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第一章 绪论1

第一节 微生物工程的基本概念1

一、微生物工程的定义1

二、微生物工程的特点1

三、微生物工程的研究内容2

四、微生物工程的产品类型3

第二节 微生物工程的发展历程5

一、传统的微生物发酵技术——天然发酵5

二、近代发酵技术的建立——纯培养技术5

三、青霉素与好气培养技术——深层培养技术6

四、人工诱变育种与代谢控制技术6

五、基因工程与克隆技术7

六、代谢工程9

第三节 微生物工程的应用概况10

一、抗生素发酵10

二、有机溶剂和有机酸发酵11

三、氨基酸发酵12

四、微生物酶制剂发酵12

五、食品发酵14

六、生物活性物质的发酵14

七、单细胞蛋白（SCP）15

八、基因工程药物16

九、其他17

第四节 微生物工程的发展趋势与展望18

一、利用基因工程等先进技术，人工选育和改良菌种18

二、采用发酵技术进行高等动植物细胞培养具有诱人的前景19

三、发酵过程优化与控制19

四、生物分离新技术20

五、将生物技术更广泛地用于环境工程20

第二章 发酵微生物基础21

第一节 发酵工业常见微生物21

一、细菌21

二、放线菌24

三、酵母菌26

四、丝状真菌28

五、噬菌体30

第二节 微生物的生长发育条件32

一、微生物的营养类型32

二、微生物的培养条件33

第三节 微生物的代谢与调节36

一、微生物的初级代谢36

二、微生物的代谢调节42

三、代谢调控48

四、微生物的次级代谢与调节50

五、代谢工程51

第三章 发酵工业常用设备58

第一节 生物反应器58

一、嫌气发酵设备58

二、通风发酵设备61

第二节 发酵工业辅助设备68

一、空气除菌设备69

二、培养基灭菌设备72

第三节 过滤与离心分离设备75

一、过滤设备75

二、离心分离设备79

第四节 膜分离技术与设备81

一、反渗透膜设备81

二、纳滤膜分离技术与设备86

第五节 离子交换设备88

一、间歇式离子交换设备88

二、半连续移动床式离子交换设备91

三、连续式离子交换设备92

四、离子交换膜与电渗析94

第六节 蒸发设备96

一、循环型蒸发器97

二、单程型蒸发器99

三、直接接触传热的蒸发器101

四、蒸发器的选型101

第七节 结晶设备103

一、冷却结晶器103

二、蒸发结晶器104

三、真空式结晶器105

第八节 干燥设备106

一、气流干燥流程与设备106

二、气流喷雾干燥设备108

三、离心喷雾干燥设备110

四、单层卧式多室的沸腾干燥设备114

五、沸腾造粒干燥设备115

第四章 菌种118

第一节 菌种的来源118

一、对工业生产用微生物的基本要求118

二、制定筛选方案时的注意事项118

三、选择性压力在微生物筛选中的使用119

四、纯种分离技术122

第二节 菌种选育122

一、自然选育123

二、诱变育种124

三、原生质体融合育种130

四、基因工程132

第三节 菌种保藏133

一、斜面冰箱保藏法134

二、沙土管保藏法134

三、液体石蜡保藏法134

四、真空冷冻干燥法135

五、液氮保藏法135

六、国内外主要菌种保藏机构135

第四节 培养基136

一、培养基的成分137

二、培养基的配制原则和类型140

三、培养基配制的原则及注意事项143

第五节 菌种的扩大培养144

一、实验室种子制备144

二、车间种子制备146

三、种子质量的控制147

四、几类微生物发酵时种子扩大培养的方法147

第五章 发酵工艺控制149

第一节 发酵过程的检测149

一、检测的意义149

二、发酵过程检测的内容、方法和主要作用149

三、发酵过程参数监测的现状与展望151

第二节 发酵过程的控制152

一、发酵过程的代谢变化规律152

二、发酵过程的代谢调控155

三、发酵工艺条件的调控159

四、发酵工艺的最优化控制173

第三节 灭菌174

一、灭菌的方法174

二、培养基的灭菌178

三、空气的除菌181

四、防止杂菌污染的要点183

第四节 发酵生产过程中的无菌检查与染菌的处理185

一、无菌检查185

