前 言
发酵工程是一门以生物代谢过程和对代谢过程控制，获得生物产品共性原理为研究对象的学科。探讨生物产品生产过程中的共性为目的，从工艺角度阐明细胞的生长和代谢产物与细胞的培养条件之间的相互关系，为生产过程的优化提供理论依据。
本实验课程的任务是使学生在已学过微生物、生物化学、化工原理等课程的基础上，把发酵工程的理论和实践结合起来，实现对生物反应器和生物化学产品纯化与分离的操作。深入理解生产过程的工艺原理，进一步深化和提高所学的基本知识，从而使学生具有选育新菌种，探求新工艺、新设备、从事生物产品研发和对生物产品下游技术操作的基本的能力并能够应用基本理论去分析和解决生产过程中的具体问题，改造原有不合理的生产过程，使之更符合客观规律。
本实验以霉菌、细菌、酵母菌等常见工业微生物为对象，经过发酵生产植酸酶、谷氨酸、红曲等，并经过进一步的分离提取，得到商品。通过这一过程学习生物工程中的中游和下游技术。
实验课程作为发酵工程教学的重要部分，一直是课程建设的重点，特别是经过最近几年的改革与实践，已经形成了基础、综合、创新三个平台的实验教学模式，并以此建立了一整套的实验管理体系，形成了我校发酵工程实验教学的特色。 按照三个平台进行编制实验内容。
基础型实验平台：基础型实验平台旨在培养学生的基本实验技能，掌握基本实验方法，为进一步的实验打下基础。本平台将发酵过程按工艺流程整合成样品采集、菌种诱变、培养基配制、种子扩培、发酵培养、产物分析等单元实验模块，与理论课程同步开设，作为课程实验的基本环节。
综合型实验平台：综合型实验平台指具有一定综合度并带有一定设计性的大实验，是课程实验的提高环节，旨在培养学生的综合实验技能，使学生的实验技能得到系统的训练，掌握较高层次的实验方法。本平台实验内容涵盖酶制剂生产、红曲色素生产、液态发酵、固态发酵、酶反应工程及过程控制检测等诸多领域，学生可以结合自己的兴趣选做其中部分内容。
创新型实验平台：创新型实验平台指反映学科发展方向或研究热点的带有探索性的实验环节，鼓励学生自由参加。旨在培养学生的实验创新能力，掌握较好的实验设计方法和数据分析的能力。本实验平台由学院各研究所、研究室提供实验课题，每年动态调整，学生自由选择，让学生接触并参与科研工作，培养科研兴趣，鼓励学生提出新想法、新见解，并付诸实验。
基础型、综合型实验环节随《发酵工程》理论课程同学期开设，基础实验安排4周，综合型实验安排12周；创新实验环节从四年级开始启动，以保证实验的连贯性和效果。参加创新实验的项目可以作为毕业论文（设计）的选题。通过这样一个连贯性的实验教学规划，
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使学生的实验技能得到系统的训练。
目前我们的实验教学体系，显示了较为显著的特点。
1）基础型实验掌握扎实：首先通过精心选择安排基本技能训练的实验内容，做到少而精，便于学生掌握，而且在进一步在综合实验环节中，这些基本技能训练重复出现，基本技能得到了巩固和加强。
2）综合型实验的比重大；占整个实验环节的70％，综合型实验中学生更可部分或全部完成从实验方案设计、实验准备直至实验结果获取的全过程。通过这种系统化的训练，学生的动手能力、综合问题的分析能力得到极大的提高。
3）时代感突出：实验内容涵盖了发酵工程的诸多新领域，与学科的发展相适应，激发了学生的实验兴趣。
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发酵工程实验室规则
一、实验前，请自觉对实验内容进行充分的预习，了解实验目的、原理和方法，不清楚或不懂之处，可以查阅有关资料，做到心中有数。
二、进入实验室后，应保持良好的秩序，不要随便谈笑、高声说话和随意走动，不做与实验无关的事情。
三、实验时，应严格遵守正确的操作方法和按规定的步骤进行，并根据自己观察所得，认真、实事求是地记录实验结果，课后要及时、认真完成实验报告，并按时汇交老师批阅。
四、使用化学药品、玻璃器皿和水电等要切实注意安全，以免发生危险和伤害事故。 五、使用显微镜、离心机、旋转蒸发仪、摇床、电热蒸汽灭菌锅、培养箱、干燥箱等仪器时，要细心操作和特别爱护。
六、对消耗性材料和药品的使用要力求节约，用后归还原处。 七、实验室里的一切物品，未经教师许可，不得擅自取用或携出。
