微生物发酵工艺学原理PDF电子书下载

第一章 绪论 1

第一节 微生物发酵的基本概念 1

一、微生物发酵的含义 1

二、微生物工业发酵的基本过程及产物类型 2

第二节 微生物发酵技术的发展历史 4

一、对发酵本质的认识过程 4

二、微生物发酵技术发展的不同阶段 5

第三节 微生物发酵的产品种类 6

第四节 微生物发酵的特征与发酵方式 9

一、微生物发酵的特征 9

二、微生物发酵方式 9

第五节 我国微生物发酵工业的现状和今后发展趋向 10

一、我国微生物发酵工业的现状 10

二、我国微生物发酵工业的发展趋势 13

思考题 14

第二章 发酵代谢调控的基本原理与方法 15

第一节 概述 15

第二节 微生物细胞的代谢调节机制 16

一、微生物初级代谢产物调节机制 16

二、微生物细胞的次级代谢调节机制 21

第三节 微生物发酵代谢控制的基本方法 26

一、遗传学方法 26

二、生物化学方法 29

第四节 微生物发酵动力学 31

一、微生物发酵动力学分类 31

二、发酵方法 32

三、分批培养发酵动力学 33

四、连续培养 40

思考题 44

第三章 工业微生物的育种与种子制备 45

第一节 生产用微生物的分离 45

一、生物样品的采集 45

二、样品中微生物的富集培养 46

三、分离纯化 47

四、利用菌体性质进行初步筛选 49

第二节 工业微生物的保藏 50

一、菌种保藏概述 50

二、世界主要菌物菌种保藏机构 50

三、工业微生物菌种的保藏方法 51

四、菌种退化的防止 53

第三节 工业微生物育种 53

一、诱变育种的筛选方法及策略 53

二、微生物诱变育种 54

三、原生质体融合育种 57

四、基因工程育种 58

第四节 生产用种子制备 59

一、基本概念 59

二、菌种扩大培养的目的及作为种子的准则 60

三、种子的制备过程 60

四、种子质量的控制 63

五、种子染菌的原因以及预防 65

思考题 67

第四章 工业生产用培养基 68

第一节 概述 68

一、培养基的组成 68

二、培养基质量的影响因素 70

三、常见问题及其处理手段 73

第二节 培养基的成分 74

一、碳源物质 74

二、氮源物质 76

三、生长因子 79

四、无机盐及微量元素 79

五、前体 81

六、促进剂和抑制剂 82

七、水分 83

第三节 培养基的种类与选择 85

一、培养基的种类 85

二、培养基的设计 89

三、淀粉水解糖的制备 99

思考题 100

第五章 发酵工程中的灭菌操作 101

第一节 灭菌常见方法 101

一、化学灭菌 101

二、射线灭菌 103

三、于热灭菌 103

四、湿热灭菌 103

五、过滤除菌 104

第二节 培养基与发酵设备的灭菌 104

一、湿热灭菌的基本原理 104

二、培养基的灭菌 108

三、发酵设备的灭菌 112

第三节 空气的除菌 112

一、发酵使用的净化空气标准 113

二、空气净化的方法 113

三、过滤除菌的介质材料 116

四、空气净化的一般工艺流程 118

五、几种较典型空气净化流程介绍 120

六、无菌空气的检查 123

思考题 124

第六章 发酵设备简介 125

第一节 机械搅拌通风发酵罐的结构 125

一、罐体 125

二、搅拌器和挡板 126

三、空气分布器 127

四、消泡装置 128

第二节 机械搅拌通风发酵罐的基本参数 130

第三节 其他各种微生物发酵设备 130

一、塔型发酵罐 130

二、气升式发酵罐 131

三、自吸式发酵罐 133

四、通风固相发酵设备 135

五、厌氧发酵设备 136

思考题 138

第七章 发酵过程优化和工艺控制 139

第一节 概述 139

第二节 发酵参数的测定和生物传感器 141

一、发酵参数的测定 141

二、对用于发酵过程检测的传感器要求 142

三、生物传感器的类型和结构原理 142

第三节 温度对发酵的影响及其控制 145

一、温度对发酵的影响 145

二、影响发酵温度变化的因素 145

三、温度的控制 146

第四节 pH值对发酵的影响及其控制 147

一、pH值对发酵的影响 147

二、发酵过程pH值的变化 147

三、发酵pH值的确定和控制 148

第五节 溶解氧对发酵的影响及其控制 149

一、溶解氧对发酵的影响 149

