s 《生物发酵制品实训》实验教学实施大纲-南京师范大学生命科学实验教学中心
 

《生物发酵制品实训》实验教学实施大纲

 

发布日期:2015-07-28  浏览次数:1011


课程代码:BIOL003300课程学分:1.5

开课学期:第六学期课程总学时/实验学时:54

开课实验室名称:生物教学实验中心    中试车间

 

 

一、     课程概述

生物发酵制品是应用普通的或以基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程等生物技术获得的生物发酵产品,产品类型主要包括抗生素、氨基酸、有机酸、食品饮料及酒类、酶制剂、疫苗、诊断试剂及其他生物活性剂等。

    生物发酵制品实训课程,是生物工程、生物制药、生物技术相关专业的主干课,是生物化学、化学工程与设备交叉的一门学科,是应用化学工程有关理论解决生物发酵工业中的问题,它既与生物学、化学工程学密切相关,又涉及自动控制工程等理论。设计该课程的目的在于提高学生的综合素质,培养学生理论联系实际的能力,工程思维能力,实际动手能力,团队协作能力,将生物技术成果转化为产品的能力,在专业人才的培养中具有十分重要的作用。本课程实训内容主要涉及以下几个方面:第一部分、实训场地设备卫生、安全、设备简介;第二部分 啤酒生产工艺——麦芽汁的制备;第三部分、啤酒生产工艺——啤酒主发酵及参数监测第四部分、啤酒的品评和销售

需要学生先修生物化学、微生物学、发酵工程等课程。

二、   课程目标

    通过本实训,使学生掌握生物制品中涉及的微生物工程、酶工程、基因工程、食品或药品的质量评价的基本原理、主要方法和技术的产业化模拟过程,在实训中培养学生应用理论知识的能力,操作大型设备的能力以及分析解决实际问题的能力。通过对生物制品制备与检验的实训,使学生综合运用以前所学的全部知识,进行生物制品等生产的技术、工艺与质量检查的具体实践,综合培养学生将所学知识转化为工程素质的能力,能根据生物制品工作的实际需要,独立按照标准操作规程完成相关生物制品工作,掌握产品的工程设计理论和思维方法,建立工程理念,为今后从事生物产品的生产、研发及工程设计奠定基础。

本课程以较复杂的啤酒生产工艺实训为典型代表,学习生物制品相关产品的制备工艺、设备构造、操作规范、质量评价体系及产品销售。

第一部分 实训场地设备卫生、安全、设备简介

项目一:实训场地卫生清扫与安全教育

一、实训目的:

1、食品饮料卫生要求严格,养成良好的卫生习惯;2、啤酒生产设备操作安全性要求高,提高操作大型设备的能力

二、实训规范与要求:

1. 啤酒厂卫生规范符合【GB 8951-1988】;2. 大麦、大米、麦芽等粮食类原料必须符合GB 2715《粮食卫生标准》的规定;3. 水质必须符合GB 5749《生活饮用水卫生标准》的规定;4. 对设备内外及管道都必须清洗干净,实训场内水沟内卫生的清理要干净;5. 实训场墙面、地面、台面、门窗等部位卫生清理干净;6. 熟练掌握实验过程中的关键环节,及安全操作规范。

项目二:认识啤酒生产设备及各部件连接

一、实训目的:

1、认识啤酒生产相关设备,及每个设备在啤酒生产中所起的作用;2、能绘出主要设备的结构;

3. 能绘制啤酒生产过程中各设备(麦汁制备、蒸汽设备、冷却设备、发酵设备等)的工艺过程图,理解各设备的相互关联关系;

4、加强学生使用设备时的安全注意事项。

二、实训原理与要求:

熟练掌握啤酒糖化设备结构组成及糖化工艺与原理。

项目三:发酵设备的灭菌与消毒

一、实训目的:

1、掌握生产设备的原位清洗(CIP)与消毒方法与操作;2、熟记灭菌过程中的安全注意事项。

二、实训原理与要求:

