微生物工程概论PDF电子书下载

第一章 绪论 1

第一节 微生物工程的基本概念 1

一、微生物工程的定义 1

二、微生物工程的特点 1

三、微生物工程的研究内容 2

四、微生物工程的产品类型 3

第二节 微生物工程的发展历程 5

一、传统的微生物发酵技术——天然发酵 5

二、近代发酵技术的建立——纯培养技术 5

三、青霉素与好气培养技术——深层培养技术 6

四、人工诱变育种与代谢控制技术 6

五、基因工程与克隆技术 7

六、代谢工程 9

第三节 微生物工程的应用概况 10

一、抗生素发酵 10

二、有机溶剂和有机酸发酵 11

三、氨基酸发酵 12

四、微生物酶制剂发酵 12

五、食品发酵 14

六、生物活性物质的发酵 14

七、单细胞蛋白（SCP） 15

八、基因工程药物 16

九、其他 17

第四节 微生物工程的发展趋势与展望 18

一、利用基因工程等先进技术，人工选育和改良菌种 18

二、采用发酵技术进行高等动植物细胞培养具有诱人的前景 19

三、发酵过程优化与控制 19

四、生物分离新技术 20

五、将生物技术更广泛地用于环境工程 20

第二章 发酵微生物基础 21

第一节 发酵工业常见微生物 21

一、细菌 21

二、放线菌 24

三、酵母菌 26

四、丝状真菌 28

五、噬菌体 30

第二节 微生物的生长发育条件 32

一、微生物的营养类型 32

二、微生物的培养条件 33

第三节 微生物的代谢与调节 36

一、微生物的初级代谢 36

二、微生物的代谢调节 42

三、代谢调控 48

四、微生物的次级代谢与调节 50

五、代谢工程 51

第三章 发酵工业常用设备 58

第一节 生物反应器 58

一、嫌气发酵设备 58

二、通风发酵设备 61

第二节 发酵工业辅助设备 68

一、空气除菌设备 69

二、培养基灭菌设备 72

第三节 过滤与离心分离设备 75

一、过滤设备 75

二、离心分离设备 79

第四节 膜分离技术与设备 81

一、反渗透膜设备 81

二、纳滤膜分离技术与设备 86

第五节 离子交换设备 88

一、间歇式离子交换设备 88

二、半连续移动床式离子交换设备 91

三、连续式离子交换设备 92

四、离子交换膜与电渗析 94

第六节 蒸发设备 96

一、循环型蒸发器 97

二、单程型蒸发器 99

三、直接接触传热的蒸发器 101

四、蒸发器的选型 101

第七节 结晶设备 103

一、冷却结晶器 103

二、蒸发结晶器 104

三、真空式结晶器 105

第八节 干燥设备 106

一、气流干燥流程与设备 106

二、气流喷雾干燥设备 108

三、离心喷雾干燥设备 110

四、单层卧式多室的沸腾干燥设备 114

五、沸腾造粒干燥设备 115

第四章 菌种 118

第一节 菌种的来源 118

一、对工业生产用微生物的基本要求 118

二、制定筛选方案时的注意事项 118

三、选择性压力在微生物筛选中的使用 119

四、纯种分离技术 122

第二节 菌种选育 122

一、自然选育 123

二、诱变育种 124

三、原生质体融合育种 130

四、基因工程 132

第三节 菌种保藏 133

一、斜面冰箱保藏法 134

二、沙土管保藏法 134

三、液体石蜡保藏法 134

四、真空冷冻干燥法 135

五、液氮保藏法 135

六、国内外主要菌种保藏机构 135

第四节 培养基 136

一、培养基的成分 137

二、培养基的配制原则和类型 140

三、培养基配制的原则及注意事项 143

第五节 菌种的扩大培养 144

一、实验室种子制备 144

二、车间种子制备 146

三、种子质量的控制 147

四、几类微生物发酵时种子扩大培养的方法 147

第五章 发酵工艺控制 149

第一节 发酵过程的检测 149

一、检测的意义 149

二、发酵过程检测的内容、方法和主要作用 149

三、发酵过程参数监测的现状与展望 151

第二节 发酵过程的控制 152

一、发酵过程的代谢变化规律 152

二、发酵过程的代谢调控 155

三、发酵工艺条件的调控 159

四、发酵工艺的最优化控制 173

第三节 灭菌 174

