发酵工程新技术篇1
在我国，生物发酵主要经历了三个过程，一是利用祖先们遗留下来的传统制作方法生产发酵产品的家庭手工作坊式的发酵；二是经过借鉴化学工程实现工业化生产的近酵；三是从工程学角度将发酵工程分为生产菌种的选育、发酵条件的优化与控制、反应器的设计及产物的分离提取与精制等部分的现酵工程。在这个中国与发达国家差距相对较小的高技术领域，中国具有发展生物产业的技术基础和巨大市场需求。发展生物发酵产业，是培育新的经济增长点、提升中国产业国际分工地位和保障国家长远发展的需求。我国政府正在从不同层面上大力推动生物发酵产业的发展。
改革开放以来，自治区的生物发酵产业已得到了初步发展。以发酵为主体的工业生产有：利用乳酸菌发酵生产酸奶、利用酵母菌发酵生产白酒、啤酒、果酒等已形成一定规模。随着区域经济的不断发展，一些现代生物发酵企业先后入驻我区，如抗生素、氨基酸、2.3—丁二醇、微生物菌肥的生产，沼气、高粱秸秆发酵燃料乙醇等。生物发酵产业逐步成为我区支柱产业之一。
笔者认为：今后要加快我区战略性新兴产业——生物发酵产业发展的步伐、提升产业的科技水平，首先需强化“产、学、研科技协作中试平台”的建设，使该领域的前沿科研成果经过“中试平台”迅速转化为应用型成果，为我区生物发酵企业的可持续发展提供强有力的科技支撑，改变该产业低水平扩模的现状。
一、我区生物发酵产业发展现状与趋势
近年来，我国生物产业快速发展。2009年6月，国务院公布《促进生物产业加快发展的若干政策》。2010年9月，《国务院关于加快培养和发展战略性新兴产业的决定》出台，将生物产业作为国家的战略性新兴产业来大力发展。
发酵产业的技术科技含量较高，已经形成了具有科学研究、生产设计、设备制造等完整的工业体系。特别是在“十一五”期间，行业的技术水平不断提高，原材料消耗大幅降低，技术装备日益先进，先进的管理理念和管理方法已在行业中广泛应用，与国际接轨的各种认证已经普遍采用。近年来，发酵产业在节能减排方面做了大量工作，“十一五”期间，各行业积极开展资源综合利用，高新技术和传统工艺相结合，将各种组分充分回收和利用，做到物尽其用，在提高附加值的同时，减轻和消除对环境的污染。
近年来，我区的生物发酵产业除了本土白酒、啤酒、酸奶、调味品等传统生物发酵企业外，依托内蒙古地区丰富的水、电和玉米等资源优势，吸引了石药集团、华蒙金河、升华拜克、齐鲁制药、阜丰集团等现代生物发酵企业落户，主要产品有青霉素、饲用金霉素、黄霉素、阿维菌素、黄元胶、2.3—丁二醇、果葡萄浆等。就呼和浩特地区来说，仅托克托工业园区，就有10余家生物发酵企业，生物产品达20多个品种，发酵总容积达5万立方米。到“十一五”期末，托克托工业园区生物发酵产业产值将达到100亿元左右。在呼和浩特市“十二五”规划中，全市发酵容积规划达10万立方米。另外，在巴彦淖尔市、赤峰市、呼伦贝尔市等盟市20多家生物发酵企业也相继投产，该产业在我区国民经济所占比重逐年增大。
内蒙古生物发酵产业具有资源区位优势，相关科研水平领先、已形成一定的企业群、发展潜力大、前景广阔。抓住我区战略性新兴产业大发展的机遇，充分利用好自身优势，必须进行产业发展的高起点谋划，制定新兴产业的战略规划。
二、我区生物发酵产业发展存在的问题
改革开放以来，内蒙古自治区经济蓬勃发展，GDP增长速度在全国名列前茅。随着产业结构的不断调整，内蒙古自治区经济已由资源型逐步向创新型经济过渡，为我区走可持续发展道路奠定了强有力的基础。
近年来，我区在传统生物发酵企业的基础上，以现代生物发酵企业为龙头的生物产业已初具规模，为我区经济发展做出了贡献。而该领域现有企业除一些像白酒、乳制品传统产业外，新兴现酵产业主要是临近发达省市产业结构调整的转移的结果。这些新产业快速引进的同时，不可避免地在能源消耗、环境污染、低水平重复、产业附加值低等方面存在的潜在负面问题逐步显现。主要体现在几个方面：
（一）生物发酵抗生素企业普遍存在的问题
1.资源依赖性强、工艺技术落后、导致生产效率低。
2.产品多为抗生素原料药、生产过程耗能高，产业链短、综合利用程度低。对环境污染严重，产品附加值低。
3.企业基本没有研发力量，“产、学、研”脱节，缺少技术支撑，在一定意义上是一个“生产车间”。
（二）高粱秸秆发酵新型能源中存在的问题
1.产业链短、整体效益差。
2.高粱收获季节集中，导致产能大而生产时间短，致储存运输难。
3.传统生产工艺落后，生产效率低，不能达到预期经济效果。
（三）农村户用沼气发酵中存在的问题
1.应用型科研落后、技术支撑度低、建管脱节，难以达到预期目的。
2.在北方冬季温度低，产气量低，导致停滞冻结，形成恶性循环。
3.沼气发酵后产生的沼液、沼渣的清理难度大、原料综合利用率低。
三、对于内蒙古自治区发展生物发酵产业的建议
针对生物发酵产业上述存在的问题，要使生物发酵产业成为自治区新兴战略产业，就必须依靠发酵工程的科研成果提高企业技术水平。尤其需强化“产、学、研科技协作中试平台”的建设，使该领域的前沿科研成果经过“中试平台”迅速转化为应用型成果，为我区生物发酵企业的可持续发展提供强有力的科技支撑，改变该产业低水平扩模的现状。具体建议如下：
（一）自治区（发改委、科技厅、经信委、农业厅等）应重视应用型 “中试”研发方面的资金投入，采用“产、学、研”相结合、集中资金建设1-2个公益性生物发酵中试工程中心。
（二）重视应用型生物发酵人才的培养和引进，特别是领军人才科研工作条件的改善。
（三）扶持小型、具有引领创新作用的实体性科技企业，政府在市场发挥重要作用的基础上，制定相应的引导性、鼓励性政策。
总之，区域经济的迅速发展有赖于新兴产业的崛起。要将生物产业作为自治区的战略性新兴产业来大力发展，就必须不断提高发酵产业的技术科技含量，逐步形成具有生物发酵方面的应用研究、生产、设计、技术改造等完整的“研—产—学”体系。为新兴产业的健康发展提供公益性科技支撑。
