第1章 绪论 1
1.1发酵工程的基本概念 1
1.1.1发酵与发酵工程的定义 1
1.1.2发酵工程的内容、发酵方式和特点 2
1.2发酵工程发展简史 5
1.2.1传统发酵技术 5
1.2.2近代发酵技术 6
1.2.3现代发酵技术 6
1.3发酵工程的发展前景 7
第2章 工业微生物菌种选育 9
2.1菌种的来源 9
2.1.1菌种类型 9
2.1.2菌种的分离筛选 11
2.2菌种的选育 12
2.2.1诱变育种 12
2.2.2原生质体融合育种 14
2.2.3基因工程育种 15
2.3生产菌种的保藏 17
2.3.1生产菌种的衰退与复壮 18
2.3.2生产菌种的常规保藏方法 19
2.3.3国内外菌种保藏机构 20
第3章 发酵代谢机制 22
3.1微生物的基本代谢及产物 22
3.1.1初级代谢及产物 22
3.1.2次级代谢及产物 23
3.1.3初级代谢与次级代谢的关系 24
3.2微生物代谢的调控 25
3.2.1酶合成的调节 25
3.2.2酶活性的调节 31
3.2.3微生物代谢调节的模式 34
3.2.4代谢调控在发酵工业中的应用 37
3.3微生物发酵动力学 40
3.3.1微生物发酵动力学一般描述 41
3.3.2微生物发酵动力学分类 43
3.3.3微生物发酵动力学模型 44
第4章 发酵培养基 56
4.1发酵培养基的类型及功能 56
4.1.1按成分不同划分 56
4.1.2按物理状态不同划分 57
4.1.3按用途不同划分 58
4.1.4按微生物种类不同划分 60
4.2发酵培养基的成分及来源 61
4.2.1碳源 61
4.2.2氮源 62
4.2.3无机盐及微量元素 63
4.2.4生长因子 65
4.2.5前体和产物促进剂 66
4.2.6水 67
4.3发酵培养基的设计和优化 68
4.3.1培养基设计原则 68
4.3.2培养基设计步骤 69
4.3.3摇瓶水平到反应器水平的配方优化 72
4.4特殊培养基 73
4.4.1大肠杆菌高密度发酵培养基 73
4.4.2动物细胞培养基 73
4.4.3植物细胞培养基 74
第5章 发酵工程无菌技术 76
5.1消毒与灭菌 76
5.1.1消毒与灭菌的意义和方法 76
5.1.2消毒与灭菌在发酵工业中的应用 77
5.2培养基和设备灭菌 77
5.2.1加热灭菌的原理 77
5.2.2影响灭菌的因素 81
5.2.3灭菌时间计算 82
5.2.4培养基与设备、管道灭菌条件 84
5.2.5分批灭菌和连续灭菌比较 85
5.3空气除菌 85
5.3.1空气中的微生物与除菌方法 86
5.3.2介质过滤除菌 87
5.3.3空气过滤器类型 88
5.3.4空气过滤流程 90
第6章 种子制备及扩大培养 92
6.1种子扩大培养的目的与要求 92
6.1.1种子扩大培养的目的 92
6.1.2种子的要求 92
6.2种子制备的技术概要 93
6.2.1种子制备流程 93
6.2.2影响种子质量的因素及控制方法 97
6.3种子制备过程举例 98
6.3.1啤酒酵母的扩大培养 98
6.3.2谷氨酸生产的种子制备 99
6.3.3青霉素生产的种子制备 100
第7章 生物反应器 102
7.1液体好氧发酵罐 102
7.1.1机械搅拌通风发酵罐 102
7.1.2自吸式发酵罐 108
7.1.3气升式发酵罐 111
7.2液体厌氧发酵罐 113
7.2.1酒精发酵罐 113
7.2.2啤酒发酵罐 114
7.3固态发酵反应器 116
7.3.1静态固态发酵反应器 117
7.3.2动态固态发酵反应器 118
7.4新型生物反应器 120
7.4.1新型液体生物反应器——膜生物反应器 120
7.4.2新型固态生物反应器——气相双动态固态发酵反应器 122
第8章 发酵工艺过程控制 123
8.1发酵工艺过程控制概述 123
8.1.1发酵的相关参数 123
8.1.2发酵过程的种类 124
8.1.3发酵过程的参数检测 126
8.1.4发酵过程的代谢调控 128
8.2温度变化及其控制 130
8.2.1温度对微生物生长的影响 130
8.2.2发酵过程引起温度变化的因素 131
8.2.3温度对发酵过程的影响及其控制 132
8.2.4最适温度的选择 133
8.3 pH变化及其控制 134
8.3.1发酵过程pH变化的原因 134
8.3.2 pH对发酵的影响 135
8.3.3 pH的控制 136
8.4溶解氧变化及其控制 137
8.4.1微生物对氧的需求 138
8.4.2反应器中氧的传递 139
8.4.3溶氧浓度的变化及其控制 142
8.5泡沫的形成及其控制 144
8.5.1泡沫的产生及其影响 144
8.5.2发酵过程泡沫的消长规律 145
8.5.3泡沫的控制 146
第9章 发酵工业杂菌污染及防治 149
9.1染菌的影响 149
9.1.1染菌对发酵的影响 149
9.1.2发酵染菌对产品提纯和质量的影响 151
9.2染菌的检测与分析 151
9.2.1发酵染菌率计算 151
9.2.2无菌状况的检测 152
9.2.3染菌原因分析 153
9.3染菌的防治 155
9.3.1防止种子带菌 155
9.3.2防止设备渗漏 156
9.3.3防止培养基灭菌不彻底 156
9.3.4防止空气引起的染菌 157
9.3.5发酵染菌后的措施 158
9.4噬菌体的防治 158
9.4.1噬菌体对发酵的影响 158
9.4.2产生噬菌体污染的原因 159
9.4.3噬菌体污染的检测 159
9.4.4噬菌体的防治措施 159
第10章 发酵工程的应用 161
10.1传统发酵产品生产 161
10.1.1酒类酿造 162
10.1.2调味品生产 164
10.1.3微生物发酵制药 166
10.2现代发酵技术与产品 167
10.2.1生物农药 168
10.2.2生物能源 169
10.2.3生物冶炼 169
10.2.4生物催化与转化 170
第11章 发酵行业清洁生产与环境保护 172
11.1清洁生产的概念及主要内容 172
11.1.1清洁生产的定义 172
11.1.2清洁生产的主要内容 173
11.1.3发酵行业开展清洁生产的重要意义 173
11.1.4发酵行业清洁生产工艺 174
11.2发酵工程在环境保护中的应用 177
11.2.1污水的生物处理 177
11.2.2有机固体废弃物的微生物处理 177