分离与纯化技术+整体设计Word文档格式.docx
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实训着装规范，女生须束发，不得穿凉拖进入实训室；
牢记设备开关顺序，以免发生危险；
④树立维护意识：
通电仪器及时断电，分析天平洁净干燥；
易锈仪器用后及时排水。
三、课程内容设计：
序号
模块（或子模块）名称
学时
1
番茄红素的分离制备（植物原料）
16
2
猪肝中DNA的分离制备（动物原料）
10
谷丙棒状杆菌发酵液中制备谷氨酸钠晶体（微生物原料）
34
合计
四、能力训练项目设计
编号
能力训练项目名称
子项目编号、名称
能力目标
知识目标
训练方式、手段及步骤
可展示的结果
番茄红素的分离制备
1-1番茄粉制备
能够运用合适的设备进行原料的干燥；
能够运用锤式旋风磨加工物料
掌握植物原料选择的原则、处理的方法及目的
各组在教师讲授和示范下剥离番茄皮，运用烘箱干燥，运用锤式旋风磨将其碾磨成粉
原料干燥及预处理的过程及结果
1-2番茄红素萃取
能够选择合适的萃取剂，运用粗脂肪测定仪萃取番茄红素
掌握萃取原理，萃取剂及萃取条件的选择
各组在教师讲授和示范下利用丙酮和粗脂肪测定仪萃取番茄红素
番茄红素的萃取过程和结果
1-3萃取液浓缩
能够运用旋转蒸发仪，选择合适的条件浓缩番茄红素萃取液
掌握浓缩原理、方法及浓缩条件的选择
各组在教师讲授和示范下利用旋转蒸发仪对番茄红素萃取液进行减压浓缩
番茄红素萃取液的浓缩过程和结果
1-4番茄油树脂纯化
能够运用层析柱对番茄油树脂进行纯化，减少其中的可溶性多糖
掌握层析剂及洗脱剂的选择、吸附剂的活化和层析柱的再生
各组在教师讲授和示范下利用层析柱对番茄油树脂进行纯化，脱去其中大部分可溶性多糖
番茄油树脂的纯化过程和结果
猪肝中DNA的提取
2-1原料处理
能够运用匀浆器对动物原料进行处理
掌握动物原料处理的方法及目的
掌握缓冲液的作用、种类
各组在教师讲授和示范下利用匀浆器和冰浴处理猪肝
番茄粉制备的过程和结果
2-2有机溶剂沉淀法提取DNP
能够运用有机溶剂沉淀法将目的物提取
掌握有机溶剂沉淀的适用场合、种类
各组在教师讲授和示范下利用有机溶剂沉淀提取DNP
有机溶剂沉淀法提取DNP的过程和结果
2-3SDS沉淀蛋白质
能够利用SDS的性质沉淀蛋白质
掌握有机溶剂沉淀蛋白质的原理
掌握SDS的性质，适用场合
各组在教师讲授和示范下利用SDS沉淀蛋白质的原理
SDS沉淀蛋白质的过程和结果
2-4密度梯度离心法分离DNA钠盐
能够运用密度梯度离心法分离DNA钠盐
掌握密度梯度离心法的原理与适用场合
掌握密度梯度离心法的操作要点
各组在教师讲授和示范下利用密度梯度离心法分离DNA钠盐
密度梯度离心法分离DNA钠盐的过程和结果
2-5醇析法分离DNA
能够运用醇析法沉淀DNA
进一步了解、掌握有机溶剂沉淀法的原理
各组在教师讲授和示范下利用醇析法沉淀DNA
醇析法分离DNA的过程和结果
谷丙棒状杆菌发酵液中制备谷氨酸钠晶体
3-1发酵液成分分析
能够根据发酵液情况安排检测项目，并用相关方法和仪器得出测定结果，了解发酵液的情况
掌握发酵液的各项指标和对应的检测方法，检测仪器的结构、使用和维护
给各组发放谷氨酸发酵液，各组在教师引导下分工合作进行检测：
先测谷氨酸含量、并测还原糖含量，之后测湿菌体的含量
测得的谷氨酸发酵液各项成分的结果
3-2发酵液预处理：
絮凝法沉淀SCP
能够根据发酵液情况，选择合适的预处理方法，并能够选择材料，进行处理，为下一步操作奠定基础
掌握发酵液预处理方法的原理、操作过程和应用
各组在教师引导下进行处理，先将菌体SCP絮凝，再抽滤收集SCP
发酵液预处理的过程和结果
3-3等电点法（酸中和法）提取谷氨酸结晶