理解并能熟练操作锥形罐的清洗与消毒方法与原理,(1)发酵大罐的微生物控制,(2)杀菌剂的选择,(3)洗涤方法的选择。

第二部分 啤酒生产工艺——麦芽汁的制备

项目一:认识啤酒生产原料

一、实训目的:

1、了解啤酒生产原料,2、理解各原料的作用及主要成分

二、实训原理与要求:

熟悉啤酒生产原料及其功能。主要由水、麦芽、酒花、酵母组成,可添加辅料,如大米、玉米、糖类等。

项目二:麦芽的粉碎

一、实训目的

1、了解粉碎设备结构及辊间距的调节;2、了解回潮粉碎操作和原料粉碎方法和要求。

二、实训原理与要求

    正确使用粉碎机、合理调节辊间距、原料回潮的控制,合理控制粉碎度。

项目三:麦芽的糖化

一、实训目的

1.理解糖化的原理;2.掌握糖化操作

二、实训原理与要求

    理解大麦需要发芽的原理及发芽方法,掌握糖化操作及糖化原理。

项目四:麦汁的过滤

一、实训目的

1、了解麦汁过滤设备结构及使用;2、理解麦汁过滤的原理

二、实训原理与要求

掌握麦汁过滤的原理及操作。

项目五:麦芽的煮沸、冷却和进罐

一、实训目的

1. 理解麦汁煮沸的原因;2. 掌握麦汁煮沸、冷却和进罐的操作和注意事项

二、实训原理与要求

理解麦汁煮沸回旋沉淀及麦汁预冷却的目的,要求,操作。

第三部分 啤酒生产工艺——啤酒主发酵及参数监测

项目一:啤酒主发酵

一、实训目的

    1、熟悉静止培养操作,观察啤酒发酵过程中参数的变化与控制;2、掌握发酵过程中一些指标的分析操作技能

二、实训原理与要求

掌握啤酒主发酵原理及控制。

项目二:糖度的测定

一、实训目的:

1、学习用糖锤度计测定糖度的方法。

二、实训原理与要求:

麦汁的好坏,将直接关系到啤酒的质量。准备并按时测定啤酒糖度。

项目三:啤酒酵母的质量检查

一、实训目的:

1、学习酵母菌种的质量鉴定方法。

二、实训原理与要求:

酵母的质量直接关系到啤酒的好坏。不论在酵母扩大培养过程中,还是在发酵过程中,必须对酵母质量进行跟踪调查,以防产生不正常的发酵现象,必要时对酵母进行纯种分离,对分离到的单菌落进行发酵性能的检查。

项目四:α–氨基氮含量的测定

一、实训目的:

1、学习α–氨基氮含量的测定方法,控制麦汁或啤酒质量。

二、实训原理与要求:

α–氨基氮为α–氨基酸分子上的氨基氮,是啤酒质量评价的指标之一。水合茚三酮是一种氧化剂,可使氨基酸脱羧氧化,而本身被还原成还原型水合茚三酮。还原型水合茚三酮再与末还原的水合茚三酮及氨反应,生成蓝紫色缩合物,颜色深浅与游离α–氨基氮含量成正比,可在570nm下比色测定。

项目五:酸度和pH的测定

一、实训目的:

掌握酸度和pH的测定方法,监测啤酒发酵的进程。

二、实训原理与要求:

总酸是指样品中能与强碱(NaOH)作用的所有物质的总量,用酸碱中和滴定法测定啤酒总酸。

项目六:双乙酰的测定

一、实验目的:

了解双乙酰的测定方法,监测啤酒质量。

二、实验原理:

双乙酰(丁二酮)是赋予啤酒风味的重要物质。但含量过大,能使啤酒有一种馊饭味。轻工部部颁标推规定成品啤酒中双乙酰含量<02ppm。邻苯二胺比色法是连二酮类都能发生显色反应的方法,所以,此法测得之值为双乙酰与戊二酮的总量,结果偏高。但此法快速简便,是轻工部部颁标准规定的方法。

