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发酵技术论文范文

发酵技术论文

发酵技术论文范文第1篇

1选取合适的教材

发酵工程优秀教材很多,像《微生物工程工艺原理》、《微生物工程》、《发酵工艺原理与技术》、《生物工艺学》、《现代工业发酵调控学》、《发酵工艺学》等,我们在前些年的教学过程中也选用了多个版本的《微生物工程》,结合我校生物技术专业学生的知识体系和培养方向,目前我们选用全国高等学校发酵工程专用教材、教育部普通高等教育“十一五”部级规划教材华南理工大学姚汝华教授编写的《微生物工程工艺原理》,此书按照发酵工艺操作单元的先后顺序排布各章,脉络清晰,系统性好,该书在难易程度上很适合我们的学生,但是该书侧重于发酵机制的讲授,发酵工艺和设备没有涉及。因此,在前期教学积累的基础上,我们授课团队正在努力编写一本适合于我们自己的教材,增添发酵工艺及设备,以及基因工程产品的发酵工艺。同时为提高学习的广度和深度,为学生推荐了《发酵工艺原理》、《发酵设备》、《发酵工程实验技术》等参考书。

2开展发酵工程实验,提高学生综合素质

发酵工程是利用工业微生物的特定性状和功能,通过发酵过程来生产目的产物或将生物直接用于工业化生产的技术体系,是建立在发酵工业基础上,与化学工程紧密结合的一门学科,它是连接生命科学研究与应用的桥梁[7]。在基因工程和细胞工程的应用中,要想把定向改造的物种转化成产品,也需用到发酵工程技术。发酵工程实验开展的场所是发酵罐,这是发酵工业独有的特点,同时有一套严密的工艺流程让发酵原料通过菌种吸收转化成我们所需要的发酵产品,发酵周期长,步骤繁多。通过发酵工程实验课程的学习,培养学生实际动手操作能力,让学生亲自动手操作发酵罐,开展发酵罐空消和实消操作,以及常规发酵产品如酒精、柠檬酸、青霉素的发酵,使学生真正的达到学以致用,同时又锻炼了学生的自主性、创作性和责任心。师范院校的理科学生,普遍缺乏工艺概念,但他们又非常渴望了解真正的生产过程。我们针对发酵工程的主要内容,组织学生到啤酒厂、白酒厂、制药企业开展生产实习,使学生亲自到白酒、啤酒和药物的生产线上了解工艺流程,切切实实的把课堂上学到的理论知识与生产工艺联系起来,学生反映收获很大。总之,发酵工程实验集成度较高,牵涉到生物化学、微生物学、分析化学、有机化学、发酵工艺学、化学原理等学科的实验内容,有别于普通实验课程的是工厂生产实习,真正做到理论实践相结合,最终达到学以致用的培养目的。

3改进教学方法,切实提高学生创新能力

教学方法的改革,首先取决于教师本身的学术水平和综合素质的提高,教学方法改革服从人才素质培养,以大面积提高教学质量为目标,和教学内容的改革密不可分。生动、丰富的教材,有价值的有说服力的理论,以培养学生学习和实践的态度、思维以及能力的开放式教学,无疑会激发学生的学习兴趣。从某种意义上说教学的目的是教会学生“学会学习”,“授人以鱼,不如授人以渔”。

3.1案例教学

发酵工程是一门实验实践极强的学科,知识的归纳和总结是建立于具体的发酵机制和工艺案例的基础上。在授课过程中,典型的案例不仅使课堂生动形象,而且使学生容易理解和记忆,触类旁通,达到知识迁移的目的。例如在讲青霉素的发酵这部分内容时,通过详细讲解青霉素的发现,引出伟大的科学家弗莱明,进而讲解青霉素发酵的发酵机制、过程控制、提取及纯化相关内容,学生被激起兴趣,学起来也容易接受。学习之后,可以引导学生进行讨论,如抗生素的种类、我们生小病的时候用到了哪些抗生素、抗生素对能治疗那些疾病、滥用抗生素有何危害等等问题,使学生从思想上真正理解“抗生素是一把双刃剑”,从而在以后的生活中学以致用,进而影响身边的人及下一代合理利用抗生素,为社会进步做出贡献。

3.2启发、讨论式教学

讲课的过程中首先讲授难点、重点,善于提出问题,让学生跟着老师的思路走,随着一个又一个的问题启发学生思考、归纳、总结。比如在讲授发酵过程的控制这部分内容开始时,引入酸奶的发酵。酸奶在生活中很普遍,同学们也不陌生,有的同学家做过酸奶,因此对酸奶的发酵还有一点常识,接受起来更容易一些。首先提出问题,酸奶发酵的原料和菌种从哪里来?酸奶发酵是好氧发酵还是厌氧发酵?发酵多长时间合适,夏天和冬天发酵时间一样吗?通过这些问题,启发学生思考讨论,最终引出酸奶的发酵工艺及注意事项,随后在实验课时让每位同学亲自动手做一款自己喜欢的酸奶,巩固和吸收理论学习。

3.3比较归纳教学法

比较式教学法通过对不同知识点的对比分析,找到其相同和不同处,在比较的过程中对知识点归纳概括,有助于从本质上理解和记忆知识。比如在讲授培养基的制备过程中,让学生比较种子培养基与发酵培养基的相同点和不同点,说出两种培养基C/N比有何不同及不同的原因是什么。又比如在讲培养基的灭菌时,在讲述了分批灭菌和三种常见的连续灭菌流程连消塔——喷淋冷却流程、喷射加热——真空冷却流程、薄板热交换器连续灭菌流程之后,让学生对分批灭菌和连续灭菌进行对比总结,学生就容易理清楚,弄懂复杂的内容。

4优化考试模式,重在平时学习的思考与探讨

在发酵工程实验及理论教学考核方法中,一是包括到课情况。在开课之前详细向学生讲述发酵工程课程在生物技术专业的应用及其重要性,课程的讲授和考核方式,通过到课率来约束学生学习及实验的自觉性。二是考核内容和考核方式多样化,加强课堂考核、作业考核,平时考核与期末考核成绩的比例由原来的3∶7加大到6∶4,综合反映发酵工程课程实践性强的特色。三是实践教学实施“以考促训,以赛促练”,强化技能培养,规定技能考试不过关,不允许参加理论考试。四是在教学中注重因材施教和个性化培养。

5小结

发酵技术论文范文第2篇

1.1材料及仪器原材料:红糁、汾酒大曲、FJ-5酵母菌(生香酵母)。仪器设备:Agilent7890N气相色谱仪,美国Agilent公司;UV-5200紫外分光光度计,上海精密仪器有限公司;ENLOG-TMEX-T自动温度记录钮扣系统;傅立叶近红外光谱仪InfraxactLab。

1.2酵母菌培养基活化培养基:黄豆芽10g、葡萄糖5g、水100mL、琼脂1.8g、自然pH值。富集培养基:黄豆芽10g、葡萄糖5g、水100mL、自然pH值。

1.3分析方法总酯测定:按GB/T10345—2007方法进行。乙酸乙酯测定:利用Agilent7890N气相色谱仪进行检测。色谱条件:进样口温度230℃,载气He(99.999%);恒流1.0mL/min,分流比50:1,进样量1uL;程序升温,初始温度60℃,保持1min,以5℃/min升至155℃,再以3℃/min升至180℃,保持10min。感官品评:按照标准感官分析方法GB10345-2007进行。

1.4实验步骤在公司同一个实验班组上进行,以保证实验过程当中工艺操作的一致性。实验分4组实验进行,以正常大生产为对照。实验组间除了FJ-5菌液(OD值为1.6~1.8,620nm处测定)用量不同外,其它因素全部相同。各组实验配料、堆积时间、堆积规格等参数结果见表1。每个实验组分别连续重复实验5d,其他未涉及工艺参数参照汾酒传统工艺执行。

2结果与分析

2.1发酵品温变化规律白酒酿造过程酒醅品温变化规律或是紊乱能够直接反映材料发酵情况是否正常。而发酵材料当中酵母菌、细菌等功能微生物有序代谢、有序放热正是酒醅品温有规律变化的一种内在驱动。从图1中各实验组品温的变化来看,堆积过程中,实验4组的最高品温变化可达到36℃,超过了酵母菌最适宜的生长温度。而实验1、实验2、实验3三组在堆积过程当中的最高品温并未超过33℃。而且实验3组的最高堆积品温要比实验1和实验2组高出2℃~3℃。分析可能实验3的酵母菌强化剂量与材料堆积规格的匹配对于提供酵母菌适宜的生长代谢温度较其他3个实验组更加合理所致。发酵进入地缸以后,除实验4组明显没有遵循汾酒发酵“前缓、中挺、后缓落”的品温变化规律外,其它实验组均与正常大生产酒醅表现出相似的品温变化趋势。而且由于实验组材料有前期堆积富集微生物的过程,所以整体上来说实验组特别是实验1和实验3组材料的顶火时间要比正常大生产要长2~3d。

2.2堆积发酵过程中酵母菌数量分析材料堆积过程中一方面可以提供酒醅本身携带的酵母菌一个有氧环境,使其进行数量的大量繁殖;另一方面,通过堆积,也可网罗一部分空气当中的酵母菌[9]。通过微生物平板培养计数,结果如图2所示。图2结果表明,实验4组由于堆积过程当中堆积温度超出了酵母菌最适宜的生长温度,导致在堆积过程当中,其酵母菌数量最高仅达4.15×106cfu/g,远远低于实验1、实验2、实验3组中酵母菌的数量。其中,实验3组当中酵母菌富集效果最好,达到了3.72×108cfu/g,结合图1中的品温情况,说明要保证后期发酵材料的较高的顶火温度和较长的顶火时间,前期的堆积过程必须控制好堆积温度,堆积温度最好不要超过酵母菌等微生物的最适生长温度。

2.3在制品(15对时)酒度、出酒数量对比清香型白酒酿造过程当中,7~15对时这个阶段,是酒精发酵的主要阶段,15对时之后,随着酒醅中酒度、酸度的积累,对大多数酵母菌生长代谢造成负面影响,一般酒醅中酒精含量变化不是很大。所以15对时的酒精度可代表酒醅发酵过程当中整体酒精生成量的多寡。图3中数据可以看到,实验组15对时酒精度均低于正常大生产。通过t检验显著性分析,其中实验1、实验2、实验3组分别与正常大生产15对时酒度在0.05水平下p值(0.23、0.45、0.28)均>0.05,差异性不显著。而实验4组酒醅15对时酒度与正常大生产显著性分析p值(0.03)<0.05,差异性显著。分析实验1、实验2、实验3组酒醅15对时酒精度略低于正常大生产的原因在于实验组在堆积过程中散失了部分水分有直接关系。而实验4组酒醅产酒精量较少可能是由堆积过程中过高的堆积温度杀死了一部分产醇酵母菌所引起的[10]。出酒数量方面,各实验组最终出酒数量多寡基本与15对时酒精度的对比情况一致,结果见图4。

2.4原酒总酯、乙酯/乳酯比值及感官品评结果

2.4.1原酒总酯、乙酯/乳酯比值结果分析原酒中总酯含量的高低在很大程度上决定了酒液放香特点是否良好,此外,汾酒中乙酯与乳酯的比例对于保证清香风格有重要作用。目前清香白酒的生产实践表明,适当提高乙酯与乳酯的比例对于酒体品质的改善有十分积极的作用。从图5中数据可以看到,4个实验组中实验3组所产原酒总酯含量最高,可达8.3g/L,比正常大生产的4.7g/L高出76.6%。而实验1和实验2组总酯含量相当,分别是7.3g/L和7.5g/L。其中,实验4组在四个实验组中总酯含量最低,但比正常大生产也高出19.1%。这说明堆积发酵结合生物工程技术强化生香酵母的方法是一种切实可行的提高汾酒总酯含量的方法。从图6中各实验组及对照组乙酯/乳酯的比值数据可以看到,通过实验组乙酯与乳酯的比值均有不同程度的提高,其中实验3所产乙酯/乳酯比例提高最多,高达1.5。

2.4.2实验组感官品评分析根据1.3方法对各实验酒样进行品评,结果见表7。结合表7描述,可以看到实验原酒普遍较正常大生产原酒表现出更明显的苹果香,清香风格典型。而且实验3所产原酒经品评放香、口感均比较理想。

3结论

3.1经中试实验可知,采用将3‰的FJ-5酵母菌液强化到正常汾酒配料当中,堆积发酵2d之后再进行入缸发酵的方法可较大程度地提高汾酒的总酯含量,提高幅度高达76.6%,能够很好地保证和提升汾酒品质。

3.2通过堆积发酵结合生物工程技术强化发酵体系中生香酵母数量的方法可在一定程度上提高汾酒中乙酯/乳酯的比值,最高可提高至1.5,在提高总酯的同时,实现了“增乙降乳”的目的,可大大地提升了汾酒的放香和口感。

3.3通过实验发现,由于大多数生香酵母具有好氧繁殖、厌氧代谢的特点,通过人工强化结合堆积自然网罗微生物的方法大大地丰富了汾酒发酵体系当中生香酵母的数量,进而为发酵后期提高汾酒总酯含量和产品品质打下基础。

3.4该研究在堆积时间的选择上没有进行梯度实验,堆积时间长短对于汾酒总酯含量的影响还有待进一步研究。

发酵技术论文范文第3篇

可采用移动式塑料大棚和简易砖混石棉瓦2种结构形式。鸭舍东西走向,坐北朝南。每栋长30~55米、跨度6~9米、顶高2.5~3米,拱形结构。鸭舍外墙开挖排水沟,设置棚舍通风口、照明、供水、供暖、喷雾装置等设施;棚顶覆盖薄膜、气泡膜隔热层或稻草、遮阳网,两侧安装摇膜装置,便于调节舍内温湿度。在鸭舍内圈外侧可留2米左右的空间用于堆放饲料和储存工具。鸭舍围栏高40~60厘米,用丝网或塑料网围成。料槽设在鸭舍发酵床中部,饮水槽设在鸭舍两侧边缘。将饮水槽安装在漏缝地板上方,有利于将鸭饮水或嬉水时洒落的水及时、充分地排出,以防止床面潮湿。发酵床的建造方式有地上、地下和半地上式3种。饲养肉鸭的发酵床深度一般40厘米为宜,因此地下式发酵床应下挖40厘米,铺上垫料后与地面平齐,床底部为自然土层。四周用水泥预制板、砖块、木板等材料砌挡土墙,以防止泥土坍塌。地上式发酵床则在四周砌成略高于垫料的矮墙,床底部为自然土层。地上式发酵床也适用于旧鸭舍的改造,地面要求是泥地;若为水泥地面,可开钻直径为4厘米左右的孔,每平方米6~10个。半地下式发酵床,可参照以上2种方式,只需下挖20~30厘米,利用相应材料砌挡土墙。