能够用调节等电点的方法收集提取谷氨酸结晶
掌握等电点沉淀法的原理、常用的溶液、操作要点
各组在教师指导下选择缓冲液调节发酵液pH值，观察谷氨酸结晶的生成过程
谷氨酸的过程和结果
3-4碱中和法制备谷氨酸钠
能够用碱中和法将谷氨酸晶体制备成谷氨酸钠，并对其进行精制（脱色、脱金属离子）
掌握碱中和法制备谷氨酸钠的操作要点，掌握脱色剂和离子交换树脂的作用机理
各组在教师指导下制备谷氨酸钠，再选择脱色剂和离子交换树脂对其进行精制
谷氨酸钠的制备及精制过程和结果
3-5减压浓缩谷氨酸钠
能够根据波美度的变化，运用减压蒸发技术进行谷氨酸钠的浓缩和结晶、整晶、育晶
掌握浓缩结晶的原理及条件控制（波美度变化）
各组在教师指导下利用旋转蒸发仪进行谷氨酸钠的浓缩和结晶操作，并根据情况进行整晶和育晶
谷氨酸钠浓缩结晶的过程和结果
3-6出料与干燥
能够根据晶体的变化进行出料和干燥操作
掌握出料的操作要点，掌握干燥的原理和分类
各组在教师指导下进行谷氨酸钠的出料及干燥
谷氨酸钠出料和干燥的过程和结果
3-7参观味精生产厂
能够理论联系实际，对味精生产车间运行状况进行观察，加深理解
掌握味精生产的过程和技术知识
同学们到味精生产车间参观，教师和技术员讲解
参观报告
五、项目情境设计
项目一：
情境1：
德州健之源生物科技有限公司收购番茄皮渣生产番茄红素，生产主管要求技术员选择预处理方法。
（正常）
任务1：
选择合适的方法对番茄皮渣进行预处理
情境2：
生产主管要求技术员提取番茄红素，同时弃去纤维素和大部分其他杂质？
任务2：
萃取番茄红素
情境3：
得到的萃取液浓度低（意外）
任务3：
浓缩番茄红素萃取液
情境4.1：
订货方要求控制番茄油树脂的可溶性糖含量（意外）
任务4.1：
柱层析除可溶性多糖
情境4.2：
为控制成本，生产主管要求层析柱要重复使用（意外）
任务4.2：
柱层析用吸附剂的再生
项目二：
猪肝中DNA的提取
为验证番茄红素的功效，研发主管要求你从受试动物肝脏中提取DNA做比对。
原料选择与处理
DNP和RNP同时存在（意外）
有机溶剂沉淀法提取DNP
DNA与蛋白结合在一起（意外）
SDS沉淀蛋白质
情境4：
蛋白质与DNA钠盐在一个体系中，无明确界限（意外）
任务4：
密度梯度离心法分离DNA钠盐
情境5：
DNA悬浮在溶液中（意外）
任务5：
醇析法分离DNA
项目三：
从谷丙棒状杆菌发酵液中分离制备谷氨酸钠晶体
德州双瑞味精厂每年要完成5吨的生产任务，假如你是生产车间的技术员，面对复杂的谷氨酸发酵液，需要从中制备谷氨酸钠，该从哪里入手呢？
对发酵液成分进行分析
情境2.1：
假如你是分离工段的技术员，用一张孔隙小的膜（只允许水和谷氨酸滤过）分离谷氨酸，但发酵液黏度大，膜很快堵塞，车间主任要求你拿出新的方案。
（出错）
任务2.1：
情境2.2：
经絮凝法沉淀SCP，需要过滤收集SCP，但滤膜很快堵塞，过滤效率低，假如你是技术员，如何解决这一问题？
（意外）
任务2.2：
加助滤剂，过滤除去SCP
为了使谷氨酸分离出来，车间主任要求技术员拿出方案，要求不能用盐析（增加后期脱盐步骤），不能求有机溶剂沉淀（毒性大），你作为技术员，如何使谷氨酸沉淀出来？
酸中和法制谷氨酸
谷氨酸已沉淀出来，现在的任务是由谷氨酸制备谷氨酸钠，车间主任要求技术员拿出方案。
碱中和法制备谷氨酸钠
制得的谷氨酸钠色泽差，品相差，需要脱色（意外）
活性炭脱色
情境4.3：
制得的谷氨酸钠含有Ca2+,Mg2+,Fe2+，需要脱去金属离子，车间主任要求技术员拿出精制方案。
任务4.3：
树脂交换除金属离子
情境5.1：
纯化后的谷氨酸钠浓度底，不具备结晶条件，需要浓缩谷氨酸钠溶液，车间主任要求技术员拿出浓缩方案，要求是耗时较短。
