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第一章　发酵工程概述 1

第一节　发酵工程的概念 1

一、发酵的定义 1

二、发酵工程的概念及特点 1

三、发酵工程的产品类型 3

第二节　发酵工程的发展简史 7

一、传统发酵时期 7

二、近代发酵工程时期 8

三、现代发酵工程时期 11

第三节　发酵工程的基本内容 12

一、发酵工程的一般特征 12

二、发酵工程菌种的特点 14

三、发酵工程中常见发酵罐的类型 14

四、发酵过程的优化 23

五、发酵工业的逐级放大 24

第四节　发酵工程常见的主要发酵类型 24

一、液体发酵与固体发酵 25

二、厌氧发酵与好氧发酵 30

三、分批发酵与连续发酵 31

四、单一纯种发酵与混合发酵 37

五、固定化发酵技术 38

第五节　发酵工程的后处理 39

一、发酵工程后处理技术的特点 40

二、发酵液的特点 40

三、下游工程的目的产物的特点 41

四、发酵产物提取精制的基本流程 41

五、发酵产物提取的基本方法 41

复习思考题 46

第二章　微生物菌种选育 47

第一节　菌种的来源 47

一、工业发酵常见微生物种类 47

二、工业微生物来源 49

三、微生物菌种的选择性分离 49

四、重要工业微生物菌种的分离 52

第二节　发酵高产菌种选育 54

一、自然选育 54

二、诱变育种 54

三、杂交育种 59

四、原生质体融合 59

五、基因工程育种 61

第三节　菌种退化和菌种保藏 64

一、菌种退化 64

二、微生物菌种保藏 67

三、菌种保藏机构 69

第四节　微生物菌种的扩大培养 70

一、种子的制备过程 70

二、种子质量的控制 72

复习思考题 75

第三章　发酵机制及发酵动力学 77

第一节　发酵工程微生物的基本代谢及产物 77

一、微生物初级代谢及产物 77

二、微生物次级代谢及产物 77

第二节　微生物代谢调控机制 78

一、微生物初级代谢的调节 79

二、微生物次级代谢的调节 82

三、微生物发酵中的代谢调控 82

第三节　糖代谢产物的发酵机制 84

一、厌氧发酵代谢产物发酵机制 84

二、好氧发酵代谢产物发酵机制 86

第四节　氨基酸和核酸发酵机制 88

一、氨基酸发酵机制 88

二、核苷酸发酵机制 92

第五节　抗生素发酵机制 93

一、抗生素的发酵机制 93

二、几种抗生素的生物合成 94

第六节　微生物发酵的动力学 97

一、分批培养中微生物的生长曲线 97

二、微生物生长速度的动力学方程 99

三、分批培养中微生物细胞生长与产物形成的动力学 100

复习思考题 103

第四章　发酵工业培养基及原料处理 104

第一节　发酵营养基质的组成 104

一、碳源营养 104

二、氮源营养 106

三、无机盐及微量元素 108

四、水 110

五、生长因子、前体物质、产物促进剂和抑制剂 110

第二节　工业发酵中营养基质的种类 112

一、不同原料纯度的培养基 112

二、物理状态不同的培养基 113

三、工业发酵中用途不同的培养基 113

第三节　工业发酵中营养基质的选择 115

一、营养基质的选择 115

二、培养基成分用量的确定 116

第四节　工业发酵中营养基质的配制方法 117

一、淀粉质原料制糖工艺及培养基的配制方法 117

二、糖蜜原料培养基的制备过程 125

复习思考题 127

第五章　发酵工程的灭菌与空气除菌 128

第一节常用的灭菌方法 128

一、化学灭菌 128

二、射线灭菌 128

三、干热灭菌 129

四、湿热灭菌 129

第二节　培养基与发酵设备的灭菌 129

一、灭菌的基本原理 129

二、培养基的灭菌 131

三、发酵设备的灭菌 137

第三节　空气的除菌 137

一、发酵使用的净化空气的标准 138

二、空气预处理 139

三、空气净化的方法 141

四、介质过滤除菌的材料及原理 143

五、空气净化的工艺流程 147

复习思考题 148

第六章　发酵条件及过程控制 150

第一节　营养基质和菌体浓度的影响及其控制 150

一、碳源的种类和浓度对发酵过程的影响及控制 150

二、氮源的种类和浓度的影响及控制 152

三、磷酸盐浓度的影响及控制 154

四、菌体浓度的影响及其控制 154

第二节　温度的影响及其控制 155

一、影响发酵温度的因素 155

二、发酵最适温度选择 157

三、发酵过程温度的控制 158

第三节　pH的影响和控制 159

一、pH对发酵过程的影响 159