发酵工程新技术篇2
关键词： 应用型本科院校 发酵食品加工课程教学 教学改革 教学做一体化
应用型人才是指能将专业知识和技能应用于所从事的专业社会实践的一种专门的人才类型，主要是熟练掌握社会生产或社会活动一线的基础知识和基本技能的专业人才[1]。发酵食品加工方向是我院食品科学与工程专业的核心方向之一，目的是通过对实验各个环节的操作训练和实践，使学生对整个发酵食品生产过程有一个全面的认识和理解，既培养实际操作的技能，又提高理论联系实际能力，使其符合我院应用型人才的培养目标。为了使学生能够系统地掌握发酵食品加工的相关知识和操作技能，符合我院应用型人才的培养目标，我们在食品科学与工程专业的第六学期先后设置了《发酵食品加工技术》和《发酵食品加工实训》课程。
一、发酵食品加工课程教学内容改革
在原有《发酵工艺学》课程教学中，理论教学内容侧重于基本发酵原理和工艺条件等理论知识的传授，而实验教学内容侧重于发酵产品的制备过程，造成理论教学内容与实验教学内容联系不紧密。在制定食品科学与工程专业的核心课程新大纲之前，我们对食品加工企业对人才的要求和近10届毕业生的情况进行了调查，根据调查结果，结合应用型人才的知识结构特点，我们对教学计划和教学大纲进行了调整，将原有的《发酵工艺学》课程的理论内容与实验内容相合并，改为《发酵食品加工技术》和《发酵食品加工实训》两门课程，并主编了安徽科技学院省级应用型本科示范高校重点建设专业“食品科学与工程”专业《发酵食品加工技术》核心课程的校本教材。
《发酵食品加工技术》课程总学时为30学时，共分3个模块，分别为酿造酒与蒸馏酒、发酵调味品和食品发酵技术，每个模块以企业生产实际为场景，以常规产品为载体，介绍发酵食品加工生产的基本知识与关键技术，再以典型发酵食品的加工生产为例并选做2-3个相关的实验项目，使学生对整个发酵食品生产过程有全面的认识和理解，既培养实际操作的技能，又提高理论联系实际能力的目的。
《发酵食品加工实训》课程共两周，是在学生掌握了发酵食品加工技术的基本原理与基本操作技能强化训练的基础上，掌握典型发酵食品（如啤酒、酱油和食醋等）的生产操作规程，学会设计并完成某种发酵制品的加工，使学生掌握现酵食品加工的基本理论及操作方法，并运用现酵食品加工的手段设计和生产新型的发酵食品。这不仅有利于巩固所学的实验技术，激发学生的兴趣，而且有利于培养学生综合运用知识的能力、解决问题的能力和创新能力。
二、发酵食品加工课程教学方法改革
应用型人才的培养过程强调与一线生产实践的结合[2]，在课程设置和教材建设等基本工作环节上强调基础、成熟和适用的知识[3]，重视实践性教学环节如实验教学、生产实习等，通常将此作为学生贯通有关专业知识和集合有关专业技能的重要教学活动[4]。我们在《发酵食品加工技术》课程实验项目设置的过程中将理论与实践合并，用现场教学方式，把原有《发酵工艺学》课程的部分理论课搬到实验室讲授，丰富和优化原有的《发酵工艺学》实验内容，采用学生边观察、操作边进行讲解的形式，形成“以实验室实验、实训为主，理论与实践相结合”的模式，并组织学生观看啤酒、食醋和酱油等相关生产视频，加深学生对抽象的发酵生产过程的理解，提高学生学习的积极性和实践能力。《发酵食品加工实训》课程除啤酒生产采用小型啤酒生产线按标准生产流程生产外，所选做的发酵食品制品均由学生自己进行配方设计，鼓励学生改变传统产品不合理的工艺参数与操作步骤，充分培养学生的创新精神，提高学生的实际操作技能。
三、发酵食品加工课程教学考核方式改革
传统的实践教学环节考核走过场，没有与社会用人结合实行定单式培养，实验课交一份实验报告就算完成任务，没有对实验过程进行监督考核，致使学生平时不学习，在实践教学环节中从事其他活动。学习缺乏主动性，自主学习能力不强，不善于灵活运用所学知识分析解决实际问题，普遍缺乏创新精神和动手能力。另外，考核方式单一导致学生缺乏学习兴趣。因此，我们根据本课程教学特点，采取灵活多样的方式进行考核。
《发酵食品加工技术》课程考核是在所有课程实验项目结束后，根据学生的实验考核成绩和理论考核成绩综合得到该学生该门课程实验的总成绩。实验考核成绩主要根据学生在实验过程中的表现（包括实验态度、实验纪律和操作技能等）和实验结束后所上交的实验报告中所反映的实验数据和实验结果的记录情况、对实验数据和实验结果的分析能力，以及对所遇到的问题提出解决思路等情况进行综合评分。理论考核主要考查学生对基础原理掌握的程度。
《发酵食品加工实训》课程考核主要根据学生在实验过程中的表现（包括实验态度、实验纪律和操作技能等）、实验前的实训方案及实验结束后所上交的实验报告（包括实验数据和实验结果的记录情况、对实验数据和实验结果的分析能力，以及对所遇到的问题提出解决思路）和学生所做的产品品质评分等情况进行综合评定。
四、结语
发酵食品加工课程涉及的知识面广，涵盖了许多食品领域的新技术，该课程的建设关系到食品科学与工程专业的人才培养质量。为了实现人才培养目标，提高教学质量，我们对原有的《发酵工艺学》进行改革，改变理论课教学与实验课教学明显分离情况，将理论课和实验课融为一体，采取教学做一体化现场授课方式，解决了理论与实践脱节的矛盾。
参考文献：
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发酵工程新技术篇3
关键词：发酵过程；建模方法；优化控制；策略；技术
1 概述
传统的发酵工程过程为了快速提高发酵生产率与发酵水平，发酵过程更侧重于菌种的筛选和改造上。随着生物科学技术的发展，基因工程与代谢工程研究领域都出现了长足的进步与发展，利用基因重组与诱发等技术可以实现高产菌株普遍生产。但只有通过发酵过程的优化控制，才能实现产品质量最高、生产力最大、成本消耗最低的生产过程，因此对微生物发酵过程的优化控制成为发酵工程中研究人员日益关注的焦点。
