发酵实验技术与方案PDF电子书下载

第一章 绪论 1

第一节 发酵工程定义及特点 1

一、发酵工程定义 1

二、微生物在发酵过程中的作用 1

三、发酵工业的特点 5

四、发酵过程的组成部分 5

第二节 发酵工程研究内容 7

一、微生物菌体发酵 7

二、微生物酶发酵 7

三、微生物代谢产物发酵 7

四、微生物的生物转化发酵 8

五、与色、香、味相关的发酵 8

六、利用微生物特殊机能进行发酵 8

第三节 发酵工程实验室的配置及基本条件 9

一、发酵工程实验室的基本条件 9

二、发酵工程实验室的配置 9

三、发酵过程的辅助设施 9

第二章 发酵工程实验方案的设计与实施 11

第一节 发酵工程实验特点与实验方案设计的原则 11

一、发酵工程实验方案设计的意义 11

二、发酵工程实验的特点 11

三、发酵工程实验方案的设计原则 12

第二节 发酵工程实验方案的设计与评价 12

一、发酵工程实验方案的设计程序 12

二、发酵工程实验内容的确定 12

三、发酵工程实验方案的设计 13

四、发酵工程实验方案的评价 13

第三节 发酵工程实验方案的实施 14

一、实验方案的实施流程 14

二、实验设备与仪器的选择 14

三、实验装置的安装与调试 15

第四节 实验记录与实验报告的撰写 15

一、课前预习 15

二、实验记录 16

三、实验报告 16

第三章 发酵工程实验室安全与防护 17

第一节 发酵工程实验室规则 17

第二节 发酵工程实验室安全 18

一、用电安全 18

二、玻璃器皿的安全使用 19

三、化学试剂的安全使用 20

四、实验室的微生物安全 21

第四章 酶工程实验技术 22

第一节 酶发酵与调控技术 22

一、提高酶发酵活力的方法 22

二、酶发酵生产技术 23

第二节 酶反应动力学及酶活力测定 24

一、酶反应动力学 24

二、酶活力测定 25

第三节 酶的分离与纯化技术 27

一、酶分离纯化程序 27

二、酶的鉴定技术 28

第四节 酶固定化技术 29

第五节 酶工程实验 30

一、利用发酵方法制备蛋白酶实验 30

实验4-1蛋白酶活力测定 30

实验4-2利用微生物发酵产生蛋白酶及其发酵动力学 32

二、酶代谢调控实验 33

实验4-3半乳糖酶诱导合成 33

实验4-4无机磷酸对枯草杆菌碱性磷酸酶生物合成的阻遏作用 34

三、糖化酶发酵产酶实验 35

实验4-5糖化酶产酶的摇瓶实验 35

实验4-6糖化酶产酶的发酵罐实验 36

四、酶活力、酶蛋白浓度的测定 38

实验4-7蔗糖酶酶活力分析 38

实验4-8蛋白质浓度分析（福林-酚法）实验 40

五、蔗糖酶的制备 41

实验4-9酵母细胞破碎与蔗糖酶的抽提实验 41

实验4-10酵母蔗糖酶沉淀分离实验 42

实验4-11蔗糖酶离子交换色谱分离 43

实验4-12利用超滤膜分离蔗糖酶 45

五、酶反应动力学实验 47

实验4-13 pH对酶活力的影响 47

实验4-14温度对酶活力的影响 48

六、酶蛋白的凝胶电泳 49

实验4-15 SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳法测定酶蛋白的相对分子质量 49

实验4-16聚丙烯酰胺等电聚焦电泳法测定酶蛋白的等电点 52

第五章 发酵工艺学实验技术 55

第一节 发酵培养基配制与灭菌技术 55

一、发酵培养基配制 55

二、灭菌技术 56

第二节 微生物保藏技术 59

一、微生物菌种保藏原则 59

二、保藏方法 59

三、菌种保藏机构 60

四、菌种退化与复壮 60

第三节 微生物细胞扩大培养 60

一、微生物接种 60

二、微生物细胞扩大培养 61

第四节 高密度细胞培养技术 63

一、异养微生物高密度培养 63

二、自养微生物高密度培养 65

第五节 好氧发酵技术 66

一、通气与搅拌 66

二、好氧生化反应器及其选择 68

三、微生物代谢类型及其控制 69

第六节 厌氧发酵技术 70

一、厌氧发酵 70

二、厌氧培养及条件控制 71

三、厌氧生化反应器及其选择 73

第七节 发酵工艺学实验 73

一、厌气发酵——酒精发酵 73

实验5-1米曲以及米曲汁的制备 73

实验5-2酒母扩大培养及酒精发酵 74

二、好气发酵——谷氨酸、柠檬酸发酵 76

实验5-3淀粉水解糖的制备 76

实验5-4黑曲霉发酵生产柠檬酸 78

实验5-5利用搅拌发酵罐发酵生产谷氨酸 80

三、细胞培养 82

实验5-6利用气升式反应器流加培养单细胞蛋白 82

实验5-7厌氧微生物培养 84

四、次级代谢产物发酵 85

实验5-8发酵法生产链霉素 85

实验5-9发酵法生产黄原胶 87

第六章 发酵食品实验技术 89

第一节 固态发酵概念及特点 89

一、固态发酵概念及特点 89

二、与色、香、味相关的发酵食品 90

第二节 酿造工程实验 90

一、酱油曲制备和酱油发酵 91

实验6-1酱油曲制备 91

实验6-2酱油的固态发酵 92

二、利用黑曲霉制备糖化曲 93

实验6-3种曲制备 93

实验6-4麸曲的制备 94

三、食醋的发酵 95

实验6-5食醋的发酵 95

第三节 发酵食品实验 96