2.发酵床垫料制作

根据惰性强、透气性好、吸水性能强和无毒害等原则选择垫料原料,锯木屑是发酵床垫料首选,同时结合当地资源情况,选择稻壳、花生壳、玉米芯和干稻草粉进行适当比例的替换。垫料成分比例为:锯木屑50%~60%、稻壳(或粉碎的玉米秸秆、玉米芯和花生壳等)40%~50%、米糠1%。按每立方米垫料添加固体生物发酵剂0.1~0.2公斤,发酵剂主要成分为乳酸菌、酵母菌、地衣芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌等,有效活菌含量大于100亿个/克,添加前用水搅匀稀释发酵剂预先复活和扩繁。将发酵菌种均匀喷洒在发酵床垫料上,混合过程中要边搅拌边喷水,使含水量控制在35%~40%之间(以手握紧垫料能成团不滴水,松手能散开为宜)。混合好后的发酵床垫料需通过堆积发酵熟化,堆积高度为1~1.5米,每堆体积至少10立方米,铺上草毡或麻布袋。2~3天后,在垫料快速升温时翻堆,以使其发酵完全,垫料层温度达到35℃以上即说明发酵床已形成。发酵成熟时间一般是夏天4~6天、冬天7~9天,气温越低所需时间越长。采用分层法铺设发酵床,先将未粉碎的稻谷壳、花生壳、棉籽壳或粉碎的玉米秸秆、玉米芯等铺在发酵床最底层,厚度为5~8厘米,再由内往外翻耙平整发酵成熟的垫料,然后在垫料表面铺设10厘米左右现配的未经发酵的垫料原料,经过24小时后即可进鸭。发酵床垫料厚度以40厘米左右为宜,不得低于30厘米。

3.发酵床日常维护

使用发酵床育雏,要提前12小时预先升温。如果不在发酵床中育雏,则进鸭后的前10天为观察期,防止垫料表面扬尘。若垫料太干,有扬尘出现,应根据其干燥程度向垫料表层喷洒清水。每周根据垫料湿度和发酵情况翻垫料2~3次,随肉鸭日龄和群体密度的增大应适当提高频率,可采用人工或小型翻耙机翻料。一般8~15日龄每3~4天翻料1次,16~42日龄每2~3天翻料1次。每批肉鸭出栏后,在垫料中掺入适量的菌种,重新堆积发酵,待下批肉鸭进场。

4.肉鸭饲养管理

发酵床养鸭和常规饲养方式在饲料配制、温度、湿度、光照等日常管理方面类似,但在育雏期管理、密度控制、通风管理等方面存在一定的差异。

①育雏期管理。发酵床饲养肉鸭可采用雏鸭在专用育雏舍、生长育肥期转至发酵床饲养的两阶段饲养模式,也可采用育雏至出栏全部于发酵床饲养的模式。前一种模式在专门的育雏舍育雏;后一种模式则在较小的育雏区内进行,在育雏区内育雏时,周围用塑料薄膜与外界分隔开。随着肉鸭的生长,育雏区逐步扩大,直至布满整个发酵床鸭舍。

②饲养密度。发酵床养鸭密度相比传统饲养方式略小一些。一般发酵床饲养肉鸭每平方米密度为:1周龄30~35只、2周龄10~12只、3~5周龄6~8只、成年中鸭6~7只、成年大型肉鸭4~6只。

③通风管理。对半封闭鸭舍通风的目的在于调节舍内温度与湿度,而对于全封闭鸭舍则还有排出舍内污浊的空气,流通新鲜空气的作用。相比传统饲养方式,因发酵床自身产热,对鸭舍通风的要求更高。

④防暑降温。高温季节,特别是夏季气温和发酵热构成了高温、高湿的环境,极易导致鸭群热应激反应。全封闭房舍宜采用适当的水帘、冷风机和喷雾降温,加强通风、降低饲养密度等综合措施来缓解高温、高湿对鸭群的影响。对于半封闭鸭舍,可采用喷雾和架设遮阳网等方式缓解鸭群的热应激。

发酵技术论文范文第4篇

关键词:发酵工程 教学 改革与实践

“发酵工程”是“轻工技术与工程”一级学科下的二级学科,在很多轻工类、生物工程类、农业类院校甚至综合性院校中设立。作为学科平台课和专业核心课,《发酵工程》是发酵工程、生物工程、微生物学、生物制药、生物化工等多专业的必修课,具有重要的地位。江南大学的发酵工程学科是国家重点学科,具有部级精品课程《发酵工程》。本课程在江南大学一线老师一代又一代的努力下,从教学内容、教学方法、实践教学等不同方面作了大量的改革与探索,取得了非常突出的成绩,积累了丰富经验。下面就谈一谈这方面的情况。[1]

一、精选教学内容

目前国内同行应用较多的是2006年李艳主编的《发酵工程原理与技术》和2003年姚汝华主编的《微生物工程工艺原理》,这些教材面世时间较长,未能吸收发酵工程领域的最近前沿进展。针对这一情况,江南大学组织专家学者陆续编写了普通高等教育“十一五”部级规划教材《发酵工程》(徐岩编,2011年出版),“十二五”部级规划教材《发酵工程原理与技术》(陈坚、堵国成主编,2012年出版)和案例版生物工程系列规划教材《发酵工程》(许赣荣、胡鹏刚主编,2013年出版)。这些教材结合了发酵工程学科的最新研究进展,辅以大量生动案例、图文并茂,能够深入浅出的讲解发酵工程的原理和技术应用。江南大学在生物技术、生物工程、酿酒工程等多个本科专业中开设了《发酵工程》的课程,教务部门要求各一线教师选用最新的精品教材。因此,上述教材的出版为本校教师在教学上提供了关键的蓝本。[2]

《发酵工程》课程内容涉及到微生物的生理活动等知识,以及对微生物进行的理性和非理性改造等理论,同时牵涉到到化工分离单元操作等理论,这些理论在本课程讲授过程中不会非常详细的展开,因此需要学生具备微生物学、生物化学、分子生物学的基本理论知识。因此本校在课程日程上将《发酵工程》安排在上述课程之后,将不同课程相关知识点进行关联,并突出本课程的重点,增强了知识的延续性和交叉性,保证了学生学习效果。

在教学大纲制定上,以发酵过程的微生物学原理为主线,以发酵过程操作为顺序,制定教学计划和进度。在章节安排上,按照这样的顺序进行讲解:发酵过程的生物学和生物化学基础,原料预处理及无菌培养基制备,无菌空气制备,发酵过程控制和优化(包括发酵参数的影响和监测、发酵动力学和把发酵过程建模和优化、分阶段优化等控制技术)以及染菌防治,下游分离提取工艺,同时将固定化细胞发酵、基因工程菌发酵、固态发酵、动植物细胞培养和发酵经济学放在课程最后作为单独专题讲解。这样的讲解程序既讲清了发酵过程的原理和技术,又在顺序上与发酵过程操作程序很匹配,逻辑性很强;同时增加的专题是对前述发酵过程原理和技术的强化,又能引入生动的案例分析,趣味性较强。

二、优化教学方法和教学手段

随着计算机技术的发展,利用多媒体技术与网络教学资源进行课堂教学成为主流教学形式。首先在教学材料上,尽量减少文字,多采用图示、照片、音频和视频的素材,使教学ppt图文并茂、有声有色。与传统板书相比,一方面多媒体教学能减少写字、画图的时间从而提高效率,增加教学内容,特别是对发酵工程这样一门分量较重知识点较多的课程显得尤为重要;另一方面,发酵工程上的很多知识点如发酵设备无法通过文字和语言表达讲解清楚,因此照片甚至视频的出现就能很好解决这个问题;另外,通过不同感官刺激能显著增加学生的学习兴趣和学习效果。

在教学形式上,除了教师讲解以外,还应该增强学生自主学习。根据教学进度定期安排学生进行seminar。形式如下:将班级成员分成多个小组,每个小组由四五人组成,设立组长一名。每个小组根据课堂教师讲解的知识点自由选择案例准备材料,由组长安排分工合作,并上台讲解展示,在此过程中其他组别对其进行提问打分。通过这样一种形式,能够增强学生自主学习能力,学生为了准备材料会查阅很多资料,是对知识点的再次复习过程,同时也是理论结合实际,增强了学习效果。[3]

三、强化实践教学

实践教学是运用所学理论知识到实践过程的一种教学方式,是一种比较直观的教学形式,能强化理论教学效果,对培养学生的创新精神与实践能力有着特殊作用,因此要将实践教学和理论教学结合起来。一是在进行理论教学的同时进行现场参观并讲解等教学形式。江南大学拥有粮食发酵与工艺国家工程实验室、食品科学与技术国家重点实验室等平台,不仅具有发酵领域的各种先进设备和仪器,同时还拥有发酵过程中试车间。在学习理论知识的同时,现场参观、讲解这些设备的操作和实用,能显著增强学生学习效果。二是将实验环节和理论教学环节结合起来。通过精心设计实验内容,将经典的发酵案例和理论教学结合起来,使学生在实验过程中能明白发酵过程的生物学原理,并能熟练掌握发酵操作过程的关键技术。三是实习环节。江南大学和国内外众多发酵型企业保持良好合作关系,如茅台、五粮液、青岛啤酒、中粮等企业,可以安排学生利用暑期实践去工厂进行两个月的实训,熟悉发酵操作过程,巩固了课堂所学的理论知识。[4]

参考文献:

[1]徐岩.发酵工程[M].北京:高等教育出版社,2011

[2]陈坚,堵国成.发酵工程[M].北京:化学工业出版社,2012

发酵技术论文范文第5篇

关键词:发酵工程;实验教学;课程

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)28-0237-02

发酵工程是发酵工业的支撑学科,也是整个生物工程的核心。随着生物技术的发展,发酵工程的技术和理论已经广泛应用于生物制药、食品化工、环境化工等领域。通过发酵工程课程的学习,不仅能够掌握发酵工程的原理及发酵控制过程优化,而且对系统地了解生物技术及其工业化应用具有重要意义。对于理科专业,发酵工程在增强学生的工程意识、提高学生的科学素养,为生物学科理科专业的学生奠定工程学科的概念和基础方面起到重要作用。作为一门实践性很强的学科,发酵工程学科取得的每一个进步都和实验技术的发展密切相关。因此学习发酵工程,不仅要掌握坚实的基础理论知识,更要熟练地掌握实验操作技能,从而在实验中发现并解决问题,加速发酵产品的开发。培养创新人才需要在课程设置上增加社会调查实践、综合实验训练和课程综合设计等实践教学环节学分,促进理论与实践的紧密结合。为满足社会对应用型、技能型产业化人才的需求,必须提高对发酵工程实验的重视程度,并把传统的实验教学内容转向综合研究型、应用创新型模式。

一、建立层次合理的实验教学模式

发酵工程学课程是理科生物技术专业必修专业基础课之一,课程内容主要包括原料和菌种制备、发酵设备、发酵过程参数检测及发酵工艺控制、发酵产品的分离纯化等内容,贯穿了整个发酵工程学的主线。但理科专业开设的发酵工程及实验课程普遍学时较少,只能开设简单的基础性的实验,无法开展稍复杂的综合性设计性实验,不利于培养学生理论与实践相结合解决发酵工程实际问题的能力。因此,非常有必要在人才培养方案中增加发酵工程实验课学时,修改实验教学大纲,扩充和丰富实验教学内容,在条件成熟时单独开设发酵工程综合实验课。

传统的理科专业所开设的发酵工程实验教学过于偏重基础性和验证性实验,难以调动学生兴趣、积极性和探索求新的愿望。同时,由于实验条件和设备的缺乏,实验教学系统性和层次性不够,实验项目的设置缺乏将同一学科的各个知识点串联起来的实验培训,缺乏让学生进行系统地学习、综合运用所学知识与技能的主线。这样实验内容难以有挑战性,学生难以发生兴趣或产生求索的欲望,从而不重视实验,达不到预期目标。传统的发酵工程单元实验教学内容主要包括常见仪器设备的使用、培养基的配制、接种技术、菌种活化、菌体染色及形态观察、菌种选育及保藏等。在修订实验教学大纲时,可考虑改变传统的单元实验教学模式,设置基础性综合实验和研究型综合实验,每个实验都涵盖发酵工程中的基本操作技术,包括菌种的制备,扩大培养,发酵罐和培养基的消毒灭菌、接种技术、发酵参数测定、产物的分离纯化等,使学生能够对发酵工程的知识点综合运用,融会贯通,对发酵工程中的工程技术问题和生物学基础知识有更深刻的认识。

二、设置创新性综合性实验教学内容

根据实验室的设备和实验条件,依据实验学时的设置,可考虑开设三类综合实验,第一类为传统发酵制品实验,例如淀粉酶发酵实验、乳酸发酵实验、葡萄酒发酵实验;第二类为经典发酵综合实验:例如谷氨酸发酵实验;第三类为新型产品发酵综合实验,例如普鲁兰多糖发酵实验。传统发酵制品实验规模较小,可依据学时灵活设置,实验内容贴近生活,容易激发学生对发酵工程课程的兴趣。大型经典发酵实验,贯穿整个谷氨酸工业生产过程,将对工业发酵工艺流程进行实验室完全再现,包含十个小型实验,即谷氨酸菌种活化及扩大培养,谷氨酸菌种质量检测,谷氨酸脱羧酶的制备,发酵罐的构造及空消,发酵培养基的制备及实消,谷氨酸的中糖发酵及控制,发酵过程中谷氨酸含量测定,发酵过程中还原糖的测定,发酵过程中菌浓度测定及菌体形态观察,谷氨酸的离子交换回收,谷氨酸的等电回收及结晶。学生通过实验可以掌握谷氨酸这种经典发酵产品的生产过程,通过不同的实验单元培训,对发酵生产有整体性认识。新型产品发酵综合实验根据课程组教师的科研课题内容设计,例如普鲁兰多糖发酵综合实验,包括菌种活化及扩大培养,发酵罐分批发酵法生产普鲁兰多糖,发酵过程中还原糖的测定,普鲁兰多糖含量的测定,发酵过程菌体形态观察,发酵液的除菌,普鲁兰多糖分离提取。新型产品发酵过程设置一定的挑战性,发酵原料的选择,发酵过程控制方式和产物的分离纯化都由学生自主查阅资料并选择实施。

三种不同类型的实验,能使学生初步掌握一种完整的发酵产品的生产过程,对发酵工程实验形成一个系统的认识,培养学生的专业应用技能。另外,新型发酵产品综合实验,能使学生了解新的工业发酵产品的研发过程,学生在参与实验过程中,学习如何查阅资料,如何对实验结果和成败原因进行分析,可以提高学生独立分析问题、解决问题的能力,培养学生良好的科学素质和创新能力。