微生物发酵过程的优化控制可以分为过程模型和控制策略。发酵过程建模如机理分析建模、黑箱建模和混合建模近年来都得到了快速的发展，而优化控制策略方面的研究内容与成果有：基于线性化近似的经典优化控制、基于非线性系统理论的优化控制以及基于人工智能技术的优化控制等。
2 微生物发酵过程建模
2.1 基于过程机理分析的建模
发酵过程机理分析建模是利用各种生物方程以及基因尺度层面的模型，主要是根据回归的方法确定模型参数。张嗣良等[1]从基因与细胞特性等方面进行了发酵过程优化的研究，对模型过程与本质有了新的认识，并得到发酵工程的限制条件；研究人员对毕赤酵母[3]的代谢过程进行了研究，建立了相关结构模型，为描述蛋白质生成提供了有效途径；还有相关的微生物发酵过程研究中，对赖氨酸进行了动态模型的建立与数据处理，实现了发酵过程仿真。机理建模仅仅包含了生物量与产物等状态变量[2]，但由于发酵过程的复杂性，机理建模不能充分表达微生物发酵过程，还具有很大的局限性。
2.2 黑箱建模
黑箱建模是以最小二乘为基础的回归辨识为基础建立的发酵过程模型，适应性较高。以最小二乘回归获取[4]的过程建模，吸纳了经典控制方法的优点，技术简单易操作，具有诊断功能。非线性函数研究广泛应用于过程建模，主要有人工神经网络（ANN）和支持向量机技术（SVM）。
2.2.1 基于人工神经网络技术建模
ANN技术基于风险最小化研究被引入发酵过程，广泛应用于发酵过程建模。ANN在线校正能力强、适用于多变量非线性问题的处理。L-色氨酸的发酵过程建模中，用标准神经网络BP算法[5]模拟菌体的发酵产酸，但需要大量的实验数据反馈，因此改进神经网络是提高ANN建模质量的有效途径。径向基神经网络与BP网络相比，可以达到最佳建模精度。自组织神经网络、级联再生神经网络等方法也成功用于发酵过程建模。利用优化算法可以实现神经网络系数优化，避免网络学习算法反馈慢，局限性小的缺点。
2.2.2 基于支持向量机技术的建模
SVM方法的特点是结构风险最小化，有效地解决了非线性以及局部极小等问题。研究机构对SVM方法的应用越来越普及，SVM方法也广泛应用于图像处[6]和生物学等方面。SVM方法相比ANN方法对发酵过程的预测相对误差降低，因此SVM具有稳定性与安全性。张本法等对青霉素发酵过程进行基于SVM的建模，保证了建模的精度，还很大程度地节约了时间。SVM对样本没有较高的依赖性，它由向量决定的拓扑结构使模型结构更加简单。
基于实验数据的黑箱建模方法很容易受数据量和建模原理的影响，对于复杂的发酵过程在模型表达能力上有很大的制约。黑箱建模方法对于物理过程方程不够重视，导致其不能表达发酵过程的物理意义。
2.3 混合建模
近年来，基于辨识方法估计参数的混合模型得到了发展，将机理建模与ANN建模结合起来，利用算法实现了对模型的修正与简化，很大程度提高了模型精度。实验表明，混合模型比黑箱模型和神经网络模型的预测性能更好，也具有更高的泛化能力，但混合建模属于机理参数模型，描述发酵过程的功能仍不够完善。
3 微生物发酵过程的优化控制策略
3.1 基于线性化近似的经典优化控制
基于“极大值原理”经典的优化控制方法在早期发酵过程优化控制中应用较为广泛。在发酵过程状态空间描述中利用极大值原理以及迭代法可以实现发酵的最优实施效果。极大值原理方法适用于比较复杂的发酵过程控制对象，但极大值原理只能得到开环控制，当发酵过程中的计算量较大时，仅能对少数过程制定出优化曲线，忽视了环境因素对系统的干扰。相关研究人员后来将极大值原方法融入理变量方法，得到最佳的变量优化曲线，控制效果较好，但是还没有达到理想的实验精度与简便性；发酵过程的建模质量对经典优化控制的发展产生了很大程度的影响。
3.2 基于非线性系统理论的优化控制
20世纪60年代微分几何方法的提出使非线性系统理论的研究进入了一个新阶段，基于非线性优化控制器的设计稳定性，它在发酵领域的应用日趋广泛与普及。相关研究人员建立了非线性发酵空间模型，利用微分方法设计出来的控制器在发酵过程中展现出优良的控制效应，实现了非线性系统与线性系统的转换，对控制器的结构进行了优化，提高了发酵控制过程的动态性。但数学几何方法对系统的精度要求较高，由于发酵过程的复杂性，该方法不利于保证发酵控制系统的稳定性。
3.3 基于人工智能技术的优化控制
利用计算机科学技术结合人工智能理论对发酵过程进行优化控制成为近几年的发酵过程研究的热点，人工智能技术能突破很多复杂的系统问题，主要包括专家控制、神经网络控制等。利用智能方法对发酵过程进行优化控制，在研究与仿真中呈现出优良的效果。研究人员建立了基于乙醇生产的专家系统，实现了乙醇发酵过程的发酵单元的检测，系统的误差非常小，系统的稳定性也得到了提高。但智能控制方法在模拟活动时仍存在局限性，神经网络控制对于网格结构的确定具有不可控性，因此智能方法交叉成为目前急需研究的发酵控制的技术问题。
4 结束语
发酵过程机理较为复杂，由于没有对发酵过程的先验知识进行全面的认识，“黑箱”模型不能很好的描述及表达整个发酵过程，利用辨识方法对参数的估计也没有起到全面描述的作用；单目标优化的发酵过程优化控制也无法满足发酵过程最优化。我们应充分考虑模型辨识，利用智能理论完善各种机理的混合模型，研究出多目标动态性的优化策略，真正解决微生物发酵过程的优化控制。
参考文献
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发酵工程新技术篇4
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。
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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.
