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1、上海大学生命科学学院参考书目v使用教材：现代食品发酵技术 主编 王复源 中国轻工业出版社v参考书目：生物工艺学 作者: 俞俊裳、唐孝萱, 华东理工大学出版社，2004- 11-02 Fundamentals of Food Biotechnology （食品生物工艺 学基础） Byond H.Lee，1996，VCH Publishers,Inc. （美国） 出版微生物工程工艺原理，姚淑华：华南理工大学出版社微生物工程概论，刘如林：南开大学出版社氨基酸工艺学，张克旭：轻工业出版社代谢控制发酵，陈宁:轻工业出版社 v参考杂志：工业微生物 食品与发酵 本课程从1983年开始，作为我校生物工程专业的
2、主干课程开设。现在本课程一直是生物工程专业方向本科生必修的专业主干课程。近年来随着本科生教学的改革，发酵技术的不断发展，课程也在不断地进行相应改革，如调整课程内容体系，采用先进的教学手段，从而使教学更有效。 课程内容包括两个方面课堂教学部分主要 讲授：（1）初级和次级代谢 产物的生物合成机理与 工业微生物菌种选育；（2）工业发酵过程中 的基本原理和参数控制 ；（3）具体介绍一些发 酵产品的生产工艺。实践教学部分包括：（1）参观实习或借助一些工厂实际生产流 程的资料（由于客观条件限制）使学生对 发酵工艺流程、设备有一个感性认识；（2）生物工艺学实验；发酵工艺原理教学内容组织方式与目的：在课堂教学
3、内容上强调工业微生物菌种选育和发酵 过程中各类参数的控制等一些共性技术的部分，同 时辅之以有代表性的产品的发酵工艺和方法的介绍 ，通过点面结合促进学生理解；另外课程进一步强 化实践教学，借助一些工厂实际生产流程的资料（ 由于客观条件限制）结合实验室条件开展一些实验 ，进一步促进学生对于课程的理解和掌握。通过课 堂教学与实践教学有机结合，促使学生掌握发酵工 艺的基本原理、技术和方法，为学生将来进入研究 生阶段的课题研究、进入发酵及相关行业工作及新 产品开发打下基础。实践性教学的设计思想与效果实践性教学的设计主要围绕课程的核心即发酵 过程中的基本原理和参数控制展开，课堂教学 与发酵工艺学实验穿插进
4、行，加深学生对课堂 知识的掌握；训练学生从原料到产品的完整发 酵过程，对于质量和经济技术指标的控制等， 培养学生利用已学的基本原理来解决实际问题 的能力。通过实践性环节的实施，学生能够良 好地掌握书本上的理论知识，同时将这些理论 进行应用。1.注重课程内容知识性与实践性相结合，使学生在对基本理论知识掌握的基础上提高实践动手能力和解决实际问题的能力。2.在介绍了一般微生物发酵工艺的基础上，还具体介绍一些产品的发酵。二十一世纪是生命科学时代，生物技术是一颗最耀 眼的明珠。在生物技术的几大工程中，无论是基因 工程，还是细胞工程、酶工程等，最终要实现产品 的工业化生产，都离不开发酵工程。人们因此说：
5、生物技术中，基因工程是热点，发酵工程是根本。目前国内外的知名院校如上海华东理工大学、清华 大学、沈阳药科大学等学校的相关专业均把发酵工 艺学这门课程设置为专业的必修课程，本课程在同 类课程中占据相当重要的地位。我国的发酵技术有着非 常悠久的历史。近年来 ，在发酵生产中除采用 传统的工艺外，又引进 很多新的生物技术。介绍发酵饮料（酸奶、 酸豆奶等）、酒（黄酒 、葡萄酒、啤酒）、调 味剂（味精、酱油、食 醋、柠檬酸、苹果酸） 和黄原胶的发酵技术， 以及目的产物的提取分 离技术。 科学方法绪论 Introduction工 艺? / 工 艺 学?工艺是将原材料或半成品加工成产品的方 法、技术等。技术是