一、灭菌的方法 174

二、培养基的灭菌 178

三、空气的除菌 181

四、防止杂菌污染的要点 183

第四节 发酵生产过程中的无菌检查与染菌的处理 185

一、无菌检查 185

二、杂菌污染途径及预防 187

三、染菌的处理 188

第五节 发酵生产过程中噬菌体的污染与防治 189

一、发酵生产过程中噬菌体的污染 189

二、发酵生产过程中污染噬菌体的处理 189

第六章 发酵后处理 191

第一节 概论 191

一、下游工程在发酵工程及生物工程中的地位 191

二、传统发酵产品和基因工程产品回收方法的比较 191

三、发酵工程中下游加工过程的特点 192

四、下游加工过程的一般流程和单元操作 192

五、发酵工程下游加工过程的发展趋向 198

第二节 发酵液的预处理 198

一、高价无机离子的去除方法 199

二、杂蛋白的除去方法 199

三、菌体、细胞和细胞碎片的去除 200

第三节 发酵产物的分离 202

一、胞外产物的分离 203

二、胞内产物的分离 203

第四节 发酵产物的初步纯化（提取） 205

一、沉淀法 205

二、溶剂萃取法 211

三、离子交换法 213

四、吸附法 218

第五节 发酵产物的进一步纯化（精制） 221

一、膜分离法 222

二、色谱法 224

三、离心法 227

四、结晶法 230

第六节 发酵工业的“三废”处理 234

一、发酵工业“三废”的性质 234

二、污水处理概述 235

三、好气生化处理技术 237

四、厌气生化处理技术 239

第七章 酒类 240

第一节 啤酒 240

一、概述 240

二、原料 240

三、麦芽制备 241

四、麦芽汁制备 242

五、啤酒发酵 244

六、成品啤酒 246

第二节 葡萄酒 247

一、概述 247

二、酿酒用葡萄品种 247

三、葡萄酒酵母 248

四、发酵前的准备工作 248

五、红葡萄酒生产工艺 249

六、白葡萄酒生产工艺 250

七、苹果酸—乳酸发酵 252

八、葡萄酒贮藏期间的管理 252

第三节 白酒 253

一、概述 253

二、大曲酒生产工艺 254

三、小曲酒生产 256

四、麸曲白酒生产 256

五、液态法白酒生产 257

六、低度白酒生产工艺 257

七、大曲白酒的老熟、勾兑和调味 258

第四节 黄酒 259

一、概述 259

二、黄酒酿造原料 260

三、糖化发酵剂及酒母 260

四、黄酒的发酵生产 264

五、成品酒 268

第八章 酶制剂 270

第一节 总论 270

一、酶制剂的概述 270

二、酶制剂发酵用微生物 271

三、酶合成的调节机制 272

四、酶制剂的发酵方法 273

五、微生物酶生产的培养基 275

六、发酵条件对产酶的影响 276

七、酶制剂的工业提取法 277

八、酶的精制 278

九、固定化酶 278

第二节 主要酶制剂工业生产技术 280

一、蛋白酶 280

二、糖酶 283

三、脂肪酶 289

第三节 新酶的研究与开发 289

一、自然酶的开发 290

二、核酸类酶的研究与开发 290

三、抗体酶的研究与开发 290

四、端粒酶的研究与开发 291

第四节 我国酶制剂工业存在的主要问题和发展对策 291

一、我国酶制剂工业存在的主要问题 291

二、我国酶制剂工业的发展对策 292

第九章 抗生素 294

第一节 总论 294

一、抗生素概述 294

二、抗生素的分类 294

三、抗生素的作用机制&2． 95

四、微生物的耐药性 296

五、抗生素生产的工艺过程 297

第二节 主要抗生素工业生产技术 301

一、青霉素的生产 301

二、链霉素生产 304

三、四环类抗生素生产 306

四、半合成抗生素 307

第三节 抗生素的发展方向 308

一、新抗生素的筛选 308

二、商品抗生素的改造 308

三、抗生素的广义化 308

四、酶抑制剂的突起 309

五、传统工艺的改进 309

第四节 抗生素应用 309

一、抗生素在医疗上的应用 309

二、抗生素在农业上的应用 310

三、抗生素在畜牧业上的应用 310

四、抗生素在食品保藏方面的应用 311

