生物制品生产实训

“生物制品实训”是针对高校生物技术、生物工程类专业本科人才培养，为提高学生的实践能力而开设的一门新兴课程，是涉及微生物学、生物化学、分子生物学、合成生物学、发酵工程与设备等多学科交叉的实训课程，尽可能在内容上反映生物制品的生产实践特点及细胞工厂设计的创新性特点。本书第一章模拟工厂化的啤酒生产实训，实训内容涵盖实训场地卫生安全、大型设备的控制、原料的准备、麦芽汁的制备、啤酒主发酵控制、酵母质量的检测、啤酒质量的检测等实验技术。书后附有模拟工业化生产的实训记录单及啤酒生产实训常见问题与解决方案等。第二章介绍枯草芽孢杆菌发酵生产淀粉酶，包括机械搅拌式发酵罐生产淀粉酶的过程控制、酶的分离纯化、质量检测等环节。第三章介绍谷氨酸棒杆菌生产谷氨酸，设计味精生产全过程，可划分为四个工艺阶段：原料淀粉水解糖的制备、种子扩大培养及谷氨酸发酵、谷氨酸的提取及产量检测、谷氨酸制取味精。第四章介绍酿酒酵母合成植物次级代谢产物白藜芦醇，采用合成生物学技术手段在模式菌株酿酒酵母中构建外源目标产物合成途径，合理设计可生产目标产物的酿酒酵母细胞工厂，包括外源途径在酵母中的重构、关键基因的表达、支路途径的基因敲除及产物检测。第五章介绍白藜芦醇关键酶在大肠杆菌的表达，包含构建外源基因表达载体、外源基因在大肠杆菌体内表达、转化底物生成目标产物，进一步验证基因功能。本书第一至三章是模拟工厂化的小试或中试生产规模实训，第四、五章属于综合创新实训，应用近期新的合成生物学、代谢工程等细胞工厂设计策略，旨在从细胞角度入手，改变或创造细胞代谢途径，设计出利于生产目标产物的细胞工厂，同时学习生物学中关键酶或基因的功能验证及性质分析。第四、五章设计的细胞工厂可应用前三章的方法和技术进行放大，二者相辅相成。本书以实际任务为中心，以具体项目为载体来组织教学内容，使学生在完成具体项目的过程中构建相关理论知识，实现“教—学—做”一体化，培养学生对专业的认知，发展职业能力，使学生具备设计酿造产品、酶制剂、氨基酸或抗生素等生产相关的实践能力；同时培养学生初步设计细胞工厂生产高附加值目标产物的能力，进一步培养学生树立创新、独立、勤奋的意识和优秀品质，为创新型人才培养奠定基础。本书可作为高等学校生物类相关专业的实训教材，使用时可根据具体情况确定合适的实验内容，也可作为相关教师、研究人员的参考书。