,現在是小編為您整理的發酵工程論文,希望對您有所幫助。

發酵工程論文

發酵工程論文

從多年發酵工程課程的講授以及國內大部分高校發酵工程課程的講授內容來看,發酵工程授課案例主要涉及到抗生素、氨基酸、檸檬酸等好氧發酵工藝及發酵機制,以及酒精、釀造酒、乳酸等厭氧發酵機制及工藝,很少涉及到基因工程產品如EGF、EPO、重組人乙肝疫苗等的發酵機制和工藝。生物技術藥物已廣泛用於治療癌症、艾滋病、貧血、發育不良、糖尿病、心力衰竭、血友病、囊性纖維變性和一些罕見的遺傳疾病[6]。目前我國從事生物技術藥物產業研究與開發人數僅相當於美國的1/4,從事生物醫藥產品研究與開發的人才更是嚴重不足,已成為制約我國生物醫藥產業發展的瓶頸。這就要求我們編制、修訂教學大綱時,在保留典型的傳統菌的好氧發酵和厭氧發酵案例基礎上,著重引入基因工程菌製藥的發酵工藝,擴充套件學生的知識面,為他們將來到製藥企業就業奠定良好基礎。

1選取合適的教材

發酵工程優秀教材很多,像《微生物工程工藝原理》、《微生物工程》、《發酵工藝原理與技術》、《生物工藝學》、《現代工業發酵調控學》、《發酵工藝學》等,我們在前些年的教學過程中也選用了多個版本的《微生物工程》,結合我校生物技術專業學生的知識體系和培養方向,目前我們選用全國高等學校發酵工程專用教材、教育部普通高等教育“十一五”國家級規劃教材華南理工大學姚汝華教授編寫的《微生物工程工藝原理》,此書按照發酵工藝操作單元的先後順序排布各章,脈絡清晰,系統性好,該書在難易程度上很適合我們的學生,但是該書側重於發酵機制的講授,發酵工藝和裝置沒有涉及。因此,在前期教學積累的基礎上,我們授課團隊正在努力編寫一本適合於我們自己的教材,增添發酵工藝及裝置,以及基因工程產品的發酵工藝。同時為提高學習的廣度和深度,為學生推薦了《發酵工藝原理》、《發酵裝置》、《發酵工程實驗技術》等參考書。

2開展發酵工程實驗,提高學生綜合素質

發酵工程是利用工業微生物的特定性狀和功能,通過發酵過程來生產目的產物或將生物直接用於工業化生產的技術體系,是建立在發酵工業基礎上,與化學工程緊密結合的一門學科,它是連線生命科學研究與應用的橋樑[7]。在基因工程和細胞工程的應用中,要想把定向改造的物種轉化成產品,也需用到發酵工程技術。發酵工程實驗開展的場所是發酵罐,這是發酵工業獨有的特點,同時有一套嚴密的工藝流程讓發酵原料通過菌種吸收轉化成我們所需要的發酵產品,發酵週期長,步驟繁多。通過發酵工程實驗課程的學習,培養學生實際動手操作能力,讓學生親自動手操作發酵罐,開展發酵罐空消和實消操作,以及常規發酵產品如酒精、檸檬酸、青黴素的發酵,使學生真正的達到學以致用,同時又鍛鍊了學生的自主性、創作性和責任心。師範院校的理科學生,普遍缺乏工藝概念,但他們又非常渴望瞭解真正的生產過程。我們針對發酵工程的主要內容,組織學生到啤酒廠、白酒廠、製藥企業開展生產實習,使學生親自到白酒、啤酒和藥物的生產線上瞭解工藝流程,切切實實的把課堂上學到的理論知識與生產工藝聯絡起來,學生反映收穫很大。總之,發酵工程實驗整合度較高,牽涉到生物化學、微生物學、分析化學、有機化學、發酵工藝學、化學原理等學科的實驗內容,有別於普通實驗課程的是工廠生產實習,真正做到理論實踐相結合,最終達到學以致用的培養目的。

3改進教學方法,切實提高學生創新能力

教學方法的改革,首先取決於教師本身的學術水平和綜合素質的提高,教學方法改革服從人才素質培養,以大面積提高教學質量為目標,和教學內容的改革密不可分。生動、豐富的教材,有價值的有說服力的'理論,以培養學生學習和實踐的態度、思維以及能力的開放式教學,無疑會激發學生的學習興趣。從某種意義上說教學的目的是教會學生“學會學習”,“授人以魚,不如授人以漁”。