任务5.1：
减压浓缩
情境5.2：
不知道如何判断浓缩完成（意外）
任务5.2：
学习利用波美度判断浓缩程度
情境5.3：
制得了过饱和的谷氨酸钠，降温生成结晶，你作为技术员该如何做呢？
任务5.3：
制备谷氨酸钠结晶
情境5.4：
有些结晶的晶形不整齐，影响了效益，领导要求改变不好的晶形，你作为技术员该如何做呢？
任务5.4：
整晶
情境5.5：
整晶完成，如何避免不整齐晶形再次出现？
任务5.5：
育晶
情境6：
谷氨酸钠生产成功，需要出料与干燥（正常）
任务6：
干燥谷氨酸钠晶体
情境7：
为加深理解，参观味精生产厂
六、课程进程表
第×
次
周次
单元
标题
项目
能/知
目标
师生活动
其它（含考核内容、方法）
第一次课
1.1.1
①通过对发酵液的检测和处理，发现自身能力缺陷
②了解味精生产的过程及应用的技术
①发放谷氨酸发酵液，请同学们各尽所能进行检验和处理，但未能成功
②教师演示发酵液指标测定，同学们发现自身能力缺陷
③教师鼓励学生树立学习信心
④讲述本课程大致结构、教学方法、考核方案
是否积极动手参与检测处理
番茄粉制备
1.1
①原料选择的原则
②植物原料处理的方法及目的
③烘箱的使用要点
④锤式旋风磨的使用与维护方法
①教师讲授原料选择的原则与处理的目的
②教师示范番茄取皮及干燥的操作
③学生剥离番茄皮并干燥，碾磨成粉
对番茄粉制备的过程和结果进行评分
番茄红素萃取
1.2
①萃取原理
②萃取剂及萃取条件的选择
③粗脂肪测定仪的使用及维护方法
①教师讲授萃取的原理、萃取剂及萃取条件的选择
②教师示范番茄红素的
③学生萃取番茄红素
对番茄红素萃取的过程和结果进行评分
4
萃取液浓缩
1.3
①浓缩原理
②浓缩方法及浓缩条件的选择
③旋转蒸发仪的使用及维护方法
①教师讲授浓缩的原理、浓缩方法及相应条件的控制
②教师示范番茄红素的减压浓缩
③学生浓缩番茄红素
对番茄红素浓缩的过程和结果进行评分
5
柱层析用吸附剂的活化
1.4.1
①层析装置
②层析剂及洗脱剂的选择
③吸附剂的活化
①教师讲授层析的方法及装置
②教师示范吸附剂的活化
③学生活化吸附剂
对吸附剂活化的过程和结果进行评分
6
柱层析法纯化番茄油树脂
1.4.2
①教师讲授层析的原理、层析剂的选择、层析条件的控制
②教师示范番茄油树脂的柱层析
③学生纯化番茄红素
对柱层析纯化的过程和结果进行评分
7
1.4.3
①吸附剂再生的方法及操作
②洗脱剂的选择
①教师示范吸附剂再生
②学生操作吸附剂再生
对吸附剂再生的过程和结果进行评分
8
番茄油树脂含糖量的对比
1.4.4
可溶性总糖的测定方法
①教师示范可溶性总糖的测定方法
②学生测定纯化前后可溶性总糖的变化
对纯化效果的对比过程和结果进行评分
9
原料处理
2.1
①动物原料处理的方法及目的
②匀浆器的使用要点
③缓冲液的作用、种类
①教师讲授动物原料选择的原则与处理的方法及目的
②教师示范猪肝的冰浴匀浆操作
③学生将猪肝在冰浴中剪碎，制成匀浆液
有机溶剂沉淀法提取DNP
2.2
①有机溶剂沉淀的适用场合
②常用的有机溶剂的种类
③有机溶剂沉淀法的操作
①教师讲授有机溶剂沉淀的适用场合与有机溶剂的种类
②教师示范有机溶剂沉淀法提取DNP
③学生利用有机溶剂沉淀法提取DNP
对有机溶剂沉淀法提取DNP的过程和结果进行评分
11
2.3
①有机溶剂沉淀蛋白质的原理
②SDS的性质，适用场合
①教师讲授SDS沉淀蛋白质的原理
②教师示范SDS沉淀蛋白质
③学生利用SDS沉淀蛋白质
对SDS沉淀蛋白质的过程和结果进行评分
12
密度梯度离心法分离DNA钠盐
2.4
①密度梯度离心法的原理与适用场合
②密度梯度离心法的操作要点
①教师讲授密度梯度离心法的原理与适用场合