一、葡萄酒酿造与品尝 96

实验6-6葡萄酒的酿造 96

实验6-7葡萄酒的品尝 98

二、啤酒生产与品尝 100

实验6-8麦芽制备 100

实验6-9糖化麦芽汁的制备 101

实验6-10啤酒发酵及检测 102

实验6-11啤酒的品尝 103

三、酸奶的制备 107

实验6-12酸奶的制备 107

第七章 发酵分析与检测方法 108

第一节 发酵试样的采集与处理 108

一、样品的采集 108

二、样品的制备 108

三、样品的预处理 109

第二节 发酵参数的化学检测技术 110

一、酸碱滴定法 111

二、氧化还原滴定法 111

三、配位滴定法 111

四、沉淀滴定法 111

第三节 发酵参数的光学检测技术 111

一、紫外-可见分光光度检测 112

二、旋光检测技术 113

第四节 发酵参数的色谱检测技术 113

一、色谱法概论 113

二、气相色谱法 114

三、高压液相色谱法 116

第五节 典型发酵物质的检测 117

一、碳水化合物的检测 117

二、蛋白质含量的检测 119

三、脂肪类的测定 120

四、矿物元素的测定 120

五、总酸的测定 120

六、酒精含量的测定 121

第六节 发酵分析实验 122

一、水分的测定 122

实验7-1水分含量的测定 122

二、还原糖的测定 123

实验7-2还原糖含量的测定 123

实验7-3麦芽糖化力的测定 124

三、氨基酸的测定 126

实验7-4氨基酸含量的分析（茚三酮比色法） 126

四、啤酒成分测定 127

实验7-5啤酒中双乙酰含量的测定 127

五、酸度的测定 128

实验7-6总酸度的测定 128

实验7-7电位滴定法测定啤酒的总酸度 129

六、味精成品纯度的测定 129

实验7-8味精成品纯度的测定（高氯酸非水溶液滴定法） 129

七、HPLC法测定糖分和有机酸 130

实验7-9葡萄酒中的糖分和有机酸的分析（HPLC法） 130

八、气相色谱法测定白酒中醇酯类组分 132

实验7-10白酒中醇酯类组分的分析 132

第八章 发酵过程实验技术 135

第一节 发酵过程参数的检测与传感器 135

一、发酵过程中直接参数的检测 135

二、发酵过程间接参数的测定 139

第二节 发酵动力学检测技术 139

一、分批培养动力学方程及参数检测 139

二、连续培养动力学方程及参数检测 141

三、分批补料培养动力学方程及参数检测 142

第三节 生化工程实验 143

实验8-1微生物菌体量的测定 143

实验8-2发酵液氧传递系数的测定 146

实验8-3利用酶电极测定发酵液葡萄糖浓度 148

实验8-4发酵液黏度的测定 150

实验8-5混合特性参数的测定 152

实验8-6酿酒酵母连续培养动力学模型构建实验 153

第九章 生物下游工程实验技术 156

第一节 发酵醪的特点以及对生物下游工程的要求 156

一、生物下游工程定义及发酵醪的特点 156

二、生物下游工程技术的要求 156

第二节 生物分离工程与装置 156

一、选择生物下游技术的依据以及生物下游过程的流程 156

二、发酵液预处理 157

三、细胞破碎及其分离 158

四、提取分离 159

五、精制分离 159

六、成品加工 160

七、一些典型发酵产品提取精制过程 160

第三节 生物下游工程实验 161

一、细胞破碎 161

实验9-1酵母细胞的破碎及破碎率的测定 161

二、蛋白质分离纯化 162

实验9-2发酵液中蛋白质的粗分级 162

实验9-3蛋白质的透析 163

实验9-4凝胶色谱法分离蛋白质 164

实验9-5蛋白质的真空浓缩 165

实验9-6蛋白质的冷冻干燥 166

实验9-7聚丙烯酰胺凝胶电泳分离血清乳酸脱氢酶同工酶 167

三、氨基酸的分离 169

实验9-8离子交换色谱分离氨基酸 169

四、发酵产物的提取 171

实验9-9青霉素的萃取与萃取率的计算 171

实验9-10双水相萃取分离酿酒酵母中延胡索酸酶 172

五、酶的提取 173

实验9-11糖化酶后提取实验 173

第十章 生物环境工程实验技术 175

第一节 水质污染的评价及生物污水处理 175

一、衡量水质污染的指标 175

二、发酵工业生产排废情况 175

三、生物污水处理方法及选择 176

第二节 生物环境工程实验 177

一、水质污染程度的评价 177

实验10-1化学需氧量的测定（重铬酸钾法CODCr） 177

实验10-2 BOD5的测定（稀释与接种法） 179

实验10-3水中溶解氧的测定（碘量法） 182

二、絮凝沉淀法 184

实验10-4絮凝法分离废水固形物 184

三、厌氧生物处理法 185

实验10-5发酵废液的厌氧发酵处理 185

四、利用污水培养菌体细胞法 186

实验10-6以富氮的罐头食品生产废水为基质培养螺旋藻 186

附录一 常用化学分析参数 189

附录二 常用化学试剂的配制 191

附录三 生化分离制备过程中硫酸铵溶液的配制方法 195

附录四 柱色谱常用参数 197

附录五 凝胶电泳标准蛋白质相对分子质量的参照物 198

附录六 发酵过程单元操作常用的物理参数 199

参考文献 202