八、无菌操作前后要用消毒水（3%左右来苏尔液或新洁尔灭等溶液）洗手和擦洗台面。 九、损坏物品应及时登记，并照价赔偿。
十、实验完毕，必须把所用的仪器、设备等抹净放妥，清理好自己的实验台，把实验用具、器皿洗刷干净，安放妥当，将实验室收拾整洁、干净，然后将手洗净，关好水电门窗等，并向指导教师交待清楚后方可离开实验室。
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发酵工程与设备实验 附 录
★ 基础型实验平台 ★
实验1 实验准备知识和基本操作训练
一、实验目的
1. 理解发酵工程实验技术的基础理论。 2. 掌握发酵工程实验技术的基本操作。
二、实验原理
1. 玻璃器皿的洗涤
（1）新购置玻璃器皿的处理
新购置的玻璃器皿往往含有游离碱，一般应先在2%盐酸溶液中浸泡数小时后再用清水洗净。洗净后的试管倒置在试管筐或架中，锥形瓶倒置于洗涤架上，培养皿的皿盖和皿底分开，顺序压着皿边倒扣在桌子上或其它地方，晾干或在干燥箱中烘干备用。
（2）常用玻璃器皿的洗涤
常用的锥形瓶、培养皿、试管、烧杯、量筒、玻璃漏斗等器皿，洗涤时可用鬃刷沾上洗衣粉、肥皂粉或去污粉刷洗，然后用自来水冲洗干净，倒放在洗涤架上自然晾干或放70～80℃干燥箱中烘干备用。
移液管和滴管可用自来水冲洗干净后放70～80℃干燥箱中烘干备用。若分析用移液管最好在2%盐酸溶液（或洗液）中浸泡数十分钟，取出后用自来水冲洗，再用蒸馏水冲洗2～3次，100 ℃干燥箱中烘干备用。
（3）带菌玻璃器皿的处理
移液管、滴管、玻片等带菌后，使用完毕立即浸入5%石炭酸溶液（或2%来苏尔或0.25%新洁尔灭溶液）中数小时或过夜，再洗涤。锥形瓶、培养皿、试管等应经120 ℃灭菌后再洗涤。
注意：琼脂不能直接倒在洗涤池内，必须倒在废桶中，否则阻塞下水管道。 2. 发酵工程实验室技术的有关内容
发酵工程的开发，首先要在实验室中进行。在实验室里，与发酵工程有关的关键设备有：灭菌设备、超净工作台、摇瓶机、培养箱、小型发酵罐等。
在发酵工程研究和生产中，纯培养是最基本的操作。为了实现纯培养的目的，要求从接种到培养结束的整个实验过程不得有杂菌污染，也就是说，要严格满足无菌操作的要求。因此，我们首先碰到的问题就是灭菌。
所谓灭菌是指用热或其它物理和化学方法将所有的微生物完全破坏或除去。在实验室里
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发酵工程与设备实验 附 录
常规的灭菌方式主要包括热灭菌、化学灭菌、紫外线杀菌以及过滤除菌等。
为了保证实验过程完全按照无菌操作的要求进行，不仅需要灭菌设备和无菌环境等客观条件的保证，更需要实验者主观上将无菌操作的意识贯穿于操作过程始终，并严格遵守无菌操作规程。
发酵工程实验室技术操作很多，最基本也是最常见的操作有以下几项： （1）平板操作（如划线、涂布等）； （2）斜面操作（如划线、接块、穿刺等）； （3）摇瓶操作（如接块、接菌苔、移液等）；
（4）菌种保藏操作（斜面保藏、沙土管保藏、冷冻管保藏、固体曲保藏等）。
三、实验试剂与仪器
1. 材料：棉花、纱布、棉绳、牛皮纸或报纸
2. 仪器：试管、烧杯、锥形瓶、发酵瓶、移液管、培养皿、接种环、涂棒等。
四、实验步骤
1. 实验准备操作
（1）几种棉塞的制作（试管、锥形瓶、发酵瓶棉塞）
（2）几种器皿和用具的包扎（移液管、培养皿、试管）
① 培养皿的包扎。培养皿常用旧报纸紧紧包好，一般6～10套，包好后干热或湿热灭菌。如果将培养皿放入金属筒内进行干热灭菌，则不必用纸包，金属筒有一圆筒形的带盖外筒，里面放一装培养皿的带底框架（图4），此框架可自圆筒内提出，以便装取培养皿。
② 移液管的包扎。准备好干燥的移液管，在距其粗头顶端约0.5cm处，塞上1.5cm长的棉花，以免使用时将杂菌吹入其中，或不慎将微生物吸出管外。棉花要松紧适当（过紧，吹吸液体太费力；过松，吹气时棉花会下滑），接着按图5方法包扎，后将移液管集中在一起，用一张大报纸包好，进行干热或湿热灭菌。
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（涂绍勇3、4.5周）发酵工程与设备实验讲义