五、抗生素在其他方面的应用 311

第十章 氨基酸 312

第一节 味精 312

一、味精的安全性和质量标准 312

二、味精的生产工艺流程 313

三、谷氨酸的生物合成 313

四、国内常用的谷氨酸生产菌株 313

五、谷氨酸发酵原料 314

六、培养基的配制 317

七、种子扩大培养和谷氨酸发酵 318

八、谷氨酸的提取方法 320

九、谷氨酸制味精 323

第二节 赖氨酸 325

一、赖氨酸的发酵控制 325

二、赖氨酸的提取与精制 326

第三节 其他氨基酸 326

第四节 氨基酸发酵机制和代谢控制 327

一、控制细胞渗透性，降低终产物在胞内的浓度 327

二、解除各种反馈抑制和阻遏，有利于目标氨基酸产量的提高 328

三、通过增加前体物的合成，有利于目的氨基酸的大量积累 329

四、通过对氮代谢的调节，切断目标氨基酸的被分解利用 329

五、通过基因工程技术，构建理想的工程菌株 329

六、控制发酵过程的环境条件，最终实现高产目标 330

第五节 氨基酸的用途及发展趋势 330

一、氨基酸的用途 330

二、氨基酸的工业现状和动态 331

三、氨基酸工业发展趋势 332

第十一章 有机酸 334

第一节 柠檬酸 334

一、柠檬酸发酵用微生物 334

二、柠檬酸发酵机理 335

三、柠檬酸发酵原料及其处理 337

四、柠檬酸发酵 339

五、柠檬酸的提取 344

第二节 乳酸 347

一、产生菌 348

二、乳酸发酵 348

三、乳酸的提取 348

第三节 苹果酸 349

一、产生菌 350

二、苹果酸发酵工艺 350

三、苹果酸的提取与精制 351

第四节 有机酸的应用 351

一、在食品工业中的应用 351

二、在医药中的应用 351

三、在化学工业上的应用 351

四、在畜禽养殖中的应用 352

第十二章 单细胞蛋白质 353

第一节 概述 353

第二节 SCP微生物的种类 354

第三节 生产SCP的原料 355

第四节 SCP生产工艺 355

一、利用纤维素废料生产SCP 356

二、利用石油产品生产SCP 356

三、SCP中蛋白质的提取和核酸分离 358

第五节 单细胞蛋白饲料 359

一、酒糟生物蛋白饲料 360

二、玉米秸秆生物蛋白饲料 360

三、甜高粱生物蛋白饲料 360

四、藻体饲料 361

五、单细胞蛋白饲料的安全性问题及解决途径 361

第十三章 微生物农药和微生物肥料 363

第一节 微生物农药 363

一、苏云金杆菌制剂 364

二、白僵菌菌剂 366

三、病毒杀虫剂 367

四、重组微生物杀虫剂 367

五、微生物杀虫剂的现状和研究任务 368

第二节 微生物肥料 368

一、概述 368

二、根瘤菌肥料 369

三、固氮菌肥料 370

四、解磷菌类肥料 371

五、解钾菌肥料 372

六、复合微生物肥料 373

七、微生物肥料的质量标准 373

八、微生物肥料研究优势和存在问题与展望 374

第十四章 食用、药用菌的发酵生产 376

第一节 概述 376

一、食用价值 376

二、药用价值 377

第二节 固体发酵 378

一、固体发酵生产的特点 378

二、发酵培养基的选择 379

三、固体发酵生产的控制 379

四、几种药用菌的固体发酵生产工艺 380

第三节 液体发酵 382

一、液体发酵的用途 382

二、几种食用、药用菌的液体发酵生产工艺 383

第十五章 发酵食品 386

第一节 酱油 386

一、原料 386

二、酱油生产的微生物 388

三、酱油生产的基本原理 389

四、原料处理 390

五、种曲制备 391

六、制曲 393

七、发酵 394

八、提取与后处理 395

第二节 食醋 396

一、制醋原料 397

二、食醋酿造的微生物 397

三、食醋生产基本原理 398

四、糖化发酵剂制备 398

五、固态法食醋生产工艺 400

六、半固态法食醋生产工艺 401

第三节 腐乳 402

一、腐乳的分类 402

二、腐乳生产原料 403

三、腐乳生产的微生物 404

四、腐乳生产工艺类型及特点 404

五、豆腐坯生产工艺 405

六、腐乳发酵工艺 406

参考文献 409