三、合理安排实验教学时间

微生物的发酵周期比较长,实验需连续进行,常常需要夜间维护看罐,常规的教学计划很难进行系统合理的安排,只能集中安排。发酵工程实验课程安排在大学四年级上学期,学生课程相对较少,鉴于发酵工程实验的特殊性和便于开展综合性实验,应采用集中排课的方式,可以每周8~12个学时,连续2~3周,以保证实验的连续性。集中排课有利于学生在一段时间内将注意力集中,投入实验状态,综合应用已学的理论与技术知识完成实验,也使学生初步了解发酵工程科研特点,为以后的毕业论文打好基础。

四、实验教学方法和过程管理

在实验之前,对实验内容、时间安排、分组设置制定详细的表格发给同学,便于同学们按照时间表自觉主动地完成实验的准备和实施。在整个实验过程中,发酵罐的清洗、培养基的配置、灭菌操作到实验材料的准备、菌种的活化及扩培、上罐接种以及最后实验结果的检测等全部由学生自主完成。教师对实验内容提供必要的讲解,提示实验过程中的注意事项,启发其对所学理论知识的思考,激发学生的创造性思维和动手能力,主动思考实验原理及操作要点,加深对理论知识的理解;对于实验中所用的大型设备在试验开始之前进行集中操作培训,确保在试验中学生能够独立正确操作,实验设备能够运行良好。每次实验进行之前,教师必须强调实验室安全问题,规范实验室使用、药品使用等规章制度。实验分组以6~8名同学一组,设置组长,在不同的实验阶段,组长由小组内每个同学轮流担任,组长负责人员任务分配和协调以及实验记录的提交。学生实验过程中小组成员共同商议实验的进程及具体安排,并做好书面的人员安排记录。这样的分组方式和组长轮换制度使学生能够互相配合,激发每个成员的积极性,培养学生的团队精神。另外,对于实验技能单元采用新型教学手段,如拍摄视频短片和动画演示给学生,使学生能够理解和巩固相关知识和技术。

五、设计实验课程考核体系

对实验过程的考核是保证实验教学质量和效果的重要环节,根据实验体系中各种类型的实验项目和内容的实施特点,应注重对学生实验过程实验方法和解决问题能力的全方位综合性考核。

对于综合性实验,在每个小实验结束后,由小组成员共同填写实验记录结果,对实验结果进行分析,并讨论下一个实验方案,写出书面的实验计划安排。全部实验结束后,每个小组撰写实验报告,格式按照正式生物科技论文写作的稿件要求,包括题目、摘要、关键词、引言、实验材料和方法、结果、讨论、参考文献、附录等内容,教师应在撰写之前对实验报告的格式和写作方法进行介绍,提供模板。每个小组成员都要写出实验心得体会,同时制作幻灯片在实验报告会上向全班同学展示。实验成绩由实验出勤率、实验结果、实验报告的质量、实验心得体会以及实验报告展示答辩等多方面组成。这样的考核方式,有利于学生体验科学研究的各个环节以及练习科技论文写作方法。

六、建设完善的实验教学平台

由于各方面的原因,我院的实验设备和实验条件较匮乏,尤其是微生物实验室和发酵工程实验室设备过于陈旧,仅能开设基础实验项目,综合性实验项目所需的条件不足。实验室有二联体不锈钢机械搅拌发酵罐及相关附属设备,高速管式离心机和小型喷雾干燥机等分离设备,具备一定的基础。但非常缺乏发酵过程所需的各类实验室基本仪器,小型发酵罐配套设备如葡萄糖测定传感器、发酵尾气分析仪,以及下游分离所需的小试型微滤/超滤管式膜分离系统。另外发酵罐过少限制了本科实验教学,购置更多的小型发酵罐,便于学生分组进行实验。由此有必要在未来加强相关的应用微生物与发酵工程基础教学和研究实验平台建设。建立专门的发酵工程实验平台,作为发酵工程综合实验和校内实训基地。我院目前每年都有校级和部级大学生科研训练计划,鼓励本科生参与科研项目,发酵工程实验教学平台也可设置开放实验室,作为大学生创新创业训练和科研训练的平台。

在校内建立完善的发酵工程综合实验室和实训基地,加大开放性实验的力度,不仅可以帮助相关本科学生拓宽学生知识面,了解企业研发流程,掌握过硬的专业实践技能,还可以通过平台培养研究生,使之成为发酵工程技术研究和技术创新平台。另外,在此基础上,与周边地区的大型制药企业、发酵企业合作,设立校外实习基地,通过参观和讲解,学生可以了解企业的发展历程、产品种类、生产流程、营销方式,以及新产品的研发流程等,学习书本上学不到的知识,加深对发酵理论和知识的理解,增加学生对现酵企业的认识。

参考文献:

发酵技术论文范文第6篇

【关键词】发酵;中药;应用

近年来,发酵技术越来越广泛的应用到中药研究中来,逐渐形成一种新型的研究技术。该方法主要是在一定的条件下,对中药材进行发酵从而得到目标产物或达到改善药效等目的。传统的发酵过程,一般由三种物质组成,即菌体、基质及代谢产物,从前我们只考虑发酵过程中菌体和代谢产物的变化,故而通过传统发酵得到的是微生物菌丝体、代谢酶制剂和初级、次级代谢产物[1],随着发酵技术与中药研发技术的联合运用,人们渐渐的开始关注基质的变化[2],从而衍生出微生物发酵转化技术,它具有改变毒性、提高药效、加速吸收[3]、改善口味[4]等优点,现就得到不同发酵产物的发酵方法在中药研究中应用进行了简略的分析。

1 菌丝体发酵

菌丝体的发酵是一种通过固态发酵来获取微生物菌丝体的方式,其主要目的是获取菌丝体。由于药用真菌可于菌丝体等内产生具有药理活性物质,为扩大药源,改进真菌类药物的生产方法,或者寻找与昂贵中药相同药效的代用品[5],故而近年来常采用菌丝体发酵。如裂褶菌具有多种生物活性,被广泛应用于防治各种疾病,但其来源较为有限从而限制了它的开发,李雪[6]采用了深层发酵获得了该种大型真菌的菌丝体,并对其进行了药理研究,实验证明它有抗肿瘤等活性。

2 微生物酶发酵

微生物发酵技术是通过发酵方式来从微生物细胞中获取人们所需要的酶制剂,该方法具有繁殖快、周期短、产量高、方法简单等优点。由于人们对酶制剂的需求量日益增加,故对微生物酶发酵的研究也日益深入,一般地,微生物酶发酵技术的生产方法包括传统固体发酵、液体深层发酵和固定化细胞发酵,可通过控制发酵条件、添加诱导物、降低阻遏物浓度、添加表面活性剂和酶促进剂等方式来提高酶的产量。

微生物酶发酵技术的应用之一是常被用来制作药曲,它是由曲类中药在一定条件下由霉菌和酶的分解作用使药物发泡、生衣制成的[7],是人们日常生活中发散解表、健脾开胃的必备良药。

3 微生物代谢产物的发酵

该方法是通过发酵方式获取微生物的代谢产物,包括初级和次级代谢产物,是微生物发酵的主要类型,也是早期发酵技术的主要方向。因经发酵提取的蛋白质、多糖、生物碱、抗生素等具有很强的药理作用和保健功能,得到了广泛的应用。好氧发酵的能量代谢产物基本上都是有机酸,而厌氧型发酵会得到一些特殊的代谢产物,如乳酸的发酵、丙酮/丁醇的发酵等。

由于该方法起步早,故发展较为成熟,近年来已有原来单纯的培养方法和提取代谢产物的方法研究转变到了结合新技术分析鉴定代谢产物[8]和对发酵过程中的代谢调控[1]。

4 微生物转化发酵

该方法是一种新兴的发酵技术,近年来在中药领域被广泛的研究。它是以微生物作为一种天然的反应器,通过发酵手段对天然产物的结构进行修饰及转化从而达到改善药效等目的。将发酵技术运用于中药研发中,可将中药大分子转化为人体易吸收的小分子,还可增加某些有效成分的含量,从而增加药效。

薛慧玲[9]曾做过微生物发酵转化黄芩的研究,实验表明在酶的作用下,增加了黄岑苷的水溶性,从而提高了有效成分的溶出率,使得发酵品同等剂量时其药效明显优于传统药效;而王辉[10]则通过微生物转化法用米曲霉将虎杖中白藜芦醇苷转化为白藜芦醇,与细胞壁上的纤维素被部分水解,得到较高的转化率,加速了产物的溶出,从而解决了白藜芦醇的含量偏低的问题。除了对单味中药的微生物转化外,该方法对复方制剂也有较好的改善作用,如臧建伟[11]曾用光合细菌对六味地黄汤进行微生物转化,结果表明发酵后的处方在治疗肾阴虚、抗衰老等方面的作用增强,效果优于传统的六味地黄汤。目前,在微生物转化发酵领域研究较为前沿的方法是发酵菌株和中药的双向发酵技术,通过对不同条件下的药效研究实验,从而选择更优化的转化发酵条件,该方法更有益提高基质中的药用成分,充分发挥其优势[2]。

5 结论

根据发酵产物的性质可将发酵方法分为菌丝体发酵、微生物酶发酵、微生物代谢产物的发酵以及微生物转化发酵,其中前三种是传统的发酵技术,微生物转化发酵将是未来中药研究的新方向,它不仅可以改变某些中药的毒性、提高药效、加速吸收、改善口味等,还可通过发酵对中药中的成分进行结构修饰,从而改变药性,甚至得到新的有效成分,扩大药物的应用范围。

参考文献

[1] 贾景明.中药生物技术.化学工业出版社,2008.

[2] 许晓燕,郑林用,等.灵丹菌质双向发酵工艺及药效品质研究.中国食用菌.2010,29(2):28-31.

[3] 王延年,董雪,等.中药发酵研究进展.世界科学技术-中医药现代化,2010,12(3):437-441.

[4] 陆俊,刘佳佳,徐刚标,等.微生物发酵对大蒜风味及活性成分的影响.食品工业科技,2008,29(8):150-152.

[5] 姜文侠,孙武岳,等.蝙蝠蛾拟青霉菌丝体发酵的研究.微生物学通报,1999,26(3):192-194.

[6] 李雪.裂褶菌液体发酵条件及发酵产物的药理活性研究.吉林农业大学硕士学位论文,2008.

[7] 徐志刚.常用曲类中药及临床应用.浙江中西医结合杂志,2008,18(12):777.

[8] 那淑敏,贾士芳,等.嗜酸乳杆菌发酵代谢产物分析.中国微生态学杂志,1999,11(5):266-268.

[9] 薛慧玲.微生物发酵转化黄芩的研究.四川大学硕士学位论文,2006.

发酵技术论文范文第7篇

【关键词】发酵工程;创新方法;理论;实践

发酵工程是一级学科“轻工技术与工程”中的一个重要分支和重点发展的二级学科,在生物技术产业化过程中起着关键作用。已经从过去简单的生产酒精类饮料、生产醋酸和发酵面包发展成为生物工程的一个极其重要的分支,成为一个包括微生物学、化学工程、基因工程、细胞工程、机械工程和计算机软硬件工程的一个多学科工程。发酵工程以物理化学、生物化学、微生物学、化工原理等理论为基础,覆盖了传统酿造工业、抗生素工业、酶制剂工业、氨基酸工业和新兴生物制品、生物制药等领域,其广泛应用于医药工业、食品工业和环境科学等领域。发酵技术涉及到解决人类所面临的食品与营养、健康与环境、资源与能源等重大问题,为人类社会带来巨大经济和社会效益,因而发酵技术被誉为工业生物技术的核心[1-2]。

发酵工程课程作为高等院校生物工程专业的核心课程,一直倍受各相关高校的关注和重视。由于发酵工程课程内容属于偏应用型的知识,各高校主要以课程理论教学和实验教学为主,大都缺乏理论联系实际,造成了教学过程中的诸多问题,大体表现在以下几个方面。

(1)理论教学方面

教学方法基本上还是传统的讲授式教学,基本采用以教师为中心的灌输式和以单纯传授知识为主的教学方法。这种以教师为主体的教学,学生处于被动接受地位。一堂课下来教师很辛苦,学生也昏昏欲睡,教学效果不好。学生学习缺乏兴趣,在学习中没有积极性和主动性。

由于学科的知识、技术不断得到完善和丰富,使得课堂上需要讲授的内容不断增多,随着教学改革的不断深入,专业课的学时又不断被压缩,使教学时间不足问题日益突出。发酵工程类的专业课教学要求教师需要有渊博的知识,也应具有一定的生产应用和科研经历,这样就能深入浅出地联系生活的实际问题讲解专业课程相关知识,而目前高校教师大都缺乏生产应用经历,繁杂的纯理论教学内容难以引起学生的兴趣。

(2)实验教学方面

在实验教学过程中,由于受到课时、实验设备等条件的限制,开设的课程多为独立的验证性实验,教学过程中以教师为主体,学生在模仿照搬的基础上完成实验。这种教学模式极大地束缚了学生的思维,限制了学生的视野,不利于学生创新意识和动手能力的培养,实验教学缺乏知识深化与升华的过程。

(3)理论联系实际方面

学生对生物发酵技术在生产实际中的应用方面了解少,不能把握生物发酵技术的发展前景,认识不到发酵工程在生物产业领域所处的重要地位,由于忙于繁杂理论课程的学习,很少去工厂参观和实习的机会,所学知识很难得到相应的实践应用。

基于以上存在的种种问题,为了激发学生浓厚的学习兴趣,充分调动学生的学习积极性,提升学生发现问题和分析问题的能力,从而使学生的表达能力、组织协调能力和处理生产实际的综合能力得到提升,发酵工程的课程教学应该采取一些改进措施。

1)创新教学内容

创新教学内容不仅能提高教学效果,激励教师自觉加快自身知识更新,提高教学水平,还有助于激发学生的学习兴趣和学习热情,拓展学生的知识视野等。在课程的教学前,要设计好教学环节,同时讲授中应尽量避免单纯罗列标题和枯燥无味的叙述,在内容的组织上多下功夫,同时也应尽可能把复杂的问题通俗化,以便于学生理解与掌握。讲解理论知识时,采用基本理论和典型工艺讲授相结合,理论与生产实际密切结合,理论与学科前沿相结合,使学生能够较好地将理论知识和实际应用相结合,使学生能够深入的掌握理论知识。

(1)课前参观工厂-建立直观认识

直观认识往往不能真实地反映事物的本质特征,但可以作为理性概括的基础。在发酵工程课程开课之前,先带领学生到工厂进行参观,使学生了解发酵车间的控制操作,初步了解发酵工艺的基本流程和设备等,使学生对发酵工程课程有个直观的认识。此时学生头脑中会产生很多的问题,将这些问题带到课堂的理论学习中时,就会有一种渴求知识的愿望,有利于激发学生的学习积极性。

