《生物工程综合大实验》教学大纲2

(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

• 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

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；

• 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；

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

• 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，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，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

教学课件

• 1050412+生物工程专业大实验+陈敏.doc17-03-10下载量：17
• 基因工程实验.ppt13-06-20下载量：195
• 《生物工程综合大实验》教学大纲2.doc13-06-09下载量：198
• 7890A操作规程Agilent_7890A气相色...12-11-05下载量：97