模块一 绪论 1
单元一 发酵、发酵工程与发酵工业的概念 1
一、发酵 1
二、发酵工程 1
三、发酵工业 1
单元二 发酵工业的发展简史 2
一、传统（古老）发酵技术的追溯 2
二、第一代（初期）发酵技术产品的出现 2
三、第二代（近代）发酵技术产品的发展 2
四、第三代（现代）发酵技术产品的挑战 3
单元三 发酵工业的范围 4
一、微生物菌体发酵 5
二、微生物转化发酵 6
三、微生物代谢产物发酵 7
单元四 发酵方法的类别与流程 8
一、发酵方法的类别 8
二发酵过程的组成部分 8
单元五 发酵工业的特点及发展趋势 9
一、发酵工业的特点 9
二、发酵工业的现状及发展趋势 10
阅读材料1 11
思考题 12
模块二 培养基 13
单元一 微生物的营养 13
一、微生物的营养方式及其特点 13
二、微生物的营养物质及其功能 13
单元二 培养基的种类 23
单元三 影响培养基质量的因素 24
一、原材料质量 24
二、培养基灭菌操作 25
三、其他因素 25
单元四 培养基的设计 25
一、设计原则 25
二、设计方法 29
三、培养基优化实例：红豆杉内生真菌产紫杉醇的培养基优化 30
单元五 庆大霉素培养基的配制 31
阅读材料2 33
思考题 34
模块三 菌种的选育及制备 35
单元一 工业微生物菌种 35
一、工业生产常用的微生物 35
二、微生物工业对菌种的要求 37
单元二 优良菌种的选育 37
一、自然选育 37
二、诱变育种 46
三、基因重组和杂交育种 52
单元三 菌种的保藏 57
一、菌种的退化与复壮 57
二、菌种保藏的原理与方法 59
单元四 菌种的扩大培养 71
一、菌种扩大培养的任务 72
二、菌种制备的过程 72
三、影响菌种质量的因素 75
单元五 菌种扩大培养应用实例 79
谷氨酸发酵的菌种扩大培养 79
阅读材料3 80
思考题 81
模块四 工业发酵灭菌 83
单元一 染菌的分析及防治 83
一、染菌的原因分析 83
二、染菌的途径及预防 84
三、灭菌方法 86
单元二 培养基和发酵设备的灭菌 88
一、培养基灭菌条件的选择 88
二、培养基的灭菌工艺 91
三、发酵设备灭菌 94
单元三 空气除菌 95
一、空气中的微生物 95
二、除菌方法 95
三、介质过滤除菌的原理 96
四、空气过滤的介质 99
五、过滤除菌的流程 101
单元四 庆大霉素培养基灭菌及空气除菌技术 107
一、庆大霉素培养基灭菌 107
二、庆大霉素空气除菌流程 107
阅读材料4 108
思考题 109
模块五 培养装置 110
单元一 液体培养装置 110
一、通风发酵设备 110
二、嫌气发酵设备 120
单元二 固态发酵设备 124
一、传统固态发酵设备的基本性能要求 124
二、固态发酵设备的分类 124
三、传统固态发酵设备 124
四、现代固态发酵设备及其应用 125
单元三 动、植物细胞培养反应器 132
一、动物细胞培养反应器 132
二、植物细胞培养反应器 137
阅读材料5 139
思考题 142
模块六 发酵工艺控制 143
单元一 微生物发酵的类型 143
一、分批发酵 143
二、连续发酵 144
三、补料分批发酵 145
四、固态发酵 145
单元二 发酵过程中代谢变化参数 146
一、物理参数 146
二、化学参数 147
三、生物参数 147
单元三 温度及其控制 148
一、发酵最适温度的选择 148
二、发酵热与罐温控制 149
单元四 pH的影响及其控制 151
一、pH对发酵的影响 151
二、引起pH变化的因素 151
三、发酵过程中pH的调节 152
单元五 溶解氧浓度对发酵的影响及其控制 153
一、微生物对氧的需求 153
二、氧在溶液中的传递 153
三、影响氧传递速率的主要因素 155
四、液相体积溶氧系数的测定 156
单元六 发酵过程中的代谢及其控制 158
一、菌体浓度的影响及其控制 158
二、营养基质的影响及其控制 160
单元七 泡沫的影响及其控制 163
一、消除泡沫的方法 163
二、消沫剂的应用 164
三、泡沫控制的方法 167
单元八 发酵终点的判断及不正常发酵的处理 168
一、发酵周期与终点判断 168
二、发酵不正常现象和处理 169
思考题 170
模块七 固定化技术及其应用 171
单元一 固定化细胞的方法 171
一、包埋法 172
二、载体结合法 173
三、交联法 174
四、热处理法 174
单元二 固定化细胞的特性 174
单元三 固定化细胞的反应器 175
一、反应器的特点和类型 175
二、反应器的选择 177
单元四 固定化细胞法生产L-苹果酸 178
一、菌种培养 178
二、发酵 179
三、菌体收集 179
四、菌体包埋 180
五、提高酶活力 180
六、固定化细胞酶转化 180
七、酶柱的维护 180
八、L-苹果酸的检测规程 181
阅读材料6 182
思考题 184
模块八 发酵产物的提取与精制 185
单元一 发酵醪的预处理和过滤 185
一、发酵醪的产物分类与特征 185
二、发酵醪预处理的方法 187
三、菌体的分离 190
四、不过滤提取 193
单元二 沉淀法提取 194
一、盐析法 194
二、等电点法 198
三、有机溶剂提取 200
单元三 离子交换法提取 203
一、离子交换的原理 203
二、离子交换树脂的选择 205
三、离子交换的操作方式 207
四、离子交换法提取柠檬酸的生产实例 210
单元四 吸附法提取 211
一、吸附的基本概念 211
二、吸附剂的要求 212
三、几种常见的吸附剂 212
四、吸附操作 214
五、吸附过程的强化 215
单元五 萃取分离技术 216
一、溶剂萃取 216
二、双水相萃取 223
三、超临界流体萃取 226
单元六 蒸发浓缩 229
一、蒸发浓缩的原理 229
二、蒸发器的类型 233
三、蒸发浓缩法在谷氨酸提取中的应用 235
单元七 结晶 235
一、结晶的原理与基本过程 236
二、结晶器的种类 238
三、提高晶体质量的方法 239
四、结晶法在柠檬酸提取中的应用 242
单元八 干燥 242
一、对流加热干燥法 242
二、冷却升华干燥法 245
三、接触加热干燥法 245
思考题 245
模块九 发酵厂废水生物处理 246
单元一 发酵厂废水处理 246
一、发酵厂废水的来源 246
二、发酵厂废水的特点 246
三、废水污染的指标 247
单元二 好氧生物处理法 251
一、好氧生物处理技术概述 251
二、好氧生物处理法 252
单元三 厌氧生物处理法 256
一、厌氧生物处理技术概述 256
二、厌氧生物处理法的基本流程 257
阅读材料7 258
思考题 259
模块十 发酵工艺实训 260
实训一 实训安全须知 260
实训二 发酵罐的使用与维护 261
实训三 菌种保藏 269
实训四 小型发酵罐的使用和活性干面包酵母的发酵生产 272
实训五 固定化技术 274
实训六 固定化酵母细胞生产酒精 275
实训七 啤酒酿造 277
实训八 泡菜的制作 279
实训九 大孔树脂吸附提取葛根素 281
实训十 毛发水解液中L-精氨酸的提取精制 282
参考文献 287