3.1案例教學

發酵工程是一門實驗實踐極強的學科,知識的歸納和總結是建立於具體的發酵機制和工藝案例的基礎上。在授課過程中,典型的案例不僅使課堂生動形象,而且使學生容易理解和記憶,觸類旁通,達到知識遷移的目的。例如在講青黴素的發酵這部分內容時,通過詳細講解青黴素的發現,引出偉大的科學家弗萊明,進而講解青黴素發酵的發酵機制、過程控制、提取及純化相關內容,學生被激起興趣,學起來也容易接受。學習之後,可以引導學生進行討論,如抗生素的種類、我們生小病的時候用到了哪些抗生素、抗生素對能治療那些疾病、濫用抗生素有何危害等等問題,使學生從思想上真正理解“抗生素是一把雙刃劍”,從而在以後的生活中學以致用,進而影響身邊的人及下一代合理利用抗生素,為社會進步做出貢獻。

3.2啟發、討論式教學

講課的過程中首先講授難點、重點,善於提出問題,讓學生跟著老師的思路走,隨著一個又一個的問題啟發學生思考、歸納、總結。比如在講授發酵過程的控制這部分內容開始時,引入酸奶的發酵。酸奶在生活中很普遍,同學們也不陌生,有的同學家做過酸奶,因此對酸奶的發酵還有一點常識,接受起來更容易一些。首先提出問題,酸奶發酵的原料和菌種從哪裡來?酸奶發酵是好氧發酵還是厭氧發酵?發酵多長時間合適,夏天和冬天發酵時間一樣嗎?通過這些問題,啟發學生思考討論,最終引出酸奶的發酵工藝及注意事項,隨後在實驗課時讓每位同學親自動手做一款自己喜歡的酸奶,鞏固和吸收理論學習。

3.3比較歸納教學法

比較式教學法通過對不同知識點的對比分析,找到其相同和不同處,在比較的過程中對知識點歸納概括,有助於從本質上理解和記憶知識。比如在講授培養基的製備過程中,讓學生比較種子培養基與發酵培養基的相同點和不同點,說出兩種培養基C/N比有何不同及不同的原因是什麼。又比如在講培養基的滅菌時,在講述了分批滅菌和三種常見的連續滅菌流程連消塔——噴淋冷卻流程、噴射加熱——真空冷卻流程、薄板熱交換器連續滅菌流程之後,讓學生對分批滅菌和連續滅菌進行對比總結,學生就容易理清楚,弄懂複雜的內容。

4優化考試模式,重在平時學習的思考與探討

在發酵工程實驗及理論教學考核方法中,一是包括到課情況。在開課之前詳細向學生講述發酵工程課程在生物技術專業的應用及其重要性,課程的講授和考核方式,通過到課率來約束學生學習及實驗的自覺性。二是考核內容和考核方式多樣化,加強課堂考核、作業考核,平時考核與期末考核成績的比例由原來的3∶7加大到6∶4,綜合反映發酵工程課程實踐性強的特色。三是實踐教學實施“以考促訓,以賽促練”,強化技能培養,規定技能考試不過關,不允許參加理論考試。四是在教學中注重因材施教和個性化培養。

5小結

當前生物技術飛速發展,發酵新產品不斷湧出,它要求我們的發酵工程專業課教師在講授傳統知識的同時,不斷學習發酵工程方面的前沿知識,及時根據發酵工程產品市場更新教學內容,同時在授課的過程中靈活採用各種教學方法,甚至有必要到工廠車間實習實訓。從當前經濟發展和高校改革趨勢來看,生物技術專業不但在地方師範院校有很大的發展空間,而且也將是今後一些師範院校向綜合型大學轉型的必要環節。發酵工程課程作為生物技術專業的核心課程,是微生物學、生物化學、數學、計算機技術的應用,同時又是分子生物學、細胞工程、基因工程技術的深入開展,而生化工程、生物工業下游技術、微生物遺傳育種技術又是發酵工程課程的深入和補充,因此發酵工程課程在生物技術專業承上啟下,是一門非常重要的專業必修課程。所以,在當前轉型發展大形勢下,發酵工程課程教學改革勢在必行,必須以培養學生觀察問題、分析問題和解決問題的能力為目標,在開展理論教學基礎上,切實開展實驗教學和生產實習,最終培養出滿足企業、市場和科研需要的優秀畢業生。

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