基金项目：黄冈师范学院教研项目（校级[2011]27号）
发酵工程新技术篇5
关键词：医学院校 发酵工程 教学改革
21世纪是生命科学的世纪，将生命科学与医学有机融合是生命科学当前发展的趋势和主流。生物技术专业是医学院校为适应我国中长期发展战略及整个生命科学领域发展要求而设立的新兴专业[1]。发酵工程课程是生物技术专业的主干课程，是一门应用型和实践型较强的课程，其教学质量直接影响学生的专业素质。
我校于2002年开设生物技术本科专业，学生于2005年3月进入发酵工程课程的学习，至今已经连续开设7年。我们从开设发酵工程课程之日起，就不断发展并使之完善，追踪学科发展的最新趋势和研究手段，注意结合相关生物化学及微生物学的知识及医学院校学生培养特点，培养学生独立思考和科研创新能力，力争形成符合我校医学背景下具有较强办学特色的发酵工程课程教学体系。为此，我们进行了一系列的课程教学改革，下面结合笔者的教学实践，谈谈发酵工程课程教学改革方面的个人体会。
1 发酵工程课程教学改革的背景和必要性
全国开设生物技术专业的高校有300多所，其中有28所高校属于医学院校。医学院校生物技术专业的教学改革研究主要集中在生物技术专业人才培养、专业建设、实验教学体系和毕业论文上，很少有针对专业课程的教学改革。经查阅，仅有安徽医科大学胡若磊[2]、滨州医学院焦飞[3]分别对医学院校生物技术专业酶工程和分子生物学进行了课程教学体系的相关研究，而对发酵工程课程的教学改革一直无人涉及。
医药生物技术专业在医学院校中开设仅有10年左右的历史，属于一个全新的专业，各医学院校既无可参照的教学计划，又缺乏教学经验，如果完全套用综合性大学生物技术专业的发酵工程课程教学体系，不能够满足医学院校生物技术专业培养目标的要求。对医学院校生物技术专业发酵工程课程进行教学改革，顺应了时展潮流，对明确发酵工程课程教学目标、提高课程教学质量有一定借鉴意义。
2 教学改革的内容
2.1优化课程体系
课程体系是人才培养的基础，是教学改革的核心和关键。课题组参照相关院校生物技术专业教学大纲，结合我校实际情况编写新的教学大纲，结合专业特点，补充新内容，删减过时、重叠内容，避免一本书教到底的传统教法。课程体系编排上坚持生物学和工程学两个基础并重，一方面通过微生物、生化、分子生物学的知识深入理解发酵过程生物学现象，另一方面应用高等数学微积分的基本原理理解发酵过程动力学和放大优化的基本思想，最终掌握发酵工业生产过程动力学和过程放大中的量化与优化基本方法。
2.2 教学内容的重组与优化
发酵工程涉及生物工业的许多领域，如抗生素工业、有机酸工业、酶制剂工业、氨基酸工业，还有新能源的开发及生态环境治理等。在这些生物工业领域中，各种具体的生产工艺，从原材料到菌种、生物反应器、产物的分离与提纯等都有着很大的差异，但其基本生产模式相同、理论基础相同。要调整该课程体系，我们对课程内容进行了分类和归纳，并选择有代表性的内容进行讲解。结合我校生物技术专业的医学背景及专业特色，适当增加医药相关内容的讲授学时，如重点讲解抗生素、氨基酸、核酸类药物的生产工艺过程。
3 教学方法和教学手段的改革
3.1 教学方式的多样化
坚持以“学生为主体、教师为主导”的教育理念，采用以培养学生学习能力、动手能力、创新能力为主的教学方式。我们在授课过程中采取以学生为主体的“交互式教学策略”和教师在教学活动中运用多种教学手段、多种教学资源的“多元化教学”代替“教师讲，学生听”的传统教学模式。在授课过程中，我们采取了系统讲授法、讲授和自学结合法、多媒体教学法、教学和科研结合法等多种教学方式。
3.2改革课堂教学模式，提高教学效果
在教学过程中，必须不断探索和改进教学方法，努力提高教学效果。对于学生在学习中难以理解、容易混淆的概念进行重点讲解，注重讲授内容的系统性和衔接性，加深学生对所学知识的理解。另外，为了吸引学生对发酵工程课程的学习兴趣，我们在授课过程中采用实例法讲授。例如，在讲授《发酵机理》一章时，以啤酒、酸奶、抗生素的发酵为实例，通过讲授其制作过程，使学生加深了对发酵机理的认识。通过课堂讨论和分析一些常见现象，积极鼓励和吸引学生参与课堂问题的讨论，增强了学生和教师的互动性，提高了学生学习的兴趣和主动性。
3.3 充分利用网络课程，充实教学手段
发酵工程课程已经成为泰山医学院优秀网络课程，许多教学资料已经上传到课程网站，内容包括课程简介、理论课与实验课的课件、相关网站的链接、习题库，拓展学习等内容并保持动态更新，拓展了学生的学习空间；开设了BBS互动论坛、课程快讯、答疑解惑、习题交流、课程建议等板块增加了互动性、营造了良好的学习氛围。学生可以随时从课程网站下载教学资料，极大地方便了学生对课程的学习，加深了对课程的理解和掌握。
3.4 朋友班导师制和课外科研活动小组
为把学生培养成为宽口径、厚基础，具备实践能力和创新能力的合格人才，我们实行了发酵工程任课教师与授课班级结对共建朋友班活动，担任整个授课班级的导师。除了关注学生的日常生活和学习外，重点加强学生对发酵工程课程的科学研究思维和科研能力的培养，采用课间指导、课后答疑、参与导师科研课题、组成课外科研活动小组等形式，培养学生利用发酵工程所学知识进行科研活动的能力。
3.5实验教学的改革