项目七:色度的测定

一、实验目的:

    了解用目视比色法测定啤酒色度的方法,监测发酵液的质量。

二、实验原理:

    色泽与啤酒的清亮程度有关,是啤酒的感官指标之一。啤酒依色泽可分为淡色、浓色和黑色等几种类型,每种类型又有深浅之分。淡色啤酒以浅黄色稍带绿色为好,给入以愉快的感觉。

项目八: 啤酒酒精度的测定

一、实训目的:

    1. 学习用蒸馏法分离被测组分的方法

    2. 学习用密度瓶法测定液体密度的方法,并根据其密度查表求其浓度。

二、实训原理:

    用小火将啤酒中的酒精蒸馏出来,收集馏出液。用密度瓶测定馏出液的密度,密度以相同温度下,同体积的溶液和纯水之间的质量比来表示。根据密度-酒精度对照表,可查得酒精含量。

第四部分 啤酒的品评和销售

项目一:中国酒文化

  一、实验目的:

了解中国酒文化。

   二、实训要求:

    了解与酒相关的文化,并能列举实例。

1. 酒史、酒类、酒器,2. 酒名与名酒 ,3. 酒人、酒礼、酒令,4. 酒旗、酒联、酒家‘5. 酒诗、酒文、酒趣

项目二:啤酒的品评

一、实训目的:

了解品酒方法,品评各种类型啤酒。

二、实训原理与要求:

啤酒是一个成分非常复杂的胶体溶液。啤酒的感官性品质同其组成有密切的关系。啤酒中的成分除了水以外,主要由两大类物质组成:一类是浸出物,另一类是挥发性成分。浸出物主要包括碳水化合物、含氮化合物、甘油、矿物质、多酚物质、苦味物质、有机酸、维生素等;挥发性组分包括乙醇、CO2、空气、高级醇类、酸类、醛类,连二酮类等。由于这些成分的不同和工艺条件的差别,造成了啤酒感官性品质的异同。所谓评酒就是通过对啤酒的滋味、口感以及气味的整体感觉来鉴别啤酒的风味质量。评酒的要求很高,如统一用内径60mm,高120mm的毛玻璃杯,酒温以10~12为宜,一般从距杯口3cm处倒入,倒酒速度适中。评酒以百分制计分:外观10分,气味20分,泡沫15分,口味55分。

项目三:啤酒的销售

一、实训目的

了解产品销售的基本方法、策略。

二、实训内容与要求

设计内容:产品名称、标识、包装、广告语、海报,对象等。

课程实验内容和要求

序号

实验项目

实验类型

必做选做

时数

实验内容提要与要求

预习要求

实验评价标准

 

项目一:实训场地卫生清扫与安全教育

综合型

必做

2

1.食品饮料卫生要求严格,养成良好的卫生习惯;

2.啤酒生产设备操作安全性要求高,提高操作大型设备的能力。

 

 

项目二:认识啤酒生产设备及各部件连接

 

综合型

必做

3

1. 认识啤酒生产相关设备及其在啤酒生产中的作用;

2.能绘制啤酒生产过程中各设备(麦汁制备、蒸汽设备、冷却设备、发酵设备等)的工艺过程图,理解各设备的相互关联关系;

3.加强学生使用设备时的安全注意事项。

 

 

项目三:发酵设备的灭菌与消毒

综合型

必做

3

1. 掌握生产设备的原位清洗(CIP)与消毒方法与操作;

2. 熟记灭菌过程中的安全注意事项。

 

 

 

项目一:认识啤酒生产原料

综合型

必做

2

1.了解啤酒生产原料;

2.理解各原料的成份及用途。

 

 

项目二:麦芽的粉碎

综合型

必做

2

1.了解粉碎设备结构及辊间距的调节;

2.了解回潮粉碎操作和原料粉碎方法和要求。

 

 

项目三:麦芽的糖化

综合型

必做

4

1.理解糖化的原理;