(2)采用“走出去和请进来”教学模式

单元操作控制是发酵工程在生产应用中的关键因素,相关企业生产一线技术人员拥有丰富的实践经验。为此,可以采用将课堂设在发酵生产车间的走出去教学方式,针对发酵控制过程中的关键控制点进行逐一实地学习,带领学生到包括葡萄酒、水果酒、果醋和啤酒等发酵生产车间实地参观,由教师和工厂技术人员现场讲授发酵工艺与控制技术。聘请经验丰富的发酵工程师作为特聘教师,进入学校课堂进行发酵控制关键技术的授课,使讲授内容更加生动和贴近生产实际。通过这种教学方式实现高校和企业的优势互补[2]。

(3)树立学生的实验主体地位

为了让学生更好地掌握发酵工程的理论知识,提高其解决产业化关键问题的能力,使学生在掌握发酵工程基本理论知识的基础上,学到更多的实践知识,提高其动手能力,调动学生的积极性、主动性和创造性,就要创新学生实验操作。在学生学习了一定的理论知识后,要在此基础上加深理解,就要选择关键性的验证实验作为实践教学的手段。如可为学生提供菌种,让其进行菌种扩大培养的实验,在发酵工艺控制中进行全自动发酵罐培养和操作,学生可直观认识各个参数的控制情况,从而将理论知识和实践教学有机结合。也可将实验中原来由教师提前准备好的有些步骤,例如材料的预处理、培养基的制备、菌种的活化和扩大培养等,让学生来完成,使学生接触更多的仪器设备,获得更多的实验技能。使学生成为实验的主体,学生根据预习情况和教师示教,在头脑中形成完整的实验架构,包括目的、原理、材料、方法以及步骤,通过操作来完成自己的设计并达到预期实验目的。

减少验证性实验数量,适当增加设计性和创新型实验。通过精心选择少量基本技能训练的实验内容,便于学生掌握。加大综合性实验和创造性实验的比重,实验之前让学生自己收集相关涉及题目的资料,再组织学生进行试验设计方案的评比,进行实验方案的论证比赛,再根据设计的方案进行创新实验。在过程中强调问题 分析与结果讨论的重要性,培养学生分析问题和解决问题的能力。学生在撰写实验报告时按照正规毕业论文的格式,培养学生专业论文的写作能力。

2)创新教学方法和手段

(1)应用“启发、讨论和非指导性”的教学方法

采用“启发式”和“讨论式”的教学模式,以及教学互动和相互转换的“自主教学”模式,使课堂从传统的单向传授转变为双向活动过程。首先讲重点、难点,难懂的问题讲深讲透,易懂的内容则指出关键,留下问题。其次要善于提出问题,让学生多思考,多反问,使学生在积极思考中接受知识。对于内容相近的只讲授其中一部分,其它部分引导学生自己学习。给学生多指定参考书和相关参考文献,鼓励学生课下自主学习,培养学生自主学习的能力[3-4]。

采用课堂讨论的方式教学,课堂讨论主要强调的是学生的自学,学生间的讨论以及教师的指导三方面的作用。针对学生在听课和学习过程中可能遇到的问题或萌生的一些新见解安排3-5次课堂讨论。将课程中较简单的章节安排学生准备,由学生自己讲解、提问和讨论,以此培养学生的综合能力。

采用非明示性和间接性的“非指导性”语言,提升指导的艺术性而促进学习,帮助学生达到更大程度的个人的统合、有效性和现实的自我鉴定。教学过程中创造一种学习环境,以利于激发、考核和评价种种新出现的知觉的过程,帮助学生理解他们自己的需要和价值,以便能有效地指导他们自己的学习决策[5-6]。

(2)采用现代化教学手段

随着科技的发展,现代化的多媒体教学在我国高校得到迅速发展和应用。教师可在有限的时间内,借助结合文字、图像、动画及声音等多媒体向学生传递丰富的教学信息,使得教学生动活泼。现代化教学手段可实现校内课程的网络教学,在校园网上构建网络教学平台,学生可以随时随地进行学习,摆脱传统的面授教育,突破时间和空间的限制,提升教学的灵活性。将发酵工程的生产工艺过程的视频穿插于课堂多媒体教学中,使整个工艺过程变得形象直观,加深学生对知识的理解,提高教学效果[6]。

(3)结合生产实际教学

将理论教学与生产实际密切结合,在教学上进行发酵过程基本原理与单元操作讲授强化的同时,结合前沿的科研动态,精选案例进行分析。例如教学中可将发酵工程设备部分,包括原料制备、发酵罐、通风设备和发酵控制设备等单独进行讲解;以典型的发酵工艺流程为主线,将发酵工程中各研究对象共性的规律提炼出来,按照发酵工艺过程的主线来教学,采用基本理论和典型工艺讲授相结合,典型到一般再到应用,使各个章节相互紧密衔接,使学生更清楚、更完整地掌握发酵工艺的全过程。使学生在掌握生物学基本原理的基础上能对发酵过程中的工程问题进行全面的认识。

3)密切理论联系实践

实践是创新的源泉。通过自主实验、参观工厂和工厂实习等培养学生的创新精神,达到理论联系实践的目的。在实验的基础上尽量多组织学生参观一些果醋厂,果酒厂、味精厂、有机酸厂等。参观前使学生提前了解生产工艺和重要的生产设备,在参观过程中鼓励学生多提问题,参观后再对参观内容进行概括性讲授,引导学生把感性知识提升到理性认识。通过理论与生产实践结合的教学方式,使学生真正了解利用微生物进行发酵生产的实际内容和具体操作流程及生产中尚待解决的问题。安排学生到相关工厂实习,实习周期为1-3个月,从生产工艺的最初阶段到成品阶段的岗位依次进行操作,通过实习使学生真正接触工业发酵生产,提高学生的适应能力,以及发现问题和解决问题的能力。

综上所述,发酵工程课程教学除了教学方法的改进外,还应加强任课教师队伍建设,请有经验的教师通过言传身教对新教师进行传、帮、带;通过深入的教学研究不断提高教学水平;多为教师创造条件参加国内外深造机 会 。坚持教学与科研结合,依托发酵工程学科背景,强调产学研互动,使得发酵工程课程的建设始终保持与学科发展相适应。在传授知识的同时更应培养学生的学习能力、解决问题的能力、交流能力、团队合作能力和创新能力,使他们能更快地适应未来工作的需求。

【参考文献】

[1]穆晓清,王栋,徐岩.“发酵工程”课程教学改革的探索与实践[J].中国轻工教育,2012(4):69-71.

[2]余龙江.发酵工程原理与技术用[M].北京:化学工业出版社,2010.

[3]贾彩凤,常忠义,叶希韵,等.发酵工程实验的改革与实践[J].微生物学通报,2009,36(3):453-457.

[4]任晓莉,赵润柱,梁保红.发酵工程课程的教学改革与实践[J].微生物学通报,2011,38(1):127-130.

发酵技术论文范文第8篇

关键词:发酵工程;教材;教学方法;考核

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)26-0221-03

发酵工程是包括上游的微生物菌种选育与培养技术、生化过程工程技术、下游的发酵产物提取精制技术在内的综合性技术[1],是多学科交叉、融合而成的理论性和应用性均较强的综合学科。发酵工程作为现代生物技术的重要支撑技术体系,与基因工程、细胞工程、蛋白质工程和酶工程并称为生物技术的五大工程[2]。随着世界范围内生物技术的迅速发展及在各领域的广泛应用,发酵工程受到各大高校越来越多的重视,并成为生物技术类专业的专业必修主干课程,对生物制品方向的学生尤为重要。

发酵工程是一个生物现象,解决的是工程问题,教学上需要将工程学与生物学等相结合,来实现从理论到实践的跨度。其教学内容具有微生物学基础要求高,涉及内容广,学科交叉多,实践性强,与生产生活联系密切等特点[3]。当今社会对人才的知识结构要求系统性与开拓性相结合,扎实的理论基础与实践技能兼备。因此,教学上需要兼顾系统性、基础性、科学性、实用性和先进性[4]。如何做到与时俱进的完善教学内容、方法,以达到良好的教学效果,需要教师不断进行探索。

一、教学目标

通过此课程的教学,希望学生能够在有限的课时内掌握发酵工程的基本内容,加强对微生物学的知识的理解和应用,了解现酵工程的技术现状及发展趋势,形成科学的思维方式,提高他们分析问题,解决问题的能力。

二、教材选择

教材是教学的基本工具之一,也是教师“教”与学生“学”之间的知识载体。在教材的选择上要遵循质量至上的基本原则,教材内容应准确、全面,符合教学大纲要求并有利于学生创新精神和实践能力的培养,应积极选用高质量的新版教材和精品、重点教材。因此,本课程选用了徐岩主编、高等教育出版社出版的国家“十一五”规划教材,《发酵工程》(2011版)作为师生主要教材。该教材以发酵过程中的关键工程技术和生物学知识为主线,着重讲述了现酵工程的发展方向和前言技术领域的相关知识。教材分为四个大的部分:发酵工程原理、发酵工程重要产业、发酵工程特殊应用及发酵工程的生物学基础。其中,将发酵工程原理部分作为授课的重点,这部分也是很多相关教材的主要内容。发酵的重要产业及特殊应用两部分内容统一作为发酵工程的应用来讲,旨在引导学生将学习过的基础知识和基本原理应用到发酵制品生产的各个方面,拓宽学生的知识面,并提高对所学知识的掌握深度。由于生物技术专业学生在学习本课程前已学习过微生物学,因此,第四部分生物学基础作为学生的自学章节,在平时讲授时随时以提问、讨论等形式引导学生回顾和复习,以便温故知新、能够更快更好的理解本课程其他章节的知识内容。部分教学内容还参考了由陈坚主编的《发酵工程原理与技术》(2012版)和储炬主编的《现代工业发酵调控学》(2010年版),通过书中的具体案例来深入渗透理论知识,拓宽学生的知识面。除此之外,作为教师,还应参考多本教材及科研论文,并要时刻关注课程相关领域的科研动向,将了解到的知识作为课堂教学的素材,做到所讲授的内容“准”、“透”、“新”。

三、教学方法

1.教学手段。授课过程采用板书教学为主,辅助以多媒体展示图片、视频的教学手段。使用板书进行教学的过程中,教师作为知识的传授者能够更好地主导整个教学过程[5]。在讲授过程中,教师根据知识体系及其逻辑关系依次在黑板上给出每节课重点内容提要,并通过提问和讲授,使学生在集中精力听讲、努力思考的过程中获取知识的精华,避免了只用多媒体进行教学时,学生只顾埋头抄写多媒体设备上罗列的内容,忽略了对知识的自主理解和必要的逻辑推理。使用板书教学的主要优点在于能够引导和启发学生思考,便于实现互动。而对如发酵设备及技术手段等知识点,则最好借助多媒体手段以照片的形式展示,或将涉及到的方式、方法以动画的形式播放,能使学生能够深刻地得到直观准确的印象。如在讲授分批发酵、连续发酵等发酵方式知识点时,使用多媒体图片及动画能让学生对于不同发酵方式的设备、发酵流程一目了然。

2.讲授方式。多数理论知识对学生而言都是抽象、枯燥的,难以很快在学习过程中形成他们自己的知识框架。如何让学生在学习这样一门重要而又“难学”的课程时能够“不怕”、“不烦”,提起学生对知识的兴趣并激发他们的求知欲,是教师在授课时需要仔细研究,反复思考的教学重点。

首先,在讲授内容的选择和设计上,要本着让学生掌握“基本知识点”并拓宽了解“相关知识点”的原则。做到:由易到难、由简到繁、由浅入深、由近及远,循序渐进。第一次接触的内容要仔细讲解,与知识相似的内容可启发学生进行类比学习,重点、难点内容需多次重复以加深学生的印象。

其次,对不同类型的知识应选择不同的讲授方法。对概念型的知识点,可以先将概念包含的内容介绍给学生,然后引导学生自己尝试对名词进行总结、定义,再适当修正整理成正确的概念。如在讲授“发酵”这一概念时,先对学生讲述该概念的来源(起源于拉丁文“翻腾”一词)及人们在生产生活中对发酵现象的不断认识和发酵形式的逐渐多样化,来引导学生总结出自己能想到的所谓“发酵”的概念,对其中错误的理解进行纠正,补充不足或删减多余,最后得到对该名词的正确解释。也可直接讲授概念的包含的内容,再分析、总结支撑整个定义的重点、关键点,最后启发学生用恰当、精炼的文字和一定的顺序将自己对这些“点”的理解连接起来,形成一个完整的概念。如“次级代谢”定义为:在一定的生长时期(一般是稳定生长期),生物以初级代谢产物为前体合成的对本身生命活动没有明确功能的物质的过程。该定义中需掌握的两个重点是:“以初级代谢产物为前体”和“无明确功能”,可据此引导学生根据自己的理解形成完整概念。

对原理、技术方法和原则等知识点,可以采用对比、举例、总结的方式讲授。如对于获得优良菌种的方法(自然选育、诱变育种、杂交育种、原生质体融合、基因工程育种),可采用对比教学的方式,先依次介绍每种方法的具体内容,再对每种方法的理论依据、选择特点进行对比分析。对于诱变育种中使用的出发菌株选择原理,可采用“打造最美明星”的类比举例方法。将出发菌株的三个来源(自然界直接分离的野生菌株、经历过生产条件考验的菌株和经历多次育种处理的菌株)分别比作普通明星、选美获奖明星和经历过多次整容的“人造明星”,类比三个来源的出发菌和三种明星的特点,从自身条件、改造空间和改造易难程度方面进行分析,得出经生产条件考验的菌株或“选美获奖明星”是最佳待改造对象的结论。这样既简单易懂又带有一定趣味性,有利于学生理解并记忆。总结式讲授可以大量运用在需要记忆的方式掌握的知识点上。如“发酵对微生物菌种的要求”包含九条,讲解完每一条的具体内容后,分别总结成一个词语或一个字,能够帮助学生快速记忆。比如把要求微生物具有在较短的发酵周期内生产大量发酵产物的能力,总结为“高产率”,把在发酵过程中不产生或少产生与目的产品性质相近的副产品及其他产物,总结为“高纯度”,把对发酵原料成分要求低、可在廉价原料制备的培养基上迅速生长并生成产物,总结为“高亲和”。

将本课程的内容与生活、科研、实践相结合[6]。发酵在生产、生活中的应用非常广泛,把具体的知识点结合到相应的活动中去,使学生不仅学到了知识,而且知道这些知识该如何运用,运用在何处。如学生们都知道酸奶是发酵而来,但哪些种菌种可用来进行发酵,哪种的发酵效果最好,发酵时对发酵材料的要求,发酵所需的条件等却了解不多,在乳酸发酵这一节内容讲解时可结合酸奶的制作讲授。另外,学生们在毕业后走向科研岗位或工厂生产技术人员,需要较强的运用知识能力,可以通过指导学生自己进行实验,或组织学生到工厂参观等教学形式,加深学习效果。