（1）改变“重理论、轻实践”的传统观念，加大发酵工程课程实践教学学时比例，减少单纯验证性实验比例，增加综合性、设计性实验比重；增加与医药相关实验的比重。以往的发酵工程实验课为12学时。由于课时少。只能开出几个基本的实验，且是孤立的。不利于培养学生对知识综合运用的能力和创新能力。我们于2010年修订了发酵工程实验教学计划。将学时数提高到24学时。减少单纯的验证性实验，增加综合性和自主设计性实验，如增加抗生素发酵菌株的分离、筛选、发酵和效价测定的综合性实验，既巩固了微生物学的理论知识和实践操作，又使学生掌握了发酵工程菌种分离的基本原理和操作方法；又如我们设计了“蛹虫草菌摇瓶发酵培养条件优化”的自主设计性实验，由学生分组查找资料，设计实验方案，以多糖产量为指标，对发酵培养基和培养条件运用单因素和正交设计实验方法进行优化，获得最佳的培养基配方及培养条件，此举大大提高了学生的科研能力和水平。
（2）改变传统实验教学为主的单一教学模式，尽量多给学生留下思考的时间和创新的机会，建立以学生为主体的实验教学模式。为了加强学生的实践能力，组织学生到抗生素、氨基酸等生产企业参观和实习；鼓励学生参与科研和生产实践工作，并且将他们实际操作过程中的经验教训和知识进行总结积累，用于教学与实践。
4改革和完善发酵工程课程考核制度
发酵工程课程成绩考核一般为平时成绩考核（10%）、实验考核成绩（20%）和期末考核成绩（70%）。在此基础上我们增加了考核内容的项目。加大平时成绩占整个课程总成绩的比例，由原来的10%增加到20%，增加学生学科发展动向报告、课程设计等作业分值，如在学期中间，给学生布置“发酵工程在生物技术中的应用”的作业，由学生自己查阅资料、制作PPT课件，自己上讲台讲述，教师根据学生综合表现打分。通过这种方式的考核，既增强了学生查阅资料的能力，又锻炼了学生的语言表达能力，这样的考核模式，能够比较公平、准确地反映一名学生的学习效果。
5取得的成效
经过几年的摸索，我们在发酵工程教学改革方面取得了一定的效果。教师素质显著提高，备课充分，讲课生动，能够熟练运用多媒体和网络等现代教育技术手段，以实际生产的实例讲解工艺技术内容，激发了学生的学习兴趣，有效地调动了学生积极参与学习过程的积极性；授课教师与学生的互动比例与过去相比明显提高，学生课堂听课时精神状态饱满、精力集中，积极性和主动性明显提高。
参考文献
[1]曹新.关于医学院校生物技术建设和人才培养的思考[J].医学教育，2005（2）：21-26.
[2]胡若磊，汪渊.医学院校生物技术专业酶工程教学初探[J].科技创新导报，2010（36）：147.
发酵工程新技术篇6
发酵工程实验教学评价体系工程学思维发酵工程是直接服务于生产实践及生物技术进步的一门工程学科，是社会经济中最活跃的工业体系，发酵工程的迅猛发展，与高素质的发酵人才密切相关，而高素质的发酵人才培养迫切需要改革和完善人才培养机制，建立合理的教学平台，切实解决教学过程中不适应时展的教学模式，即要培养学生扎实的理论基础和实验技能，更要拓展学生的工程学思维，提高人才的整体质量，为社会输送卓越的工程技术人才。
一、发酵工程发展历史和学科特色
人类利用发酵技术生产食品和药物已有几千年历史，随着新技术、新工艺和新设备的不断出现，再加上分子生物技术的建立，已能够通过发酵生产胰岛素、细胞因子和疫苗等多种基因工程药物。随着世界进入资源匮乏时代，经济可持续发展的核心问题是资源的循环和高效利用以及可再生能源的开发，这些问题的解决都涉及到产业化过程。
发酵是系统而非孤立的工程学问题，需要进行生产过程的经济核算和可行性评估。当前发酵工程课程设置，存在实验教学改革明显滞后于理论教学改革，亦明显滞后于行业发展需要，实验教学设置多为静态和孤立的验证性实验，缺乏锻炼学生工程学思维的内容。发酵工业急需的人才严重匮乏，而高校毕业生又很难在对口企业就业，其根源在于教学内容和生产实际的脱节。实验教学不仅为了巩固课程理论知识，掌握必要的操作技能，更要提高学生的科研思维能力，培养学生的探索精神和创新意识，尤其是工程学思维能力，满足行业进步的要求。
二、传统实验教学特点与不足
传统实验教学的特点主要体现在：（1）教学内容相对滞后，验证性实验比重过大，工程设计和创新性实验比重太小。实验之间缺乏有机联系，彼此孤立。新技术难以在教学中体现，如对基因工程菌株的工业化生产工艺流程的设计几乎没有，已不能满足发酵工业发展对人才培养的要求。（2）教学方式单一，绝大部分高校实验准备几乎全部由教师完成，学生按实验指导操作，缺乏学习的主动性和创造性，实验基本操作完成后甚至不清楚基本原理，学生工程学思维模式得不到有效锻炼；（3）缺乏合理的考核评价体系，传统的实验考核一般以老师为中心，大多根据实验报告和平时表现给出实验成绩，这种单一的评价体系不利于工程学思维模式的建立。（4）实操性实验课时数偏少，由于受专业培养计划学时数压缩的影响，发酵工程教学的学时数偏少，课内一般只能完成某些特定的生理生化指标的测定等基本实验技能的训练，探索性、研究性及设计性的实验教学根本无法在课堂教学中完成。
三、基于工程学范式的发酵工程实验教学改革的具体对策