②教师示范密度梯度离心法分离DNA钠盐
③学生利用密度梯度离心法分离DNA钠盐
对密度梯度离心法分离DNA钠盐的过程和结果进行评分
13
2.5
有机溶剂沉淀法的原理
①教师讲授醇析法沉淀DNA的原理
②教师示范醇析法沉淀DNA
③学生利用醇析法沉淀DNA
对醇析法分离DNA的过程和结果进行评分
14
发酵液成分分析：
谷氨酸含量测定
3.1.2
掌握茚三酮比色法测定谷氨酸含量的原理/方法
①观察发酵液，对其进行成分分析
②教师讲解茚三酮比色法是定谷氨酸含量的操作方法，出具指导书
③各组同学轮流测量，教师进行指导
对谷氨酸含量测定的过程和结果进行评分
15
还原糖含量测定
3.1.3
掌握斐林法测定还原糖的原理/方法
①教师讲解斐林法测定还原糖含量的操作方法，出具指导书
②各组同学轮流测量，教师进行指导
对还原糖含量测定的过程和结果进行评分
湿菌体（蛋白）含量测定
3.1.4
称重法测定湿菌体（蛋白）的原理/方法
①教师讲解称重法测定湿菌体（蛋白）的操作方法，出具指导书
对湿菌体含量测定的过程和结果进行评分
17
发酵液预处理：
3.2.1
①絮凝的原理与作用
②壳聚糖做为絮凝剂的优点与选择依据
③助凝剂的作用与选择依据
①教师讲述壳聚糖做为絮凝剂的优点及絮凝的原理和工业上的絮凝过程
②每组取发酵液，选择不同温度，进行絮凝处理
③每组选择助凝剂，帮助缩短絮凝时间
对絮凝处理的过程和结果进行评分
18
过滤法收集SCP
3.2.2
①过滤的分类及作用
②膜（膜元件）的种类与选择依据
③助滤剂的作用与选择
①抽滤法处理絮凝处理后的发酵液
②选择助滤剂帮助抽滤
③各组同学对处理后的发酵液进行检验，特别要注意谷氨酸和菌体的量的变化
对抽滤处理的过程和结果进行评分
19
等电点法（酸中和法）提取谷氨酸结晶
3.3
①等电点沉淀法的原理
②等电点沉淀法常用的溶液
③等电点沉淀法的操作要点
①教师讲述等电点沉淀法的原理与工业应用
②教师示范PH调整方法与温控型磁力搅拌器的使用
③学生操作等电点提取谷氨酸过程
④观察结晶生成过程
对提取谷氨酸的过程和结果进行评分
20
3.4.1
①碱中和制谷氨酸钠的操作要点
②碱中和制谷氨酸钠的操作方法
①过滤提谷氨酸结晶
②教师讲解并示范谷氨酸钠制备过程③学生用碳酸钠将谷氨酸溶液的pH值调到5.6，T=70℃
对制备谷氨酸钠的过程和结果进行评分
21
谷氨酸钠精制（活性炭脱色）
3.4.2
①活性炭的吸附机理
②活性炭做为吸附剂的用量
③条件对脱色效果的影响
④脱色操作要点
①教师讲授活性炭的脱色机理
②学生用活性炭对谷氨酸钠进行脱色③教师启发学生在不同温度下观察活性炭的脱色效果
④教师启发学生在不同PH条件下观察活性炭的脱色效果
对活性炭脱色的过程和结果进行评分
22
谷氨酸钠精制（离子交换）
3.4.3
①离子交换的机理
②离子交换时温度、流速等条件选择的依据
③离子交换法操作
①教师讲授离子交换法除金属离子的机理
②教师示范运用弱碱性阴离子交换树脂脱去谷氨酸钠中的Ca2+,Mg2+,Fe2+
③学生运用离子交换树脂除金属离子
对离子交换除金属离子的过程和结果进行评分
23
3.5.1
①浓缩的原理及方法
②旋转蒸发仪的正确使用
③浓缩谷氨酸钠溶液
①教师讲授浓缩的方法及减压蒸发的机理
②教师示范运用旋转蒸发仪减压浓缩谷氨酸钠溶液
③学生使用旋转蒸发仪浓缩谷氨酸钠溶液
对减压浓缩谷氨酸钠溶液的过程和结果进行评分
24
波美度测定
3.5.2
①波美度的测定方法及意义
②波美度测定的实际操作
①教师讲授波美度的测定方法及意义
②教师示范运用波美计测定谷氨酸钠溶液的浓度
③学生使用波美计测定谷氨酸钠溶液的浓度
对谷氨酸钠溶液波美度的测定过程和结果进行评分
25
结晶
3.5.3
①结晶的两个条件和控制方法