2.掌握糖化操作。

 

 

项目四:麦汁的过滤

综合型

必做

4

1、了解麦汁过滤设备的结构及使用方法;

2、理解麦汁过滤的原理。

 

 

项目五:麦芽的煮沸、冷却和进罐

综合型

必做

4

1. 理解麦汁煮沸的原因;

2. 掌握麦汁煮沸、冷却和进罐的操作和注意事项。

 

 

第三部分

项目一:啤酒主发酵

综合型

必做

6

1熟悉静止培养操作,观察啤酒发酵过程中参数的变化与控制;

2掌握发酵过程中一些指标的分析操作技能。

 

 

项目二:糖度的测定

综合型

必做

2

学习用糖锤度计测定糖度的方法。

 

 

项目三:啤酒酵母的质量检查

综合型

必做

3

学习酵母菌种的质量鉴定方法。

 

 

 

项目四:α–氨基氮含量的测定

综合型

必做

3

学习α–氨基氮含量的测定方法,控制麦汁或啤酒质量。

 

 

项目五:酸度和pH的测定

综合型

必做

3

掌握酸度和pH的测定方法,监测啤酒发酵的进程。

 

 

项目六:双乙酰的测定

综合型

必做

3

了解双乙酰的测定方法,监测啤酒质量。

 

 

项目七:色度的测定

综合型

必做

3

了解用目视比色法测定啤酒色度的方法,监测发酵液的质量。

 

 

项目八: 啤酒酒精度的测定

综合型

必做

3

1.学习用蒸馏法分离被测组分的方法

2.学习用密度瓶法测定液体密度的方法,并根据其密度查表求其浓度。

 

 

第四部分 啤酒的品评和销售

项目一:中国酒文化

综合型

选做

2

了解中国酒文化。

 

 

项目二:啤酒的品评

综合型

必做

2

了解品酒方法,品评各种类型啤酒。

 

 

项目三:啤酒的销售

综合型

选做

3

了解产品的销售过程及策略

 

 

三、   评价

实训课程成绩考核分三个方面,一是实训理论评价(30%),二是实训过程评价(50%),三是实训结果评价,即实训报告(20%)。学生实训课程评价标准如下表。

类别

考核项目和内容

成绩评定标准

考核方法

成绩

 

 

1.专业知识评价

与啤酒相关的理论知识

了解并能综合运用所学微生物,生化,工程原理等相关知

理论试卷

10

 

啤酒生产工艺

熟练掌握啤酒生产工艺过程

抽签问答

10

啤酒生产设备构造

掌握设备构造、维护,清洗过程和安全生产

抽签问答

10

2.实训操作过程评价

原料与处理、麦汁制备与处理

独立完成大麦的粉碎与称量投料、独立完成麦汁糖化,煮沸过滤

操作演示

20

发酵操作

独立完成麦汁冷却,酵母接种,发酵参数控制

操作演示

10

发酵参数检测

发酵过程参数检测

操作演示

10

实训报告

报告内容详实完整(含实训记录)

书面报告

20

3.职业能力评价

工作态度

团队协作精神

工作效率高,实训过程井然有序

现场表现

10

主要参考资料

《酿造酒工艺学》,程康主编,中国轻工业出版社,2013年出版。

四、   其它说明

无。

课程主要实验仪器设备配备标准

序号

仪器名称

规格与型号

单位

(台套件)

用于何

实验项目

每套仪器人数

备注

1

啤酒生产成套设备

200L

济南良友碧尔机械有限公司

第一部分

15

 

2

粉碎机

6FY-20

济南良友碧尔机械有限公司

第二部分

15

 

4

超净台

SW-CJ-1FD

苏净公司

第二部分

15

 

5

摇床

ZWY-2102

上海智诚公司

第二部分

15

 

6

pH

ISI128

上海仪迈公司

第三部分

15

 

7

紫外可见分光光度计

T6

北京普析通用公司

第三部分

15

 

 

撰写人: 梅艳珍                       审订人:

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