学科范式（Paradigm）决定着学科的价值观、方法论和具体内涵，关系到本学科的课程设置、实验教学创新方向、学科新的生长点和交叉扩张模式，对学科的学术定位和教学定位具有一定的规范力，影响到理论课程、实验课程和第二课程的配置和其内在联系，同时也会影响教学手段的设计、组织和运用。为了解决发酵工程人才培养模式与发酵工业对人才需求的不对称性，教学改革有如下几方面的探索。
1.课程体系调整和完善
发酵工程的人才培养模式要与行业对人才的需求对接，课程设置要兼顾学科发展和产业发展的要求。传统的发酵工程实验设计主要是一些相对独立的验证性实验，彼此缺乏系统联系，需要对实验教学内容做一综合调整，使实验教学形成一个完善体系，并引入工程学设计内容，增加学生整体思维和经济效益的评估以及可行性分析的能力。
2.实验教学模式和手段改革
发酵工程实验教学学生应是主体，教师只是引导者，应增设一些设计性实验内容，在教师引导下选择一些产品，学生通过查阅资料首先提出工程设计方案，并对整个生产过程模拟仿真，并进行经济效益评估，以获得切实可行的完整实施方案。教师负责把关并提出指导性意见，跟踪完成实验过程。通过工程设计性实验，提高学生的主观能动性、动手能力、创新意识和工程学思维能力。
3.科学合理的考核评价体系
合理的考核评价体系是推动学生完成实验的有效动力。实验课程的评价始终是教学中的一大难题。实验教学不仅要教会学生一些基本操作技能，更要培养学生良好的思维模式，教学考核不仅要注重结果，更要注重过程。学生能够从实施过程中总结、分析、归纳和提高，而不仅获得实验结果。对学生实验成绩的评估不应机械性地对结果数据进行评判。工程设计实验的评判也应符合工程设计的特质。工程设计性实验最能反应学生学习的总体效果，在增加这类实验的同时，还要建立与之相适应的考核评估体系。
4.开放性工程设计类实验教学
开放性工程设计实验教学要坚持综合性、选择性和灵活性的原则，以跨学科思维构建学科教育体系，在培养学生动手能力的同时，进一步培养学生综合运用各交叉学科知识的能力，使学生能解决日益宽泛和综合的多学科复杂问题，协调上中下游的工艺技术需求，建立工程学思维模式。工程学是用于企业分析、设计、改进和运作的知识、理论与实践的整体，是将科学基本原理运用于实际用途的应用手段。由于学时有限，学生很难接受和展开相应的训练，发酵工程教学需要延伸到第二课堂，实行开放性教学，通过培养学生的兴趣，充分利用学生的课余时间，进行工程设计性实验的开展。开放性工程设计类实验教学的开展，也有利于培养学生的团队合作精神。
运用工程学范式，培养学生的工程学思维，以更好地适应日益发展的发酵工程领域对人才培养的需求，为我国发酵工业培养卓越的工程技术人员。当然，开放性工程设计教学也带来了诸如教学成本增加和实验室管理困难等一些新问题，这些问题如何解决，还有待进一步研究探索。
参考文献：
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发酵工程新技术篇7
关键词：微生物发酵工程；保健功能；营养
前言
光合菌、酵母菌、益生菌等多种微生物均为有益微生物，结合发酵工程技术，将其应用在食品生产中，能够为人类提供多种口感特别、营养且具有不同保健功能的食品，不仅可以促进生产工业的发展，也为丰富人们的饮食与提升生活质量作出了重要贡献[1]。
1 微生物发酵食品的优点
相关研究显示，采用微生物工程发酵技术生产的发酵食品具有多种优点，可以提升普通食品的营养价值和保健功能[2]。第一，部分微生物可合成维生素B，而后者为人体所需的微量元素，食物经过发酵后维生素B含量会明显增加，比如常见的酸奶、牛奶等。第二，发酵技术可使微生物分泌植酸酶物质，可将豆类食品中的植酸以及其他矿物质转化成生物活性形式，提高铬、锌、铁及钙等微量元素的保留率和利用率。第三，利用微生物发酵技术可增强食物蛋白质的可吸收消化率，提高食物的营养价值。第四，发酵技术能使微生物中的活性因子最大限度地分解出来，使食物吸收率进一步提高。第五，普通食品在经过微生物发酵后有益菌的含量会明显增加，而后者可抑制人体有害菌的生成，改善肠道功能。第六，部分微生物发酵食品还具有抗癌、抗衰老、降血压等功效，如酸奶、醋等。
2 各类常见发酵食品及其营养和保健功能
2.1 发酵乳制品
乳酸菌是一种对人体肠道有积极作用的有益菌，发酵乳制品是以乳液作原料，采用发酵技术制成的，具有适口性好、易消化、营养丰富以及易保藏等多个优点。参与乳制品发酵的微生物除了乳酸细菌之外，还有霉菌和酵母菌等，比如沙门柏干酪与蓝色干酪等酸奶油就又沙门柏青梅、娄地青霉等参与发酵。发酵乳豆制品、酸豆奶、酸奶等发酵乳制品均富含乳酸菌成分，食用后可增加体内乳酸菌，并对有害菌有良好的抑制作用，因此对人体有益，是一种营养价值高、口感独特、价格实惠的食品[3]。除了可调节肠道功能之外，发酵乳制品还可改善肝脏功能、降脂、预防便秘、增强免疫力，经常食用还可改善精神衰弱、入睡艰难的精神症状。
2.2 发酵豆制品