二、发酵过程中影响pH变化的因素 160

三、发酵过程中pH的控制 160

第四节　通气和搅拌 162

一、微生物对氧的需求 162

二、影响氧溶解及传递的因素 164

三、提高溶解氧的措施 167

第五节　泡沫的影响和控制 168

一、发酵过程中泡沫的产生 168

二、泡沫对发酵过程的影响 169

三、泡沫的消除和控制 169

第六节　二氧化碳和呼吸商 172

第七节　发酵终点的判断 174

第八节　发酵的优化控制 175

一、培养基的优化 175

二、工艺控制优化 176

第九节　发酵过程的计算机控制 177

一、计算机控制概述 177

二、计算机控制系统及其功能 178

三、计算机在最优化控制中的作用 179

第十节　发酵过程的精确检测 180

一、发酵过程的参数 180

二、在线仪器监测 181

三、离线发酵分析 182

复习思考题 182

第七章　发酵染菌及防治 184

第一节　发酵异常现象及染菌分析 184

一、种子培养和发酵的异常现象 184

二、染菌隐患的检查 185

三、发酵染菌的原因 186

四、染菌原因的分析 187

五、染菌隐患的处理 188

第二节　染菌对发酵的影响 189

一、染菌对不同发酵过程的影响 189

二、杂菌的种类和性质对发酵过程的影响 189

三、染菌发生的时间不同对发酵的影响 189

四、染菌程度对发酵的影响 189

第三节　杂菌污染后的挽救和处理 190

一、种子培养期染菌的处理 190

二、发酵前期染菌的处理 190

三、发酵中、后期染菌的处理 190

四、染菌后对设备的处理 190

第四节　染菌的预防措施 190

一、强化空气净化过程 190

二、严格培养原料及设备的灭菌 192

三、定期检测发酵设备及管道 195

四、严格培养物的移接 197

五、预防噬菌体危害 198

第五节　食用菌及生物农药生产中应注意的染菌问题 200

一、食用菌生产中的染菌的危害 200

二、生物农药生产中的染菌问题 201

复习思考题 201

第八章　现代发酵工业主要产品的工艺过程 202

第一节　抗生素 202

一、概述 202

二、抗生素工业发酵生产过程 204

三、青霉素发酵生产工艺 206

第二节　氨基酸 208

一、概述 208

二、氨基酸工业发酵生产过程 209

三、赖氨酸工业发酵 214

第三节　有机酸 215

一、概述 215

二、柠檬酸工业发酵 216

三、乳酸工业发酵 217

第四节　酶制剂 220

一、概述 220

二、酶制剂的生产工艺 221

三、米曲霉α-淀粉酶生产工艺 225

第五节　核苷酸类物质 226

一、概述 226

二、肌苷酸工业发酵 227

三、鸟苷酸工业发酵 229

第六节　其他现代发酵工程的产品 230

一、工业发酵生产维生素 230

二、工业发酵生产单细胞蛋白 231

三、工业发酵生产多糖 232

复习思考题 232

第九章　发酵工程在食品、饮料方面的应用 233

第一节　酒类的发酵 233

一、酒的分类 233

二、白酒的酿造 234

三、啤酒的酿造 241

四、葡萄酒酿造 243

五、黄酒的酿造 246

第二节　调味品的酿造 249

一、豆腐乳的发酵生产 249

二、豆豉的酿造 251

三、酱油的酿造 252

四、醋的酿造 255

五、其他发酵食品的酿造 257

复习思考题 259

第十章　发酵工程在农业方面的应用 260

第一节　生物（微生物）肥料的发酵 260

一、生物肥料概述 260

二、微生物（生物）肥料的发酵生产 263

第二节　生物农药的发酵 270

一、生物农药概述 270

二、细菌生物农药发酵 271

三、放线菌类生物农药的发酵 274

四、真菌生物农药的发酵生产 278

第三节　生物饲料的发酵 280

一、生物饲料概述 280

二、酵母菌体蛋白发酵 281

三、其他生物饲料的发酵 289

复习思考题 291

第十一章　发酵工程在新型能源及环境保护方面的应用 292

第一节　乙醇的发酵 292

一、概述 292

二、乙醇发酵的原料 293

三、乙醇发酵有关的微生物 293

四、乙醇发酵生化机制 294

五、乙醇的发酵工艺 295

六、乙醇蒸馏与精馏 299

第二节　沼气发酵的工艺类型 300

一、沼气发酵理论机理 300

二、沼气发酵的基本工艺流程 300

三、厌氧消化器的类别 302

第三节　发酵工程在环境保护中的应用 309

一、污水的生物处理 309

二、有机固体废弃物的微生物处理 315

复习思考题 318

主要参考文献 319