6、在劳动生产方面的经验、知识和技 巧，也泛指其他操作方面的技巧，方法是现指为达到某种目的而采取的途径 、步骤、手段等。工艺是生产过程中的程序、方法和技巧， 它体现了生产活动中的技术等；是生产的 艺术。 最古老的工艺:原始的石器制作工艺。 通常工艺定义如下：劳动者利用生产工具对各种原材料、半成品进行加工和处理，改变它们的几何形状、外形尺寸、表面状态、内部组织、物理和化学性能以及相互关系，最后使之成为预期产品的方法及过程。 工艺学 technology是一门工业科学。尤其在采用先进的机 器设备代替手工劳动方面发挥作用。工艺学是在解决现实难点及问题过程中 ，在新产品和新加工工艺的开发研制过 程中，在现
7、有技术发生重大转变过程中 所使用的一门实用的科学知识。一、什么是技术？对技术的本质和意义进行考察研究，始于古希腊。亚里士多德把技术看作是制作的智慧。17世纪，培根（1561-1626）曾提出要把技术作为操作性学问来研究。18世纪，法国科学家狄德罗（1713 -1784）在他主编的百科全书条目中 开始列入“技术”条目，他指出“技术是为某一目的共同协作组成的各种工具和规 划体系”。现代，许多辞书上的“技术”定义，基本上没有超出狄德罗的概念范畴。狄德罗的“技术”概念： 把技术与科学区别开，技术是“有目的”的。 强调技术的实现是通过广泛“社会协调”完成的。 指明技术的首要表现是生产“工具”，是设备、硬
8、件。 指出技术的另一重要表现形式“ 规划”，即生产使用的工艺、方法、制度等知识，是软件。 和科学一样，把定义的落脚点放在 “知识体系”上，即技术是成套的知识系统。1.基本概念科学-探讨是什么？发现自然规律、认识自然技术-解决如何做？工程-根据科学原理和有关技术，组合出高效、合 理的一定结构的技术系统工程概念理解2.工程学家的角色 科学-粘合剂技术-各种材料工程学家象艺术家一样-如何利用好它们雕塑成一副工艺品工程学家也类似于音乐家一样-把七个音符组合出优美的乐曲 工艺品或乐曲-必须具有市场-产生经济价值-要有经济学家的头脑要把科学原理、技术和经济综合考虑-也有哲学家的思维工程学家-组合艺术总之-
9、工程学家-即要具有艺术家的眼光-又要有哲学家的思维-还要有经济学家的头脑-同时具有科学家的知识说明工程学家-重要性 不容易3.名家的理解 著名的科学家叶渚沛对工程科学的是这样理解的“自然科学家主要把兴趣集中在自然现象，而工程 科学家则把兴趣集中于解决实际的问题上”。“自然科学和工程学的结亲产生应用科学乃是逻 辑的发展，但工程学家却常常受到双重的埋怨，自 然科学家认为这是有降低科学水平的趋势，而职业 应用工程师则认为是对一些在长期实践中积累的经 验和价值有不信任的趋势。但是，工程学家用新的 方式把这些学科结合起来，就能产生足以构成新发 明或新发现，这些发现或发明又带动它本身的发展 ，而且对科学有
10、很大贡献。” 4.科学与工程发展历程 科学最早由哲学家提出-进行研究 -得出规律-成为科学。目前国外科学方面博士仍称为“哲学博士” 而工程学是慢慢的发展而来的-获得工学博士比获哲学博士更难5.自然科学家与工程科学家的比较科学家按学科分类，根据结果分析、严格理论推导-分解的观点工程师面对实际问题的综合性的、多学科-靠工程技术经验，半理论、半经验性的-系统性、整体性的观点二、生命科学的研究对象与内容生物学(Biology)是研究生物体的生命现象和生命活动规律的科学，即：研究自然界所有生物的起源、演化、生长发育、遗传变异等生命活动的规 律和生命现象的本质，以及各种生物之间、生物 与环境之间的相互联系
11、。生物学又称生命科学(Life Science)，它是自然科学的基础学科之一。广义的生命科学还包括生物 技术、生物与环境、生物学与其他学科交叉的领 域。20世纪生命科学发展的概况1866年，孟德尔发表植物杂交实验，奠定了现代遗传学基础。第一阶段：19001953 实验生物学阶段 两个阶段第二阶段：19532005 分子生物学阶段生命现象的本质？生命现象的本质？ 生命活动的规律？生命活动的规律？1919世纪：世纪：细胞是生命 的基本单位 细胞学说：细胞学说：细胞是动植物结构和细胞是动植物结构和 功能的基本单位，功能的基本单位，一切生命现象都是以一切生命现象都是以 细胞为基础表达的细胞为基础表达的