大豆的蛋白质成分含油量高达40.00%，还含有铁、钙、核黄酸、硫胺素、氨基酸等多种人体所需的多种元素，豆奶、豆乳等豆类发酵食品均是以大豆作原料，并利用微生物发酵技术使大豆发酵制作而成。在发酵的过程中，大豆含有的部分蛋白质物质受到微生物蛋白酶作用而发生分解，从而增加发酵品的水溶性氮，软化大豆，既可以将食物原有的活性成分最大限度地保留下来，又可以将豆类自身的腥味、胀气因子等分解掉，因此不仅营养美味，发酵后的豆类所游离出的核黄素、谷氨酸等成分还具有提高记忆功能、抗衰老等功效。发酵豆乳具有调节血脂、降血压的保健功能，因为发酵豆乳中含有豆固醇，且富含大豆异黄酮类成分，而不含胆固醇，另外还含有γ-氨基丁酸和ACE抑制肽等可降血压的成分，因此可以很好地调节血清胆固醇、改善血压，预防动脉硬化、脑溢血等心血管疾病。
2.3 面类发酵食品
馒头、面包类食物是全国各地人们喜食的食物之一，尤其在以面食为主食的北方地区。馒头、面包的制作主要是利用酵母菌使面粉发酵，再通过合理的原料配比和蒸煮而成，口感好且易于保存与携带[4]。除此之外，馒头、面包也具有丰富的营养和良好的保健功能，例如胚芽面包有利于肠胃功能的修复，糙米面包有利于心脏病、糖尿病以及肥胖症等病人病情的改善，因为微生物发酵食品经过发酵会将自身的部分碳水化合物消耗掉，这样食品所含能量也会减少，因此有助于减肥，如果在面包中国加入藻类，还可促进血循环。酵母的抗氧能力很强，对肝脏有良好的保护作用，还含有铬、硒等具有抗肿瘤、抗衰老的矿物质，面类食品经发酵后可分解植酸，从而增加铁、镁、钙等元素的可吸收性，增强人体免疫功能。
2.4 发酵风味调味品
风味调味品使人们的饮食更加的多样化，利用发酵技术生产风味调味品可以最大限度不留食物原有的生物类黄酮、膳食纤维、多糖等有益活性成分，同时还可分解掉低聚糖、豆腥味、胀气因子等对人体不利的成分。比如豆瓣酱、美容醋、保健酱油、腐乳、纳豆、黄酱、豆豉等，既开胃、易于消化，又具有抗衰老、增强记忆、抗血栓等功效。
2.5 微生物多糖
自上世纪80年代起就有多种微生物多糖以剂、稳定剂、成膜剂、增稳剂、乳化剂、悬浮剂、胶凝剂、增稠剂等形式应用在各类食品工业生产中，并且品种在不断的增加。我国工业生产中目前常见的微生物多糖有短梗霉多糖、食用菌多糖、右旋糖酐、热凝多糖、黄原胶、小核菌葡聚糖等，经过微生物发酵技术深层发酵可生产出猴头菇多糖、香菇多糖、银耳多糖、金针菇多糖、银耳多糖等多种品种，能够增强人体体液免疫及细胞免疫功能，提升抗病菌感染、抗肿瘤、抗病毒等能力，在保健食品研发与生产中得到了广泛的应用。
2.6 发酵茶
发酵茶是在制作茶叶的过程中添加微生物发酵工序制成的，分为轻发酵（未经历发酵过程）、半发酵（发酵程度在21.00～70.00%之间）、全发酵（发酵程度100.00%）以及后发酵（在制茶工序末端添加发酵工序）四种类型。利用微生物发酵技术制茶能够分解、减少茶内的茶多酚物质，增加茶多酚氧化物，因此不仅可以减小胃部受茶多酚的刺激影响还可以养胃，比如乌茶、红茶等。此外，茶叶含有的维生素、咖啡碱等物质能够促进脂肪的氧化，起到减肥的功效。
2.7 酒饮料
我国的酿酒工艺流传已久，现代酿酒业已发展为我国经济重要支柱产业，利用微生物发酵技术能够丰富酿酒品种，提升口感。比如药酒、奶酒、黄酒、白酒、露酒、果酒、啤酒等，不仅香味十足，口感佳，而且还具有杀菌开胃、镇静安神、消炎散瘀、活血、延年益寿等多种独特的功效。
2.8 发酵肉制品
在制作肉类食品时采用微生物发酵技术可改变食物口感，提升营养价值，比如腊肉、生火腿、发酵香肠等均为肉制品经过发酵制成，不会破坏食物的营养成分，而且风味独特，更易携带和保存。微生物发酵技术可分解肉类食品中的蛋白质，将其转化为氨基酸，增加氨基酸，从而更利于人体对蛋白质的吸收和消化，还可以增加人体必要的双歧杆菌素、维生素，极大地增强了肉制品的保健功能与营养，此外还可以减少食物中亚硝酸盐残余，起到防癌的功效。
3 结束语
随着时代的发展，健康成为人们越来越关注的问题，人们的饮食观念也由过去的吃饱变为吃得健康，健康饮食成为社会重要话题之一。微生物发酵工程技术的应用不仅可以最大限度地保留食物原有的营养成分，改变口感，而且还增加了食物的保健功效，不仅使现代饮食更加丰富，而且对人们的身体健康起到积极的作用。
参考文献
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发酵工程新技术篇8
1、 实习目的
这次认识实习是在完成基础课程的学习后所进行的实践环节。通过到工厂生产环节的实习和观摩进一步巩固加深课堂所学过的理论知识，将理论和生产实践结合，并为本专业后续《生物化学》、《微生物学》等相关课程的学习奠定基础，是我们对发酵、药品等企业有一个初步的了解。
2、 实习内容
2.1 实习单位简介
2.1.1湖北安琪酵母股份公司
湖北安琪酵母股份公司成立于1986年，是研究天然酵母，并进行规模化制造的专业化公司，酵母产业化水平在国内处于领先地位，是酵母行业唯一的高科技上市公司。公司经营范围涉及酵母及深加工产品、生物制品、食品添加剂、豆制品、奶制品、调味品、粮食制品的生产、销售;生化产品的研制、开发;生化设备、自控仪表、电气微机工程的加工、安装、调试;经营本企业自产及技术的进出口业务;经营本企业生产所需的原辅材料、仪器仪表、机械设备、零配件及技术的进口业务(国家限定公司经营和国家禁止进出口的商品除外);经营进料加工和“三来一补”业务;道路货物运输服务。片剂、冲剂、胶囊剂、原料药的生产、销售。饲料添加剂;有机复混肥料系列产品的生产、销售。公司拥有年产15000吨干酵母生产线及国内最大的酵母生产基地.