3.课堂互动。互动是提高课堂教学效果的重要环节,可以活跃课堂学习氛围,集中学生注意力。通过提问、讨论、讲演等具体方式能够达到事半功倍的教学效果。在课堂上,除了利用传统的老师提问学生的方式复习相关知识和了解学生对知识点的掌握程度外,还可采用学生互问和引导学生向教师发问的形式。

学生互问主要用于对已学知识的复习中,请一位同学提问,再请其他同学进行回答。无论是发问的同学,还是回答的同学,都需要仔细回忆上节课所讲的内容。提问的同学要在脑海中形成知识框架体系和重点内容,回答的同学则要思考具体知识的内容。实践证明,学生互问可以充分调动学生的积极性,类似知识竞赛,是学生比较喜欢的互动形式。

引导学生向教师发问可应用在新知识点讲授过程中,教师在设计某一内容的讲授过程时,可故意漏掉部分内容,或摆出较明显的逻辑错误,再引导学生判断教师所讲是否有不妥的地方,这时学生会努力回忆并认真思考刚才所听到的内容,通过自己的理解及推理,向老师发问。与传统的教师滔滔不绝向学生灌输,学生知识盲目记忆的教学方式截然不同,这样的方式能迅速激起学生寻找知识“真相”的好奇心。

讨论课堂教学中经常运用的互动方法。由教师或学生提出一个问题点,学生和老师一起讨论,表达自己的理解和观点,或进行激烈的辩论。讨论最终的目的并不是得到一个正确的理论,而是激发学生自主思考和表达自我的观点,在思考的过程中提出问题、分析问题、解决问题,锻炼逻辑推理能力,在表达自我观点的过程中锻炼总结能力和语言组织能力。

演讲就是选择课程中较浅显的内容,要求学生自学并试着像老师一样讲授给大家。学生在课外准备时经历了学习内容,总结内容,寻找重点,设计讲稿等一系列过程,通过准备的过程,锻炼了学生自学并找出重点的能力,再通过向大家讲授及学生间的互动,学生自己和老师都能够发现他们对相应知识点的掌握程度,再加以改进。

对不同的知识点可采用不同的互动方式,或将几种方式结合起来,达到良好的教学效果。

四、实践教学与课程考核

发酵工程是一门综合性应用性很强的学科,实践教学是引导学生将理论知识联系到生产生活中的重要教学手段[7]。由于学生在学习本课程之前已经学习过微生物学,发酵菌种方面的实验在微生物学课程的实验教学中已经接触过,因此发酵工程的实验主要集中在与学生们生活相关的方面,如甜酿酒的发酵、酸乳的发酵等,使学生在实验中更直观地理解发酵的过程,还可以品尝自己制作出的食品。充分调动了学生对实验的积极性和责任心。另外可安排学生到相关的发酵工业工厂进行参观,了解先进的发酵技术和设备以及产业化的发酵流程。如啤酒厂、味精厂、酶制剂厂、生物制药企业等。参观之前将整个工厂的概况、生产工艺流程、设备情况向学生作简要介绍,让学生提前了解生产工艺,学生在听的过程中产生一些疑问并带着问题去参观学习,能够较好的做到有目的有方向的理论联系实践,有利于学生的学习[8]。

考核结果应能充分体现出学生对知识的掌握程度,除了平时的课堂提问,实验设计,实践能力等考核方式,考试应是最能体现学生学习状况的方式之一。教师在出卷时,应充分考虑知识点概括率,难易比例和试题层次。避免将死记硬背的知识点摆上试卷,通过认真设计,让学生在答题时以运用知识解决问题为主,这样的试题在书本或笔记上找不到标准答案,但学生对知识点充分掌握后,能够顺利作答。

综上所述,在教学过程中,教师应充分掌握课程的内容和特点,应运用多种教学方式,激发学生的学习兴趣,并鼓励学生发现自己的学习特点,找到适合的学习方法,提高学习能力,达到良好的教学效果。

参考文献:

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[5]喻子牛,何绍江,朱火堂.微生物学教学研究与改革.北京:科学出版社,2000:65-67,110-113.

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[7]廖威.发酵工程教学改革的实践与思考[J].中山大学学报论丛,2003,23(1):155-157.

发酵技术论文范文第9篇

关键词:发酵工程;实验教学;教学改革

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2012)12-0027-03

生物技术的迅速发展使得生物技术产业已成为新经济的主要推动力,它对生物技术人才提出了全面扎实、复合创新以及开拓应用型的培养要求。[1]发酵工程(狭义上又称微生物工程)是现代生物技术的重要组成部分,它作为生物技术和生物工程专业学生的主干课程,具有很强的应用性和实践性,是实现细胞工程、基因工程、蛋白质工程和酶工程等其他现代生物技术的最终手段和方法,在工业生物技术中扮演着产业化的关键角色。[2-4]发酵工程实验是以操作为主的技能课程,是训练学生实验操作技能和应用技术的重要平台,是一种全面实施发酵工程素质教育的最有效的教学形式,在培养学生创新思维和实践能力方面具有举足轻重的作用。[5]但在传统的实验教学过程中,由于受到实验课时短、实验设备有限等条件的限制,开设的课程内容孤立、不系统、不连贯,多为验证性实验。[6,7]因此,学生在实验中多为“被实验”,完全跟着教师的思路走,在模仿照搬的基础上完成实验,未能发挥在实验教学中的主体作用,难以达到很好的教学效果。这种教学模式必然使学生的专业兴趣不高,积极主动性不强,严重束缚了学生的思维和视野,不利于培养学生的创新意识和动手能力,很难适应培养应用型、创新型人才的需求。[8]根据《教育部财政部关于“十二五”期间实施“高等学校本科教学质量与教学改革工程”的意见》,“十二五”期间将引导高校主动适应国家战略和地方经济社会发展需求,优化专业结构,加强专业内涵建设,创新人才培养模式,大力提升人才培养水平。因此,为满足社会对应用型、技能型产业化人才的需求,发酵工程实验教学内容向基础研究型、综合设计型、应用创新型发展势在必行。

一、构建科学合理的多层次实验教学体系

实验课程作为发酵工程教学的重要部分,必然是课程建设的重点,实验内容可以形成操作单元实验、综合设计实验、创新/创业实训三个层次。

1.操作单元实验。操作单元实验的目的是使学生掌握基本实验技能,教学重点在于仪器的使用、基本操作的规范化方面和对基本实验现象的理解。[9]主要教学内容有常见仪器设备的使用、培养基的配制、接种技术、菌种活化、菌体染色及形态观察、菌落计数、菌种选育及保藏等。

2.综合设计实验。综合设计实验是指实验内容涉及本课程的综合知识或与本课程相关课程的知识的实验,教学目标是使学生能够灵活运用所学的基本理论和专业知识,结合基本实验技能来进行简单的设计和制作,从而培养学生正确的设计方法和良好的操作习惯,并且能综合运用各方面的知识来实现自己的设计。[10]综合设计实验分为厌氧发酵、好氧发酵和固态发酵三大模块,可分别列出2~3个实验方向供学生选择,主要实验内容包括发酵培养基设计及制备、菌种活化、扩大培养、发酵过程控制、发酵产物的分离纯化等等。通过综合设计实验,让学生掌握在实验室条件下的整个发酵生产过程,包括培养基设计、生产工艺设计、发酵过程的控制以及发酵产物的分离纯化等,锻炼和培养学生综合运用知识的能力与团队协作的精神。

3.创新/创业实训。创新/创业实训可分为创新实验和创业实训两种形式,分别进行科研创新的实验设计和创业实践的生产实训,由学生根据自身的发展意愿进行选择,培养高素质的应用型、技能型、创新型人才。创新实验强调对独立设计能力的训练,目标是培养学生独立运用专业知识进行设计和解决实际问题的能力,使其具备一定的创新意识、创新精神与创新能力,[11]其特征主要体现为学生参与的自主性、实验内容的探索性、以及实验方法的多样性。[12]这类实验主要由专业教师根据科研情况提出课题,以科研促进实验教学,学生根据兴趣选题,可以2~5人组成小组,通过查阅文献,制定实验方案并实施,实验以科技论文的形式完成,最后组织学生就实验成果进行学术汇报和交流讨论。这类实验能培养学生的专业兴趣和科研素养,提高创新意识和创新能力。

创业实训是以创业形式,组织啤酒、甜酒、葡萄酒、风味酸奶、泡菜和腐乳等常见的实用发酵产品的生产、销售、分析检测、财务核算等类似企业的管理和运营。通过创业实训,能提高学生对发酵工程实验的学习兴趣,增强大学生职前的专业技能素养,提高就业竞争能力,培养大学生的创业意识、创业思维和创业观念,强化学生动手操作能力、组织协调能力、心理承受能力、团队合作精神和社会适应能力。

二、实行灵活多样的开放式实验教学

为实现创新型、应用型人才的培养,科学合理的多层次实验教学体系和相应的教学方法保障缺一不可。在实验教学方法中,教师主要发挥其主导作用,点拨学生思维,启发促进学生思考,从而突出学生的主体地位,最终实现通过实验达到提高学生专业技能和创新能力,培养出适应社会需要人才的目的。实验教学应当强调在教师的引导下给学生以尽可能多的独立操作机会、乃至独立设计实验的机会。考虑到学生个体的学习基础和动手能力的差异,以及实验课程学时数的有限,在计划内实验教学时间内,要达到全面提高学生动手能力和创新能力的目的显然是不现实的,因此实行灵活多样的开放式实验教学将是计划内实验教学的一种有效的补充和延伸。实验室以灵活多样的方式对学生开放,一方面能最大限度地利用实验室资源,另一方面也为学生提供了专业技能实践锻炼和自主个性发展的空间,有利于激发学生的创新观念和意识,全面培养学生的专业技能、科学素养、创新思维和创业实践能力。[13]

1.学生自主设计实验与教师指导相结合。对综合设计实验和创新实验,让学生自行组成课题小组,对指导教师给出实验课题或自身提出的科学小问题,根据所学专业理论知识并结合基本实验技能,充分发挥学生在实验中的主体地位,自主设计实验内容,以培养学生组织能力和自主设计实验能力。如酒精发酵工艺设计实验,包括从原料及设备的选择、试剂准备、培养基设计、培养条件优化、发酵过程控制、产物提取分离方法等全部由学生通过查阅资料自主设计并完成整个实验过程,教师仅仅进行指导和关键技术的把关。通过这种形式的实验教学,不仅使学生初步掌握一个完整的发酵产品的生产过程,还可以提高学生独立分析问题、解决问题的能力,对发酵工程实验也能形成一个系统的设计思路,让学生知道为什么要做这个实验,知道这个实验从头到尾怎么做,知道怎么对实验结果的成败原因进行分析讨论,从而培养学生的良好的科学素养和较强的专业实践技能。

2.探究性、创新性实验与论文相结合。在实验过程中,有些学生具有浓厚的探索兴趣和学习积极性、主动性,可以引导这些学生开展一些探究性、创新性的课题或实验,与科研相结合,引入科研的思路和方法,并将其与“大学生挑战杯”、“大学生创新项目”、毕业设计以及科技论文等结合起来,促进其在干中学、学中干,从而提升其自身的专业实践能力和科技创新素质,增强学生的科研意识和创新能力。实践证明,在专业实验中,对动手能力强、善于思考的学生进行适当的引导,则这些学生在应用、创新能力方面会得到更大的提高。

3.应用性实验与大学生创业相结合。一些常见的实用发酵产品如啤酒、甜酒、葡萄酒、风味酸奶、泡菜和腐乳等极易激发学生对发酵工程这门课程的兴趣,可以利用这些产品的生产实验对学生进行创业技能的训练。具体做法是:①为学生提供创业条件,包括技术指导教师、生产场地及其所需仪器设备、项目启动时所需的资金等。②由2~5名学生组成创业团队,选定创业项目,提交创业计划书,由学院组织进行评审,遴选出优秀的创业计划。③遴选出的创业团队按计划书组建“企业”,成了企业的组织机构,进行人员分工和培训,在教师的指导下,组织企业的产品生产、销售、财务核算等运营和管理。④对创业团队的创业过程进行考核与评价。

三、改革实验考核评价方式

作为一门实验课程,考核是必不可少的教学环节。实验课程重在平时的实验技能培养,考核中为减少或避免“高分低能”的现象,可以采用平时成绩、面试成绩、实验论文相结合的方式来取代传统的笔试。

1.平时成绩。平时成绩包括自评、组内互评、实验设计、实验结果、数据分析等内容。

2.面试成绩。面试成绩包括实验口述、规定实验操作等内容。其中,口述内容主要涉及原理、实验设计、步骤、实验现象、注意事项等内容。

3.实验论文。对于综合设计性以及探究创新性实验,指导学生查阅文献,分析归纳实验数据,用科技论文的形式取代传统的实验报告。在对实验数据的处理、分析和讨论的过程中,学生逐渐培养了用全面、辩证的思路分析实验结果的能力,有利于提高学生的科研素养。

由于学生实验数据的缺乏一定的严密性和科学性,这些实验数据尚不能为正式科技论文所用,但是,众多学生做实验得到的大量数据所反应出的规律性东西却可以对教师的科研思路有相当大的启发和帮助,教学和科研可以互相促进。实验论文成绩包括论文格式和论文内容。格式由实验老师个人评定,内容以报告会形式进行总结答辩。答辩过程是一个师生、生生互动的环节,不仅有利于调动学生的主观积极性,还能巩固发酵工程实验课程的相关知识和技能、训练学生运用专业知识进行科研交流的能力,促进全面扎实的创新型、应用型专业人才的培养。

参考文献:

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[13]丁伟雄,杨定安,宋晓光.实验室开放管理及开放式实验教学的研究与探索[J].高教装备,2005,(5):14~15.

发酵技术论文范文第10篇

Abstract: The Fermentation Engineering course is the specialized subject of students majoring in biotechnology. Combined with our classroom instruction effect of Fermentation Engineering in recent years, its teaching system reformation is discussed from teaching model, educating way and checking method about theory, experiment and practice teaching, which gives reference for the further improvement of course teaching system.