②起晶操作
①教师讲授结晶的两个条件和控制方法
②教师示范起晶操作
③学生进行起晶操作
对谷氨酸钠的起晶过程和结果进行评分
26
3.5.4
①整晶的应用场合与整晶方法
②整晶操作
①教师讲授需要整晶的场合与整晶方法
②教师示范整晶操作
③学生进行整晶操作
对谷氨酸钠的整晶过程和结果进行评分
27
3.5.5
①补料的意义与方法
②育晶操作
①教师讲授补料的意义与方法
②教师示范育晶操作
③学生进行育晶操作
对谷氨酸钠的育晶过程和结果进行评分
28
出料与干燥
3.6
①出料的条件和操作要点
②干燥的分类
①教师示范出料的操作
②教师讲授并示范干燥的方法
③学生进行干燥操作
对谷氨酸钠的出料和干燥过程及结果进行评分
29
参观味精生产厂
3.7
带领学生到味精生产车间参观，教师和技术员讲解，学生回顾所学，并学习一些尚未学习的分离纯化技术
对参观过程表现和参观报告评分
30
最后一次课
能够概括本课程所学内容
模拟招聘，要求同学们将本学期所学项目画出框架图。
本学期所学项目画出框架图。
七、第一次课设计
教师就基本情况自我介绍，播放PPT《教师相册》
（2）讲授分离纯化技术与日常生活的关系，激发学生的学习兴趣。
讲授日本池田菊苗教授从海带中提取鲜味并发表“味之素”的故事。
讲授味精大王吴蕴初工程师与他创立的“佛手”味精的故事，吴蕴初是世界上首个用水提法提取谷氨酸的人。
介绍功能性食品初元中CPP的功效、来源、提取方法。
介绍功能性食品脑白金中褪黑素的功效、来源、提取方法。
说明功能性食品绿瘦中左旋肉碱的功效、来源、提取方法。
（3）介绍工作岗位、工作任务。
（4）告知采用的教材、参考资料。
（5）说明考核方式：
考核时间、考核内容、分数分配、计分方法。
第一次课主要介绍分离与纯化技术的历史、发展及对人类生产生活产生的影响，以激发学生的学习兴趣，为以后的学习奠定基础。
最后一次课设计
（1）情境：
德州健之源生物科学有限公司与德州双瑞味精厂到我系招聘一线操作工与实验员，考试题目如下：
将你所学会的目的物分离纯化项目写出，用人单位将从中抽取一个项目作为考核。
（2）引导同学们列出本课程所做项目，并简单绘制项目实施框架图，指明项目实施的具体工作任务。
（3）任务实施：
各小组画出项目实施框架图。
（4）任务评价：
选出优秀小组，为优秀成员期末总评加分。
鼓励同学们树立终身学习的信念:
不断学习、不断融合、不断进步。
做知识的有心人。
八、考核方案
考核成绩分为两部分：
（一）期末考试成绩：
占总成绩的50%；
（二）过程考核成绩：
占总成绩的50%，包括出勤率、课堂讨论表现，作业成绩，实训操作和实训报告。
课程名称
专业
食品生物技术
班级
2012级食品
生物技术
授课教师
杨静秋
终结性考核占
课程总成绩的比例
50%
形成性考核占课程总成绩的比例
考核形式
内容
分值比例（%）
形成性考核
考勤
是否迟到、早退、缺课及课堂表现情况
10%
作业
是否按时提交作业、书写认真程度、答案是否准确
项目1
番茄红素制备
项目2
项目3
谷丙棒状杆菌发酵液中谷氨酸钠晶体的分离制备
期末考核
期末考试
50%
评分标准：
课程各形成性考核成绩及终结性考核成绩都以百分制记录，考核方式及所占比例如下:
1.上课考勤及纪律（10%）
2.作业成绩（10%）
及时按照要求提交作业（40分）作业书写认真。
（10分）答案准确。
（30分）能够根据所学知识进行了知识的拓展。
（20分）
3.项目评分（30%）
（1）项目1（10%）：
能使用粗脂肪测定仪和旋转蒸发仪，并使用柱层析对提取的番茄油树脂。
实训过程仪器操作正确，操作规范。
（40分）实训报告书写认真，数据处理准确。
（40分）能够根据所学知识进行了知识的拓展。
升级会员 