2.1.2湖北金龙泉集团股份有限公司
湖北金龙泉集团股份有限公司是一家啤酒产销量连续8年名列全国行业十强、位居湖北榜首的大型企业，主要产品有金龙泉系列啤酒，曼思莱系列葡萄酒，金龙泉系列纯净水，年啤酒生产能力达60万吨。公司拥有固定资产15亿元，2003年底加盟全球第一大啤酒酿造商英博集团，英博雄厚的资本实力、先进的管理和技术,为金龙泉做强做大注入了新的活力。主导产品金龙泉系列啤酒先后荣膺42项国际国内大奖，被人民大会堂确定为宴会用酒，并于1995年10月1日荣登中华人民共和国建国50周年庆典国宴，产品畅销全国18各省市，并通过边贸辐射到俄罗斯和东南亚地区。20年来，公司累计生产啤酒186万吨，实现销售收入30亿元，创利税10亿元。其中2000年产销啤酒38.07万吨，实现销售收入5.92亿元,创利税1.57亿元,其啤酒产量,销售收入,实现税收,均以进入全国十强,位居湖北啤酒行业的榜首。
2.1.3宜昌三峡药业有限责任公司
三峡药业有限责任公司是一家生产抗生素、氨基酸原料药及针剂、系列氨基酸输液等综合性产品的中型医药工业公司，国家GMP认证企业。三峡药业有限责任公司现拥有二个分厂，一个药物研究所，二个二级公司三个直属车间，拥有高素质的员工1300人。各类工程技术人员占员工总数的30%。生产的品种品规达120多个，公司占地7.2万㎡。主要产品有L-异亮氨酸、L-缬氨酸、L-亮氨酸、硫酸新霉素、盐酸林可霉素，系列氨基酸酸输液、针剂等。是国内最早开发生产L-异亮氨酸、L-缬氨酸和复合氨基酸输液、针剂单位以及国内最大的硫酸新霉素生产基地。
2.2认识实习内容
2.2.1安琪酵母
在安琪集团,我们主要参观了安琪集团拥有的国内最大的酵母抽提物生产线———年产5000吨酵母抽提物生产线日前在安琪酵母(600298)建成。公司利用上市募集资金建设的这条生产线技术水平达到国际领先，生产规模国内最大。该生产线的建成投产，标志着安琪酵母综合技术水平、市场竞争力迈上新台阶，朝着“国际化专业化酵母公司”的目标又迈进了一步。
酵母抽提物是采用先进加工工艺生产的食用酵母深加工产品,是新型、高档食品添加剂,属高新技术产品，该产品代表国际调味品发展的趋势和潮流。安琪酵母于1993年开始酵母抽提物的研究工作,该课题先后被列入国家“九五”科技攻关项目和国家技术创新试产项目。1997年，安琪公司建成了年产1000吨的酵母抽提物生产线。
据介绍，安琪年产5000吨酵母抽提物生产线是由欧洲著名生物工程公司设计的，引进欧洲工艺技术，关键设备全部进口。该生产线柔性化设计，可以生产各种高品质的纯天然酵母抽提物，按照食品GMP标准设计和管理，产品卫生标准可以达到欧盟卫生标准，能满足出口的各种要求。该系统可以充分保证生产过程和产品质量的稳定，并大幅度提高劳动效率。
然后,我们还参观了安琪现代化的包装车间以及自控设施.整个参观给我们留下了深刻的影响.
2.2.1金龙泉啤酒
在金龙泉,我们系统的学习了啤酒的酿造工艺流程. 金龙泉啤酒以其卓越品质几十年来驰誉国内，它采用了优质麦芽、大米、酒花和水，经过糖化、过滤、冷却、发酵、包装等工序精制而成，它成功的原因在于独特的酿造工艺和严格的工艺管理，在继续传统酿造工艺的基础上，通过不断的技术改进，金龙泉啤酒的酿制工艺已日臻完善，而独特的后熟工艺和优良的酵母菌种更使其锦上添花，保证了产品质量的优异和稳定。对金龙泉系列的啤酒的生产工艺而言,主要流程如下:
制麦------糖化------发酵------罐装
在糖化车间,我们参观了先进的计算机主控系统, 德国荷普曼糖化
装备.在发酵车间,我们目睹了华中地区最大的露天发酵罐群的风采,然后在讲解人员的介绍下,我们参观了金龙泉科学合理的发酵系统.最后我们在包装车间观看了德国产36000瓶/小时自动化啤酒灌装线.
通过学习,我不仅了解了啤酒的酿造工艺流程,还对相关的知识如啤酒的风味,食品行业的卫生质量要求有了一定的了解.此外,金龙泉“举团结之旗、兴认真之风、走拼搏之路、创领先之势”的企业文化也深深吸引了我,我想,这对我们平时的学习同样是有所启发的.
2.2.1三峡药业
在三峡药业,我们参观了氨基酸发酵生产的车间,了解了生物制药的相关工艺,设备,以及药品行业独有的要求.同时,系统的了解了三峡药业的主要抗生素产品情况,包含如下:
1.硫酸辛酶素 属氨基糖苷类抗生素药物。主要成份为新霉B。C抗菌谱及广，对革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌有极好的杀灭作用。广泛应用于医药和兽药领域，分子式：C23H46N6O13·3H2SO4白色或黄白色粉末。吸湿，极易溶于水，微溶于酒精，不溶于丙酮和乙醚。
2.氨基酸系列产品 主要包括:L-缬氨酸 ( L-Valine) L-异亮氨酸 (L-Isoleucine) L-亮氨酸 (L-leucine) L-醋酸赖氨酸 (L-lysine Acetate)
3.实习体会
作为一名生物工程专业的本科生,我对发酵,食品以及药品相关领域都很好奇.而这次认识实习让我比较全面的了解了这些生物工程行业的发展情况,熟悉了相关生物制品的生产工艺、销售网络、工艺设备等专业知识,这为以后的专业学习都奠定了一定的基础.通过实习,我也感受到了当今生物产业的广阔前景,坚定了专业信心,在以后的理论学习中,我将更好的把实习所学的知识与理论知识结合起来,争取早日掌握扎实的专业技能!
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