关键词: 发酵工程;课程教学体系;改革

Key words: fermentation engineering;course teaching system;reformation

中图分类号:G42文献标识码:A文章编号:1006-4311(2011)18-0205-02

0引言

发酵工程是发酵原理与工程学的结合,是研究由生物细胞(包括微生物、动植物细胞)参与的工艺过程原理和科学,是研究利用生物材料生产有用物质,服务于人类的一门综合性科学技术。生物技术是应用自然科学及工程学的原理,依靠生物催化剂(微生物、动植物细胞或细胞中的酶)的作用,将物料进行加工以提品或为社会服务的技术[1]。通过上述的发酵工程和生物技术的定义分析可知,生物技术最后的目的就是建立工业生产过程或进行社会服务,而生物技术的主要应用领域往往就是发酵工程的应用和研究或生产的对象,绝大多数生物技术的目标都是通过发酵工程来实现的,可见现代的发酵工程技术处于生物技术的中心地位。因此对于生物技术专业的学生来说,将《发酵工程》作为专业必修课开设是极其重要的,如何设置课程教学体系,把这门实践性极强的专业课有效的与发酵原理结合呢?本文以高教出版社出版、李艳主编的《发酵工程原理与技术》为指导教材,从教学模式、教学方式和考核方法三个方面说明我校生物技术专业几年来课程教学体系的改革。

1教学模式

教学模式定义为3面2主1线,从宏观上把握教学体系,使得3面,2主和1线相互交错,构成网络教学模式。

3面指《发酵工程》课程分为理论教学、实验教学和实习教学3个方面,均单独开设课程。理论教学涉及上游和下游的基本理论知识以及产品的工业化生产;实验教学框架分为基础实验、综合性实验和研究性实验3个部分,形成基础―综合―创新的梯级实验体系;实习教学以具体发酵产品为操作对象,诠释理论知识与工程的关系。这3个方面关系密切,理论教学为实验教学和实习教学打下坚实的理论基础,实验教学是理论知识到实习实践的衔接与过渡,实习教学是理论知识和实验思维的实践应用以及对理论知识的总结和体会,从而提高学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。

2主指在3面的教学过程中,始终贯彻以学生为主体,以教师为主导的思想,发挥学生能动性的同时又能有效提高教学效果。每一节课的教学过程设计都要有内在的教学思路在里面,这个教学思路就是教师的主导思想。教师在授课过程中将教学任务和教学目的蕴含于教学思维中,引导学生思考和解决问题,激发学生的求知欲,让其成为问题的发现者和解决者,从而达到双赢的目的。在实际的教学过程中,我们发现不是学生笨或者没有兴趣学习,往往是教师没有有效的引导和启发。有时候注重了以学生为主体,而忘却了教师的引导作用。

1线是指以发酵原料的选择及预处理微生物菌种的选育及扩大培养发酵设备选择及工艺条件控制发酵产物的分离提取方法和设备发酵废物的回收和利用为主线。任何一个发酵产品的产业化过程都是这条主线所包含内容的优化与整合,在设计教学内容时始终执行这条主线,使得教师在授课过程中有线可教,学生在听课过程中有线可学,从而从整体上把握该课程的知识和内容。

在《发酵工程》教学过程中,实行3面2主1线的教学模式,可实现在理论教学,实验教学,实习教学过程中,均以发酵原料的选择及预处理微生物菌种的选育及扩大培养发酵设备选择及工艺条件控制发酵产物的分离提取方法和设备发酵废物的回收和利用为主线,在各个内容讲授过程中以学生为主体,以教师为主导的相互交错的教学网络,从而提高教学效果。

2教学方式

教学模式决定了教学方式的选择及其方法的综合运用,教学方法包括以语言形式获得间接经验的教学方法,以直观形式获得直接经验的教学方法,以实际训练形式形成技能、技巧的教学方法以及与现代教育技术的结合等,与教学过程有机整合。

根据教学模式,理论教学过程中采用总-分-合的教学思路,即总论-分述-综合的方式,具体教学内容体现在绪论(引导与激发)、与发酵工艺相关各方面内容的详述和现酵工业(各方面内容的综合应用)。绪论的讲授很重要,它是第一节课,很多程度上决定了学生对你所教授课程学习的兴趣,其内容涉及课程的定义、历史、研究内容和意义以及发展趋势等,我们认为讲授绪论的目的是激发学生的兴趣并告知课程学习的主线,让学生明白学习该课程的重大意义并建构学习框架,做到这一点,自然而然就有了学习的动力。因此,应当重视绪论课堂内容的选择与教学过程的设计。同时讲解教材的目录,告知所要学习的章节和目录进一步明确学习的内容。理论教学过程中,虽然多媒体能拓展时空界限,具有直观性,抽象与具体的转化性,通过文字、图像、声音、色彩等信息的有效传递,刺激学生的感官,激发学生的求知欲和创造力并扩大教学信息量,但我们要明白多媒体是辅助教学的,在多媒体放映过程中注重逻辑思维的应用,而不是文字的罗列、图片的堆砌和幻灯片的切换,所设计和选用的材料能够真正解释和说明发酵工程所涉及的问题,而且精简。我们认为将多媒体和板书相结合,以板书为课堂框架,多媒体辅助讲解,教师语言引导,课堂快要结束时,依据板书回顾多媒体和教师所讲内容,进行课堂总结,收效甚佳。

实验教学采用的教学方式为预习-教师讲解-学生试验-教师指导-提问-教师答疑和总结,这个过程中的预习已是老生常谈了,但是极其重要,而这往往被教师和学生忽视。预习后学生会带着问题走进实验室并了解了实验过程,在教师简要的讲解过程中学生就会寻找答案,如果学生还有疑问就会在实验过程中寻找,实验结束后教师根据实验内容向同学们提出问题,然后解答同学们的疑问以及验证同学们自己的答案。整个过程中,在教师逐步的引导过程中,学生积极思考并解决问题。这个顺序可以根据实验类型进行改变,但预习是第一位的,而教师对课堂重点内容的最后归纳可提高学生的感性认知和理性总结。

实习教学依据校内和校外的资源为学生提供可进行实习的条件和设备,一方面由学生根据自己所掌握的知识以及兴趣拟定实习题目和内容,一方面教师提供一些实习内容,然后教师根据经费、条件和设备以及学生的主要研究内容从中选取合适的教学内容,这种方式称为谈话法,可通过网络教学平台进行师生互动交流。选定教学内容后,学生根据实习要求,查阅文献和书籍,构建实习的具体实施过程,同时教师加以引导,这种方式为读书指导法。具体实施时,把一个自然班分成4个小组,将具体的实习题目和内容分配到各个小组,每个小组至少分配到2项任务,各项任务由各个组组员完成并选举代表负责与教师沟通和交流,教师进行指导和修正以保证正常教学的有序进行。通过谈话-读书指导的方式可发挥学生的主观能动性,达到理论与实践相结合,同时培养了社交能力。

3考核方法

教学的目的是提高学生的能力,即认知能力、操作能力和社交能力,考核就是对学生能力的检验,因此考核方法注重这3方面的检验和进一步提高。理论教学的考核分数中,平时成绩占有40%的比例,通过课堂测验和学生授课的方式考核,主要检验和提高认知能力和社交能力。学生授课的分组方式采用宿舍制,一个班级的学生主要分别住在4个宿舍,一个宿舍的同学可以相互协调、商讨以及分工,题目由教师拟定,课件由学生自己制作,授课前交由教师审核;授课题目主要是针对现酵工业而定的,这些内容在使用的教材中没有涉及,需要学生自己阅读书籍,通过网络和数据库积累素材,这个过程既培养了团队精神和积极性又考验同学们对发酵工程的理解程度。实验教学也采用平时成绩和期末考试成绩相结合的方式,期末考试不是理论教学的试卷,而是把实验理论知识和实验技能相结合一对一(一个教师一个学生)的方式考核,共设置5项实验,每位学生轮流进行,主要检验和提高认知能力和操作能力;实习教学成绩由3部分组成,即参与和认真程度占实成绩的20%,任务完成情况占实成绩的40%,实习报告是对学生实习期间学习、工作的总结,占实成绩的40%,考核认知能力、操作能力和社交能力。

生物技术产业是当今世界经济中极富有活力的先导性、战略性产业,是21世纪高新技术革命的核心内容,而发酵工程作为现代生物技术的重要组成部分,具有广阔的应用前景。时代的发展需要我们除了加大自身投入、认真备课、不断提高自己的业务水平外,还须转变教学观念,勇于探索适应知识经济时代的教育规律和方法,要求我们围绕知识、实践能力、素质三者之间的关系,培养基础扎实、知识面广、能力强、素质高的优秀学生为社会服务,因此积极开展教学改革的探讨有很重要的意义。本文从教学模式、教学方式和考核方法3个方面说明了我校生物技术专业《发酵工程》课程体系的改革与探索,教学效果比以往大幅度提高,为进一步完善该课程体系提供了参考,但仍需加强与提高甚至转变,希望与各位教育战线的教师相互合作,共同提高。

发酵技术论文范文第11篇

发酵工程是现代生物技术的核心技术,是最终能将基因工程、细胞工程、酶工程和蛋白质工程等其它生物技术付诸实践的重要技术。经过数十年的发展,发酵工程已经成为生物技术和生物工程专业教学计划中非常重要的一门专业必修课,课程涉及微生物学、生物化学、化工原理、有机化学、物理、数学等理论基础知识,并能将其应用于生产实践中。发酵工程是一门实践性和应用性很强的学科,实践教学是掌握这门学科必不可少的教学环节。理科院校生物技术和生物工程专业的学生,理论基础知识扎实,但实践教学训练偏少。针对这一情况,在发酵工程课程的教学体系中加入实践教学环节尤为重要。经过几年的教学实践,建立了适合我校实际和学生情况的发酵工程教学体系,对发酵工程的实验教学进行了探索,以提高学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。

1.发酵工程课程教学体系的组成

经过几年的实践,我校已建立起了由发酵工程原理为理论基础,发酵工程大实验为实验操作,生产实习为实践参观的教学体系,使学生系统、全面、循序渐进地掌握发酵工程领域的新技术、新方法和新思维。发酵工程原理在大学二年级春季学期开设,讲授发酵生产中的共性技术的原理和实践,引导学生自学若干典型产品的生产工艺。发酵工程大实验在大学二年级夏季学期开设,教学内容结合教师的科研,由基础性、综合性和创新性实验组成。生产实习在大学三年级夏季学期开设,带领学生到相关企业进行参观实习,了解典型发酵产品的生产流程。这种模式不仅包括了理论教学环节,还添加了由大实验和生产实习构成的实践教学环节,使学生完成了从感性认识到理性认识,再从理性认识到实践的飞跃。

2.实验教学内容的精选与组合

2.1实验教学内容设计理念

我们在发酵工程大实验教学内容的设计过程中,重点突出了“大”的特点,主要体现在以下几个方面:(1)课程开设在夏季学期,期间学生没有其它理论课程的学习任务,有一周的时间只完成这门实验课的学习,为连续、系统的实验内容的完成提供了时间保证。(2)将实验内容归纳为一个小科研课题,布置学生完成“查阅资料-制定研究方案-讨论实验方案-实验-记录实验结果-分析实验数据-撰写实验报告”等一系列工作,使学生体会科研工作的一般内容和步骤。(3)实验内容涵盖基础性、综合性、创新性三个层次的实验内容,使学生既掌握发酵工程的基本实验技能,又锻炼了创新实验思维和能力。(4)教学内容改变了传统实验课程开设单个实验的做法,将常用实验技能整合于三部分十二个实验中,使学生从整体上接受实验技能训练,更好地掌握各个操作及其彼此间的联系。(5)教学内容由传统的验证性实验转变为设计性、探索性、创新性实验,使学生体会到实验的真正内涵。在以上设计理念的指导下,我们对发酵工程大实验的教学内容进行了设计和改进。

2.2实验内容的精选

经过最近几年的实践和调整,我校的发酵实验教学内容已逐步建立起了一整套的实验体系,形成了基础性、综合性、创新性三个层次的实验内容。基础性实验:将发酵过程涉及的基本实验方法和技术整合于七个实验中,组成第一、二部分实验,包括了常规的实验操作技术,如培养基配制、高压蒸汽灭菌、菌种分离纯化、微生物染色制片、微生物固体培养和液体培养技术、显微镜使用、平板初筛、酶活力测定、正交试验设计、小型发酵罐的使用等。综合性实验:在7L发酵罐中进行补料分批发酵试验,构成第三部分实验,包括种子制备、发酵培养、生长曲线测定、还原糖测定和产物产量测定等内容。创新性实验:在第一部分实验“生产菌种的选育及发酵条件优化”中嵌入创新性实验环节,要求学生自己设计实验筛选一株酶制剂生产菌种,从而使学生的创新能力得到训练。

2.3实验内容的组织

我校的发酵大实验课程的实验内容围绕“酶制剂”这一主题展开,由三个部分组成:(1)生产菌种的选育及发酵条件优化;(2)生物反应器的使用;(3)7L发酵罐补料分批发酵。第一部分:学生自选分离样品,通过初筛和复筛实验从中分离纯化出酶制剂生产菌,以正交试验设计法完成菌株发酵培养基的优化。第二部分:学生认识小型发酵罐的主要构造,掌握发酵罐参数的设置及控制方法,学习发酵罐的操作方法及注意事项。第三部分:在7L发酵罐上培养第一部分筛选出的生产菌,获得相应的酶产品。实验内容相互联系,浑然一体,紧凑丰富。

发酵技术论文范文第12篇

21世纪是生命科学和生物技术时代。生命科学和生物技术的持续创新和重大突破,是新世纪科学技术发展的重要标志,而发酵技术是生物技术的一个重要组成部分。这就决定了《发酵技术》是一门具有发展性和前沿性的学科,作为一项在原理和技术上均采用当今最先进的科技发展起来的生产手段,其涉猎的范围几乎遍及医药、工业、农业、化学、环境、能源等各个方面。怎样使发酵技术的教学适合时展的需要,培养合格的从事发酵技术生产的高技术人才,就成为了一项至关重要的问题。针对这种情况,教师着手从教学内容、教学方法、评价方法等三个方面对《发酵技术》这门重要课程进行了相关的改革[1],并已经取得了一些有益进展,现具体分析如下。

1 教学内容方面的改革

1.1 理实一体化

为了提高学生的实践操作能力,适应高职教育的发展趋势,教师在教学过程中着重于理论与实践的结合,理论为基石,深浅适度、已够用为度。教学内容以体现理论知识点为目的进行设计,用实践的任务来驱动理论知识的学习,通过实际使学生在操作过程中能够对理论知识有一个循序渐进的认识过程,自己领悟其中要点,从而构建自身的理论知识体系,进一步指导实践。

1.2 特色教学内容体系的建设

为实现理实一体化教学,在教学过程中应加强教学的内容的合理化和内容的优化。实践教学内容的设计尽量以生产实际为导向,以工作任务为目标。

而且,在教学过程中必须遵循“学生为主体,教师为主导”的原则,以注重培养学生的主体意识和参与能力,引导学生学会学习,即以“学生为主体”。同时,注重与其它学科领域的联系,让学生对该课程有一个充分的了解。而在教学过程中,教师起到辅助作用,利用生动、鲜明的例子引导学生们主动了解课程的主要内容,即“教师为主导”[2]。例如,在绪论的学习中,教师以是生产实例引导学生领会发酵技术在生物技术领域中的重要地位;发酵技术发展的历史、现状和发展前景,以及在经济发展中的地位;主要的工业产品、研究的热点与难点等。这样既能调动学生对该门课程的学习兴趣,也能使学生学会构建自身知识体系,更加有利于对后续内容深入理解。