二、发酵过程中溶解氧的变化 150

三、溶解氧浓度的控制 151

第六节 CO2对发酵的影响及其控制 152

一、CO2对发酵的影响 152

二、CO2浓度的控制 153

三、发酵罐内氧气和二氧化碳分压的测量 154

第七节 泡沫对发酵的影响及其控制 154

一、泡沫的形成及其对发酵的影响 154

二、泡沫的消除 155

第八节 菌体浓度对发酵的影响及其控制 155

一、菌体浓度对发酵的影响 155

二、菌体浓度的控制 156

三、菌体浓度的检测 156

第九节 基质浓度对发酵的影响及其控制 157

一、基质浓度对发酵的影响 157

二、碳源对发酵的影响及控制 158

三、氮源的种类和浓度的影响和控制 159

四、磷酸盐浓度的影响和控制 160

五、补料控制 160

六、发酵罐基质（葡萄糖等）浓度的在线测量 161

第十节 其他化学因子在线分析技术 162

一、HPLC在线测量物质浓度 162

二、引流分析与控制 163

第十一节 发酵终点的判断 164

一、经济因素 164

二、产品质量因素 165

三、特殊因素 165

思考题 165

第八章 通气和搅拌 166

第一节 概述 166

第二节 发酵工程对氧的要求 167

一、微生物需氧量与呼吸代谢的关系 167

二、微生物的临界溶解氧浓度 168

三、比生长速率、比耗氧速率与氧浓度的关系 169

第三节 氧的供给 170

一、氧的溶解特性与影响微生物需氧因素 170

二、传氧速率方程 174

第四节 KLα的测定 176

一、亚硫酸盐氧化法 176

二、极谱法 178

三、溶氧电极法 178

第五节 发酵罐及各种因子对KLα的影响 180

一、搅拌 180

二、空气流速 183

三、空气分布管形式和发酵罐结构 184

四、氧分压 185

五、罐内醪液高度 187

六、罐容 187

七、发酵醪液性质 188

八、温度 189

九、有机物质和表面活性剂 190

十、离子强度 190

十一、氧载体 190

思考题 191

第九章 发酵产物的常用提取分离方法 192

第一节概述 192

一、提取与精制过程的一般工艺流程 192

二、发酵产物提取精制工艺设计原则 193

第二节发酵液的初步分离 193

一、改善发酵液的过滤特性 194

二、去除发酵液中的杂蛋白 195

三、去除发酵液中的高价无机离子 196

第三节沉淀技术 196

一、盐析法 196

二、有机溶剂沉淀法 198

三、等电点沉淀法 199

四、选择性变性沉淀 200

五、生成盐类复合物的沉淀 200

六、亲和沉淀 201

第四节 过滤与膜分离技术 202

一、一般过滤设备的选择 202

二、膜分离技术 202

第五节 离心分离技术 204

一、离心分离因数和沉降速度 204

二、离心机的选择 205

第六节 菌体的破碎 206

一、珠磨法 207

二、高速匀浆法 207

三、超声破碎法 208

四、酶溶法 208

五、化学渗透法 209

六、微波加热法 209

七、其他方法 209

第七节 吸附分离技术 210

一、吸附的类型 210

二、常用吸附剂 211

第八节 萃取分离技术 211

一、溶剂萃取 212

二、双水相萃取 213

三、超临界流体萃取 214

第九节 结晶分离技术 215

一、结晶的基本过程 215

二、影响结晶过程的因素 216

第十节 干燥 216

思考题 222

第十章 发酵产品生产简介 223

第一节 氨基酸发酵 223

一、概述 223

二、谷氨酸发酵 224

三、赖氨酸发酵 226

第二节 有机酸发酵 227

一、概述 227

二、柠檬酸发酵 228

三、乳酸发酵 229

第三节 核苷类物质发酵 231

一、鸟苷和肌苷发酵的机理 232

二、鸟苷发酵 232

三、肌苷发酵 232

第四节 抗生素发酵 233

一、抗生素的分类 233

二、青霉素的结构和性质 233

三、青霉素发酵 234

第五节 酒精发酵 236

一、酒精发酵机理 236

二、发酵法生产酒精及其工艺流程 237

第六节 其他产品发酵 237

一、酶制剂 237

二、甾体激素的微生物转化发酵 239

三、微生物多糖发酵 241

四、甘油发酵 242

五、丙酮-丁醇发酵 243

六、维生素发酵 244

思考题 245

参考文献 246