12、实验生物学阶段遗传密码蛋白质三维结构基因转录线性多肽链 （无功能活性）翻译生命活动的分子基础生命活动的分子基础以核酸和蛋白质为中心的生物大分子是生命现象 的共同物质基础，细胞和有机体所有生命活动都 是以这些生物大分子及其复合物的结构、运动和 相互作用来实现的。结构与功能结构与功能分子生物学：分子生物学：2020世纪生物学的主流世纪生物学的主流21世纪是生物技术世纪未来学家说：21世纪是生物技术世纪； 科学家预言： 21世纪世界即将在生物技术上取得重大突破，新世纪之初，科学方面 的主要将在生物学、遗传学和医学、新型 生物材料、能源、环境保护上有所突破； 经济学家则认为：21世纪20年代，生物经济
13、将由目前的形成阶段进入成长阶段，即 工业生产与商业开发阶段。21世纪生命科学发展的热点1、基因组计划 2、发育生物学 3、脑科学 4、生物技术 5、环境生物学生物技术作为21世纪高新技术的核 心，对人类面临的食品、资源、健 康、环境等重大问题发挥越来越大 的作用。大力发展生物技术及其产 业已成为世界各国经济发展的战略 重点。 三、生物技术是以现代生命科学理论为基础，利用生物体及其细胞的、亚细胞的和分子的组成部分，结合工程学、信息学等手段开展研究及制造产品，或改造动物、植物、微生物等，并使其具有所期望的品质、特性，从而为社会提供商品和服务的综合性技术体系。 生物科学成为当今世界自然科学的热点和重
14、 点，主要由于两方面的原因： （1）二十世纪后叶，分子生物学领域一系列突破 性成就，使生命科学在自然科学中的地位发生了 革命性的变化； （2）建立在实验室研究基础上的生物技术的发展 为人类带来了巨大的利益和财富。 生物技术将是未来经济发展的新动力第一次技术革命工业革命解放人的双手第二次技术革命信息技术扩展人的大脑第三次技术革命生物技术改造生命本身 生物技术需要实验室大量复杂的基础研究工作多学科交叉 生物技术的显著特点高技术（精细和密集的复杂技术） 高投入（尤其是前期科研投入高） 高利润 利用生物技术的生产线利用生物技术的生产线生物技术又称生物工艺学，最初是由一位匈牙 利工程师Karl.Erek
15、y于1917年提出的。当时他 提出的生物技术这一名词的涵义是指甜菜作为 饲料进行大规模养猪，即利用生物将原料转化 为产品。现在的生物技术的定义为：生物技术是应用自 然科学及工程学原理依靠生物催化剂的作用将 物料进行加工以提供产品或社会服务的技术。因此，生物技术是一门综合性多学科技术，他 涉及的基础学科有生物学、化学和工程学。生物工艺学的定义和特点生物工艺学(biotechnology)，一般称为 生物技术(以下将两者视为同义词可相互 通用)，是一门既有悠久历史又有崭新内 容的科学技术和生产工艺。当然，现代 生物技术和传统生物技术之间既有共同 之处，又有很大差异和各自的特点 曾有不少学者或学术组
16、织对生物技术赋以各种定义。目前能广泛接受的定义是由国际经济合作及发展组织在1982年提出的。生物技术是“应用自然科学及工程学的原理，依靠生物作用剂(biological agents)的作用 将物料进行加工以提供产品或为社会服务”的技术。这里所谓的生物作用剂可以是酶、整体细胞或多细胞生物体,一般也称为生物催化剂。 国际纯粹及应用化学联合会在1981年对生物技术作了 如下定义：生物技术是“将生物化学、生物学、微生物学和化学工程应用于工业生产过程(包括医药卫生、能 源及农业的产品)及环境保护的技术”。由Moo-Young主编的综合生物技术(共四卷，1985 出版)一书中提出：生物技术是“对生物作用和生物物 料加以评价和应用，并进行工业产品