1.3 保证教学内容的前沿性

随着生物技术产业不断、迅速的发展,发酵技术的新技术、新的产品也在不断出现。为了保证学生就业后对于行业的适应性,对课程内容的更新和改革是必要的。该校以赵雪梅编著的《发酵技术》教材为主,同时参考熊宗贵编著《发酵工艺原理》,陈坚等编著《发酵工程实验技术》等其他的辅助资料,对教学内容随时加以补充和更新。在讲授基本知识的同时,给学生补充发酵技术方面的最新资讯,包括发酵技术的科学动态、一些新技术和新方法等。使发酵技术授课内容跟上科技发展,同时使学生提高学习兴趣并认识到发酵技术是一门随着时代脉搏跳动的新学科。

2 教学方法和教学手段方面的创新

2.1 以多媒体教学为主的综合授课

传统的教学手段主要依靠板书,帮助学生对所学内容进行归类和总结。而对于发酵技术来讲,板书教学的优点是用时长,能够让学生紧跟教师的教学思维,在教师板书的同时给学生充分的机会去思考、领会教学内容。然而,板书教学的缺点在于信息量有限,而在有限的时间和空间下教师无法做到大量信息的呈现,且对于一些工艺流程方面的知识难以表达。

所以,教师在课堂教学实践中,以多媒体教学为主,同时综合传统教学方法的优点进行综合授课[3]。众所周知,多媒体教学的优点是信息量大,能够充分地利用图像、声音、色彩和动画等多媒体技术,使得整个教学过程图文并茂、生动形象具体。但它也有着一定的局限性,即教学节奏快,不利于学生对所学知识的消化吸收,容易造成学生课堂学习囫囵吞枣。因此,在发酵技术的教学过程中,还需要有传统教学方法相互融合,才可以进一步提高教学效果。

2.2 构建实践平台

《发酵技术》课程是一门实践性非常强的学科。因此,在教学环节中有针对性地设置一些能够为学生提供实践机会的平台是极其必要的[4]。例如,在生活中常见的面包、啤酒、酸奶等发酵产品的相关学习中,可以设置简易的设备模型,或者利用计算机系统设计出模拟的系统让学生进行实践操作。而且,在工业生产菌种筛选的这一章中,也可以实际带领学生到校园的操场上去取土样,并进行实践练习,使学生产生更直观的理解和记忆。一方面有助于提高学生的学习兴趣,一方面加剧深化理实一体化教学,进一步提升了教学效果。

3 评价方法的完善

教学评价是完整的教学过程中不可或缺的环节,既能够检验教学计划的实施效果,又能够判断学生学习效果好坏。然而,传统的评价方法只是单一的以笔试成绩作为最终评分标准,过于注重理论知识,常常培养出高分低能的书呆子。因此,我们将本课程的评价方法进行了改革,主要分为理论知识和实践技能两个方面。

3.1 理论知识评价

包括过程性评价和期末考试两种方法,即包括学生出勤、课堂表现、平时作业、实验报告等的过程性评价;以及占总成绩55%的闭卷方式期末理论知识考试。

3.2 项目技能评价

实项目技能的评价即针对实践平台中每次任务的完成情况进行的评价,首先,教师根据学生操作时的熟练程度、实验的准确性进行评分;而小组成员之间也会有相关的评价。

发酵技术论文范文第13篇

本文论述了传统中药发酵炮制的作用机理和发酵工艺,并与现代中药的发酵炮制工艺进行了比较。同时对经发酵炮制后生产的传统中药神曲、红曲、淡豆豉等进行了本草考证,论述了其名称由来、制作方法和功效等。

【关键词】 发酵;炮制;传统中药;本草考证

Abstract:The mechanism and the fermented technique of traditional Chinese medicine were discussed in this paper,the fermented technique of traditional Chinese medicine was compared with morden Chinese medicine.The herbalogical textual research on traditional Chinese medicine such as Shen Qu,Hong Qu,Dan Dou-chi and so on which were processed by fermentation were done.Moreover,the origin of name,the methods of production,the effectiveness were discussed respectively in herbalogical textual research.

Key words:fermentation;process of refining herbal medicine;traditional Chinese medicine;herbalogical textual research

我国远在四千多年以前就懂得利用微生物发酵来酿酒,其后又相继用微生物发酵来生产酱、醋、豆豉和臭豆腐等食品。早在千余年前,我国已开始将微生物发酵应用于中药炮制,成为世界上最早利用微生物对天然药物进行生物转化的国家之一。中药是中华民族的瑰宝,而中药炮制是其中一颗璀璨的明珠。中药炮制是根据中医药理论,依照辨证施治用药的需要和药物自身的性质,以及调剂、制剂的不同要求,所采取的一项制药技术。本文对传统中药发酵炮制的作用机理、炮制工艺和发酵炮制中药的本草考证进行了论述。

1 传统中药的发酵炮制概述

古代医药典籍将中药炮制又称为“炮炙”、“修治”、“修制”、“修事”。经净制或处理后的药物,在一定的温度和湿度条件下,由于霉菌和酶的催化分解作用,使药物发泡、生衣的方法称为发酵法。中药通过微生物的发酵达到增强中药药效、改变药性、降低毒副作用等目的。

1.1 传统中药发酵炮制的作用机理

传统中药发酵炮制的作用机理较为复杂,主要是依靠微生物的生物转化来实现。酶是一类具有高度催化效率的生物催化剂,它可以使复杂的生物化学反应在常温常压下迅速完成。微生物在生长代谢过程中产生纤维素酶、木质素酶、淀粉酶、蛋白酶、脂酶等多种胞内和胞外酶类。微生物有着非常强大的分解转化物质的能力,并能产生丰富的次生代谢产物。不同种类的微生物具有不同的代谢方式,能分解各式各样的有机物质。通过微生物的新陈代谢和生长繁殖来炮制中药,可以比一般的物理或化学的炮制手段更大幅度地增强和调整药性,提高疗效,降低毒副作用,扩大适应症[1]。

1.2 传统中药发酵炮制工艺的探讨

传统中药经发酵炮制后其质量的高低与许多因素都密切相关,如发酵菌种,培养基成分,培养条件(温度、湿度、氧气、pH值等)等因素。因此,应通过对传统中药发酵炮制影响因素的研究,从而确定其最佳的发酵炮制工艺。

在长期传统中药发酵炮制的生产实践活动中,中药炮制人员对影响中药发酵炮制的质量因素积累了较为丰富的实践经验。一般而言,发酵最佳温度以30~37℃为宜,相对湿度控制在70%~80%为宜。在此培养条件下,适合大多数霉菌、酵母菌和细菌等的生长繁殖。但限于当时的科学技术发展水平,温度和湿度的控制只能凭经验,例如,混和发酵时以“握之成团,指间可见水迹,放下轻击则碎”为宜。因此,在传统中药的发酵炮制过程存在较大的主观性,影响了其质量的稳定性。

培养基成分对传统中药发酵炮制后其质量的高低也有较大的影响,因此对组成培养基的药材质量和相互间的比例都有较严格的要求。不同的培养基经同样的微生物处理后会产生药性的差异,可利用此来生产不同适应证的中药。例如,发酵淡豆豉时,以桑叶、青蒿发酵者,药性偏于寒凉,多用于风热感冒或热病胸中烦闷之证;以麻黄、紫苏发酵者,药性偏于辛温,多用于风寒感冒头痛之证。

1.3 传统中药发酵炮制工艺和现代中药发酵炮制工艺的比较

中药的发酵炮制经过一千多年的发展,现已成为中药炮制中一种常用和重要的炮制方法。特别是近几十年来发酵工程等现代生物技术用于传统中药的研究开发,从现代科学的角度探讨了发酵炮制的作用机理和炮制工艺,极大地丰富和发展了中药的炮制理论。

传统中药的发酵炮制是多菌种混合自然发酵,参加发酵的菌种种类和数量都存在一定的波动;同时传统中药的发酵炮制采用的是传统的固体发酵,整个发酵炮制的过程都是凭主观经验来控制。因此,传统中药发酵炮制后其质量的稳定性难于保证。

现代中药的发酵炮制根据微生物生长所用培养基状态的不同可分为固体发酵炮制和液体发酵炮制。现代中药的固体发酵炮制采用了现代生物技术,在整个发酵炮制过程中可以较好地控制参与发酵的菌种的种类和数量,同时对温度、湿度、酸碱度、通气等也能较好地实现动态控制,因而通过现代固体发酵炮制的中药其质量的稳定性得以较大的提高。在抗生素工业发展起来后,逐渐将液体发酵应用到中药的发酵炮制中,开启了对液体发酵炮制中药的研究。由于液体发酵较固体发酵具有更高的物质传递效率,也易于实现发酵炮制工艺的自动化控制,从而保证发酵炮制后中药质量的稳定性,所以此项工艺未来发展空间巨大。

2 发酵炮制中药的本草考证

传统中药的发酵炮制因品种不同而采用不同的方法进行加工处理后,再置温度、湿度适宜的环境下进行微生物发酵。根据所采用方法的不同,可将传统中药的发酵炮制分为两大类[2]。一类为药料与面粉混合发酵,如六神曲、建神曲、半夏曲、沉香曲等;另一类为直接用药料进行发酵,如淡豆豉、百药煎等。

2.1 神曲

神曲一名始载于《药性论》,又有六神曲(《本草便读》)的异名。明代李时珍在《本草纲目》中记述了神曲得名的由来[3],“盖取诸神聚会之日造之,故得神名。”我国制造神曲始于北魏,贾思勰在《齐民要术》中叙述了神曲的制法。神曲为辣蓼、青蒿、杏仁等药加入面粉或麸皮混合后,经发酵制成曲剂,含酵母菌、淀粉酶、复合维生素B等成分,有消食化积、健脾和胃等功效。

神曲还可炮制加工成炒神曲、麸炒神曲、焦神曲。生神曲健脾开胃,并有发散作用;麸炒后以醒脾和胃为主,用于食积不化、脘腹胀满、不思饮食、肠鸣泄泻等;炒焦后消食化积力强,以治食积泄泻为主。

2.2 建神曲

建神曲一名载于《纲目拾遗》,又有百草曲(《纲目拾遗》)、泉州神曲(《药性考》)、范志曲、老范志神曲等异名。建神曲主产于福建泉州,为麦粉、麸皮、紫苏、荆芥、防风、厚朴、白术、木香、枳实、青皮等数十种药物经发酵专制而成。建曲性味苦微温,消食化积功效与神曲相似,并能理气化湿、健脾和中。

2.3 半夏曲

半夏曲一名载于《韩氏医通》。半夏曲为半夏加面粉、姜汁等制成的曲剂。《本草纲目》中叙述了半夏曲的制法[4],云:“半夏研末,以姜汁、白矾汤和作饼,楮叶包置篮中,待生黄衣,晒干用,谓之半夏曲。”半夏曲有化痰湿,消食滞的功效。而未发酵的半夏则性味温辛,有毒,有燥湿化痰、降逆止呕、消痞散结等功效。《饮片新参》载:“内热烦渴者慎服。”

2.4 采云曲

采云曲是以六曲为基础,再加桔梗、白术、紫苏、陈皮等二十多种药品加工制成的,性味作用与建曲相似,对于夏秋暑热伤中引起的食滞消化不良作用较好。

2.5 沉香曲

沉香曲一名载于《饮片新参》。沉香曲为沉香等多种药末和以神曲糊制成的曲剂。用沉香、木香、檀香、砂仁、蔻仁等20多种药材研成粉再加1/4的面粉,搅和压制而成。《饮片新参》称沉香曲有“理脾胃气,止痛泻,消胀满”的功用。

2.6 红曲

红曲一名载于元代《饮膳正要》,又有丹曲(《天工开物》)、赤曲(《摘元方》)等异名。李时珍在《本草纲目》中记述了红曲的制法[5],云:“红曲,本草不载,法出近世,亦奇术也。其法:白粳米……入曲母……其米……鲜红可爱。未过心者不甚佳。入药以陈久者良。”从李时珍叙述中的“法出近世”,可推测出红曲的制造大约始于元代。红曲为曲霉科真菌红曲霉的菌丝体寄生在粳米上而成的红曲米,有健脾消食、活血化瘀的功效。《本草纲目》中称:“治女人血气痛,及产后恶血不尽,擂酒饮之,良。”《本草经疏》中称:“红曲,消食健脾胃与神曲相同,而活血和伤,惟红曲为能,故治血痢尤为要药。”

2.7 淡豆豉

淡豆豉一名载于《本草汇言》,《伤寒论》中称为香豉,《名医别录》中称为豉,《本草纲目》中称为淡豉和大豆豉。淡豆豉的制造历史悠久,在《伤寒论》中即有记载。《本草纲目》还详细叙述了其制作方法[6]。淡豆豉为豆科植物大豆黑色的成熟种子经蒸罨发酵等加工而成,有解肌发表、宣郁除烦的功效。《本草汇言》称:“淡豆豉,治天行时疾,疫疠瘟瘴之药也。”《药性论》载:“治时疾热病发汗;熬末,能止盗汗,除烦;生捣为丸服,治寒热风,胸中生疮;煮服,治血痢腹痛。”

2.8 百药煎

百药煎一名载于《本草蒙筌》。百药煎为五倍子同茶叶等经发酵制成的块状物。李时珍在《本草纲目》中记述了百药煎的制法[7],云:“用五倍子为初末。每一斤,以真茶一两煎浓汁,入酵糟四两。擂烂拌和,器盛置糠缸中之,待发起如发面状即成矣。捏作饼丸,晒干用。”百药煎有润肺化痰、止血止泻、解热生津的功效。《本草纲目》论述:“百药煎,功与五倍子不异。但经酿造,其体轻虚,其性浮收,且味带余甘,治上焦心肺、咳嗽痰饮、热渴诸病,含噙尤为相宜。”

2.9 片仔癀

明代宫廷神药片仔癀距今已有四百多年的历史。相传为明嘉靖年间,一御医逃离宫廷后流落到漳州璞山岩削发为僧。他多方采集药材,按秘方精制成锭,并将药锭切成片状,既可吞服,亦可外用。片仔癀由麝香、牛黄、蛇胆、三七等组成配方,其中的主要成分是中药三七的微生物发酵物。片仔癀具有清热解毒、消肿止痛的功效。片仔癀的配方及工艺至今秘而不宣,现已成为国家一级中药保护品种。

3 结语

从上述举要品种可见,我国早在北魏时期就已应用微生物发酵炮制中药,实现了增强中药药效、改变药性的目的。我国传统发酵中药值得我们进一步深入地发掘,并应用现代生物工程技术进行二次开发,为中药的新药研究开发拓展新空间。

【参考文献】

[1]王兴红,李祺德,曹秋娥.微生物发酵中药应成为中药研究的新内容[J].中草药,2001,32(3):267-268.

[2]国家中药管理局科技教育司.中药方剂学[M].北京:中国中医药出版社,1997:229.

[3]李时珍.本草纲目金陵初刻本校注[M].合肥:安徽科学技术出版社,2001:913-914.

[4]李时珍.本草纲目金陵初刻本校注[M].合肥:安徽科学技术出版社,2001:720.

[5]李时珍.本草纲目金陵初刻本校注[M].合肥:安徽科学技术出版社,2001:914.

发酵技术论文范文第14篇

【关键词】 发酵工艺学;课程考核;模式改革;设想

《发酵工艺学》是高校食品科学与工程专业的一门专业主干课程,是利用微生物细胞的特定形状,通过现代过程化技术,生产食品或保健品的一种技术。[1]该课程具有知识面广、专业性强等特点,如何使学生真正掌握发酵工艺的整个过程,如何使学生全面掌握理论知识和实践技术,真正做到发酵企业等相关单位对该门课程岗位能力的要求是教师面临的最大挑战。

课程考核是教学的重要组成部分,体现着检查测评功能,导向与激励功能,教学效果反馈功能,[2]通过多种形式的课程考核方式,以考促教,以考促学,能够提高教学质量,提升教学效果。以往的考核与评价体系方式、方法单一,缺乏灵活性,考核一般分为考试和考察,百分制。无论哪种形式,总成绩一般由学校规定比例的平时成绩和期末成绩组成,考试的平时成绩所占比例较少,考察的平时成绩比例较大(一般可达50%)。这种考核与评价体系所有专业、所有课程没有差异,不符合大学教育的目标,直接影响学生职业生涯的发展。为了达到预期的教学目标,必须配备完善的课程考核和评价体系,否则无法激起学生的学习兴趣,教学效果会大打折扣。本文就如何提高学生运用知识解决实际问题的能力,训练科学思维培养产品研发实践技能,结合教学实践从理论课和实验实践教学两方面,就《发酵工艺学》课程考核改革进行了探讨。

一、阶段性测验试卷的设计

《发酵工艺学》内容包括菌种选育,菌种保藏与复壮,原料前处理及培养基制备发酵工艺控制,酿造酒工艺学实例等。课程内容较多,而且与前期专业基础课知识联系紧密,学生学习过程中感觉内容庞杂,以前学过的知识容易遗忘,知识点分散,未建立起交叉和联系。另外,以往的考核方式以单一交论文的形式完成,不参加闭卷考试,学生容易产生懈怠心理,对理论知识的学习不重视,学习的态度和动机,是学习活动的最佳原动力。[3]为了杜绝这种情况的发生,导论就告诉同学,理论我们采取闭卷考试,从而让学生重视学习的过程,把注意力放在课程教学的每一个项目、任务、单元和章节上,从而提高教学效果。在阶段性测验的过程中,如何在较短的时间内,考查学生对专业基础知识的掌握,是考核工作的难点之一,也对试卷的设计提出了较高的要求。阶段性测验分四次进行, 分别安排在菌种选育、菌种保藏、发酵工艺控制、酒类发酵工艺原理的课堂教学内容结束后进行。测验形式为闭卷考试,主要考察学生对发酵工艺的基本概念辨析和基础知识的掌握程度,题型包括选择、判断、填空、简答。

二、加强文献阅读、读书笔记及讨论学习

在《发酵工艺学》学习的过程中要求每个学生完成读书笔记,由教师选择高质量的外文文献,学生分组对文献翻译,以小组为单位对该文献制作幻灯进行讲述,提高学生的自主学习能力,分析解决实际问题的能力,提高综合素质和创新能力。

三、应用论文撰写

由学生自主选择感兴趣的主题进行海量阅读文献,精读部分文献,归纳、分析、总结文献内容,并形成自己的观点,形成文章,修改文章,严格按照正规论文格式。自命题论文,可以写发酵工艺的发展历程,可以偏向技术某个发酵产品的生产工艺对比,发酵因素控制,也可以结合新疆特色资源设计一种或多种产品的发酵工艺,目的是提高学生归纳总结撰写论文的能力。论文作业的布置时间为课程中期,题目学生自拟。要求学生要内容突出发酵产品的新技术、新方法,特别是新疆特色果蔬在发酵的新应用。论文的成绩从以下几个方面来划分为不同的档次: 科技论文的写作格式、内容的完整性、逻辑性、新颖性。

四、实验环节

《发酵工艺学》是一门实践性非常强的学科,实际操作技能的熟悉程度、创新能力是考核非常重要的环节。设置实验环节试题库,对每个学生进行抽签考核,从菌种保藏、活化、培养、放大、葡萄酒发酵等工艺过程对微生物的操作练习在实验室完成。实验操作采用5人一组,每人负责不同的内容,相互合作完成实验项目。吸引学生自主根据资源设计发酵方案,进行科技创新实验。

五、教学效果的评估

向学生发放调查问卷,了解学生是否接受改革后的考核形式以及新的考核方式对其学习效果是否产生积极的影响。评估教学效果。《发酵工艺学》课程学时分解及考核比例分配,如:学时分配中,总学时为42,课堂学时30,实验学时8,测验学时2,讨论交流2;考核比例中,阶段测验占30%,实验考试占30%,论文写作占40%。

六、总结

根据《发酵工艺学》课程本身的特点,大胆的提出了对考核和评价体系的改革,注重学生综合素质的培养,体现现代本科教学一体化教育理念。当然,考核和评价体系的改革不是一蹴而就的,是需要不断积累、与时俱进,所以任重道远,需要我们不断的摸索。

【参考文献】

[1] 何国庆.食品发酵与酿造工艺学(第二版)[M].北京:中国农业出版社,2011.

[2] 管旭.《船舶电工工艺》课程考核与评价体系改革探索[J].教学实践研究2014.200-201.

[3] 姜小平.教学中激发学生学习兴趣的有效路径[J].教育与职业2010(29)148-149.

[4] 李云.食品发酵工艺学教学改革探索与实践[J].科技信息,2012(16).

发酵技术论文范文第15篇

关键词:发酵工程实验技术 教学改革 下企业生产实习

中图分类号:G64 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2017)02(b)-0218-03

Exploration on the Reform and Development of the Experimental Technology of Fermentation Engineering

Zhang Jiang bo Tian Guangwen

(College of Life Science, Northwest A&F University, Xianyang Shaanxi, 712100, China)

Abstract: With the development of the industry of fermentation, more and more colleges and universities have attached importance to the course of fermentation engineering, making it becoming a compulsory core curriculum of many engineering majors, such as Bioengineering. Fermentation engineering is a very practical course. In order to better train the hands-on skills of students, the course of fermentation engineering experiment technology was set up separately. Different teaching contents were adopted in different majors: enterprise production practice was adopted in the major of bioengineering, and various fermentation experiments were adopted in biotechnology and other majors. Several years of teaching practice proved the good teaching effect.

Key Words: Fermentation engineering experiment technology; Teaching reform; Enterprise production practice

l酵工程是一门实践性非常强的课程,对学生的动手能力要求非常高,而“动手能力差”现在几乎是很多高校本科生的一种普遍评价[1]。基于这个特点,发酵工程课程一般都会附带一定的实习实验课程,用以训练学生的动手能力。发酵工程实验课程的实践性强,特点是对学生的实际动手能力有很好的锻炼效果,而且可以与理论课形成很好的呼应,在实际操作中体会发酵工程的基本理论和方法。我们在课程开设伊始,也为其设置了实验课,内容为赖氨酸发酵实验。随着授课的进行,问题逐渐暴露出来,主要是发酵设备只有一套,虽然体积不小,为70 L发酵罐,但是学生得到的动手机会实在有限,操作机会有限,操作的是少数人,多数人只能通过观察学习。而且因为课时有限,没有重做第二次的时间,所以为了防止实验失败,很多关键操作,如接种,都是有教师完成,学生只能作为看客围观,虽然有教师的讲解,但是与亲身实践相比教学效果还是有差距的。

1 发酵工程实验技术课程的独立设置

针对以上问题,我们进行了大刀阔斧的改革。随着授课面的不断扩大,发酵工程理论课针对不同专业分成了3个方向:生工专业,主干课程;生技专业,辅助课程;其他院系相关专业,作为补充的选修课程。以此为契机,发酵工程实验技术课程正式从理论课程中分离出来,成为一门独立的课程,具有自己的学分和考核体系。其中生工专业主要进行下企业的生产实习,生技和其他专业主要进行校内的发酵实验。

2 生工专业的生产实习

发酵工程与工业生产实践联系非常密切,这也是它区别于其他课程的显著特点。发酵工程实验技术作为其实验课部分,理应提供学生起身到发酵生产企业体会锻炼的机会。而作为生工专业,本身是工科,发酵工程实验技术又是主干课程,因此课程内容设置成下企业实习是课程改革发展的必然方向。

经过选择,实习合作企业选定为离学校所在地杨凌西侧毗邻的眉县金渠镇太白酒厂。这样选择的原因一是白酒生产是传统的发酵工程产业,各项理论课中讲授的发酵基本知识都能在生产中得到实践检验;二是传统白酒生产劳动强度较大,可以让学生充分感受到实际企业工人生产生活的艰苦,在锻炼了学生吃苦精神的同时也对其正确的职业理想的树立大有好处。在工厂,学生参与了从制曲、蒸料、入窖发酵、蒸酒、储存、罐装、包装、检验等白酒生产的全流程的所有环节,不仅向工人师傅请教,而且亲身参与生产,体会各个环节工作的要点。在为期一周的实习中,学生不仅参与生产实践,而且和工人师傅一起,吃住都在工厂,在实习过程中还与工人进行文艺汇演联欢,并听取工厂领导做的关于太白酒生产情况和酒文化的报告。几年的实习表明,这种集中一段时间下企业实习锻炼的形式不仅对生工专业本科生发酵工程实验技术课程的课程学习起到很好的效果,而且对学生的吃苦精神、动手能力、沟通能力等都有一定的好处。此外,学生在车间工作是分组进行,有组长,有分工,正如贾彩凤等的报道一样[2],这也锻炼了他们团队合作的意识和能力。学生的反响也非常好,这在学生的实习报告中的实习体会中的得到很好的反映。经过摸索,我们对这门课程的评价体系也进行了改革,从单纯由教师根据实习表现和实习报告评定成绩改进为在带队教师根据实习表现和实习报告评定成绩的基础上再参考车间工人师傅的评价,并且要求学生完成一份答卷,内容为实习中的一些基本问题,原理等,如蒸酒采用的老五甑的原理。

3 生技和其他专业的发酵实验

发酵工程理论课针对这些专业要求较低,仅作为补充,旨在开阔学生视野,因此在教学大纲上这些专业的发酵工程实验技术课程也没有安排下企业的生产实习,而是安排了在学校实验室进行发酵实验。课程开设之初的赖氨酸发酵实验的授课经验使我们认识到,能让每名学生都参与实验,都获得动手机会是非常重要的。因此,在设置实验时我们因地制宜,根据实验室的条件设计了多个课时较少的小实验。实验内容的选择上,则是突出“接地气”。发酵工程生产的产品多种多样,有高精尖的药品,如各种干扰素、激素等,也有像酱油、腐乳等日常生活就能接触到的食品。发酵工程实验技术这门课,与其花时间给学生将那些没条件做的高精尖实验,不如让学生在做一些“接地气”的实验,对学生掌握发酵基本原理、锻炼动手能力同样能有很好的帮助。因此,除了一个比较长的发酵全流程实验――柠檬酸发酵(包括了菌种扩培、发酵、检测等各个环节),我们设计了几个比较有趣的小实验,包括药品虫草的固体发酵,农产品平菇的固体发酵、食品酸奶、红茶菌的液体发酵。另外,虽然学生不进行生产实习,我们还是设计了一个参观学院生工实训中心发酵车间的实验,通过参观讲解从发酵罐到板框压滤机到精烘包各个设备各个车间的结构和运行原理,让这些非工科的学生也有机会能接触一下真正的发酵设备。通过几年的授课实践证明,学生对发酵工程实验技术这门课的实验很感兴趣,作为农学、理学等学科的学生,他们在习惯了试管摇瓶等玻璃器皿后第一次见到了庞大的发酵罐,感觉非常新奇;同学对自己辛勤“栽培”的平菇、虫草非常自豪,互相比较看谁的“收成”好;对于自己酿造的酸奶、红茶菌饮料,学生也很期待,到了发酵结束争先恐后的品尝各自“产品”的风味。古语云:“能之者不如好之者,好之者不如乐之者。”在兴趣的驱使下,学生对实验投入了很大的热情,其中的发酵原理自然也就深刻的印在了他们的脑海里。实践证明,这些根据实验条件设计的实验取得了良好的教学效果。此外,通过近几年的教学实践我们还发现,正如吴根福等[3]在报道中指出的,发酵工程实验还有一个其它实验课程一般不具备的有点――对学生的责任心的培养很有帮助。因为很多发酵实验周期长,需要每天都来维护或检测,一次操作出错往往前功尽弃。所以学生这就要求学生必须把这个实验真正放在心里,时时记挂着,也就锻炼了他们的责任心。

4 展望

虽然取得了一定的成绩,积累了一定经验,但是发酵工程实验技术这门课仍有很大的上升空间,还学要进一步深化改革。改革的方向主要包括以下两个方面:首先是针对生工专业的生产实习,未来有条件的话应该尽量再多去一些其他企业,白酒生产虽然是经典的发酵工程,但是毕竟是传统技术,如果能去一些采用目前先进的发酵工程技术的企业将会取得更好的效果,比如啤酒厂、抗生素工厂、一些采用工程菌的药厂等。其次是其他专业的发酵工程实验,今后软硬件条件达到了,可以再为这些学生加开一个真正上发酵罐并进行提取,且没人都有动手机会的发酵大实验。目前一拖五的小罐正在采购,如果能达到两人一组,每组一套发酵罐将使这成为现实,而且目前我院教师正在华东理工大学培训土霉素发酵全流程技术,这将成为该实验软件部分。但是这样的改革势必要增加课时量,所以还需根据整个专业培养方案进行全局的考虑和协调。另外,许波等的把传统教学中的“实验”转变为“试验”的思路也非常有潜力[4]。结果不再设计好,不再一成不变,这样学生就会对按自己想法进行的“试验”结果更有期待。不管怎样,发酵工程实验技术课程的改革和发展将会对高校本科生的培养提供更好的支撑,对他们了解真正的工业生产、工厂生活,对他们接触社会、毕业后走向社会、融入和适应社会都会提供很大的帮助。

参考文献

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