二、杂菌污染途径及预防187

三、染菌的处理188

第五节 发酵生产过程中噬菌体的污染与防治189

一、发酵生产过程中噬菌体的污染189

二、发酵生产过程中污染噬菌体的处理189

第六章 发酵后处理191

第一节 概论191

一、下游工程在发酵工程及生物工程中的地位191

二、传统发酵产品和基因工程产品回收方法的比较191

三、发酵工程中下游加工过程的特点192

四、下游加工过程的一般流程和单元操作192

五、发酵工程下游加工过程的发展趋向198

第二节 发酵液的预处理198

一、高价无机离子的去除方法199

二、杂蛋白的除去方法199

三、菌体、细胞和细胞碎片的去除200

第三节 发酵产物的分离202

一、胞外产物的分离203

二、胞内产物的分离203

第四节 发酵产物的初步纯化（提取）205

一、沉淀法205

二、溶剂萃取法211

三、离子交换法213

四、吸附法218

第五节 发酵产物的进一步纯化（精制）221

一、膜分离法222

二、色谱法224

三、离心法227

四、结晶法230

第六节 发酵工业的“三废”处理234

一、发酵工业“三废”的性质234

二、污水处理概述235

三、好气生化处理技术237

四、厌气生化处理技术239

第七章 酒类240

第一节 啤酒240

一、概述240

二、原料240

三、麦芽制备241

四、麦芽汁制备242

五、啤酒发酵244

六、成品啤酒246

第二节 葡萄酒247

一、概述247

二、酿酒用葡萄品种247

三、葡萄酒酵母248

四、发酵前的准备工作248

五、红葡萄酒生产工艺249

六、白葡萄酒生产工艺250

七、苹果酸—乳酸发酵252

八、葡萄酒贮藏期间的管理252

第三节 白酒253

一、概述253

二、大曲酒生产工艺254

三、小曲酒生产256

四、麸曲白酒生产256

五、液态法白酒生产257

六、低度白酒生产工艺257

七、大曲白酒的老熟、勾兑和调味258

第四节 黄酒259

一、概述259

二、黄酒酿造原料260

三、糖化发酵剂及酒母260

四、黄酒的发酵生产264

五、成品酒268

第八章 酶制剂270

第一节 总论270

一、酶制剂的概述270

二、酶制剂发酵用微生物271

三、酶合成的调节机制272

四、酶制剂的发酵方法273

五、微生物酶生产的培养基275

六、发酵条件对产酶的影响276

七、酶制剂的工业提取法277

八、酶的精制278

九、固定化酶278

第二节 主要酶制剂工业生产技术280

一、蛋白酶280

二、糖酶283

三、脂肪酶289

第三节 新酶的研究与开发289

一、自然酶的开发290

二、核酸类酶的研究与开发290

三、抗体酶的研究与开发290

四、端粒酶的研究与开发291

第四节 我国酶制剂工业存在的主要问题和发展对策291

一、我国酶制剂工业存在的主要问题291

二、我国酶制剂工业的发展对策292

第九章 抗生素294

第一节 总论294

一、抗生素概述294

二、抗生素的分类294

三、抗生素的作用机制&2．95

四、微生物的耐药性296

五、抗生素生产的工艺过程297

第二节 主要抗生素工业生产技术301

一、青霉素的生产301

二、链霉素生产304

三、四环类抗生素生产306

四、半合成抗生素307

第三节 抗生素的发展方向308

一、新抗生素的筛选308

二、商品抗生素的改造308

三、抗生素的广义化308

四、酶抑制剂的突起309

五、传统工艺的改进309

第四节 抗生素应用309

一、抗生素在医疗上的应用309

二、抗生素在农业上的应用310

三、抗生素在畜牧业上的应用310

四、抗生素在食品保藏方面的应用311

五、抗生素在其他方面的应用311

第十章 氨基酸312

第一节 味精312

一、味精的安全性和质量标准312

二、味精的生产工艺流程313

三、谷氨酸的生物合成313

四、国内常用的谷氨酸生产菌株313

五、谷氨酸发酵原料314

六、培养基的配制317

七、种子扩大培养和谷氨酸发酵318

八、谷氨酸的提取方法320

九、谷氨酸制味精323

第二节 赖氨酸325

一、赖氨酸的发酵控制325

二、赖氨酸的提取与精制326

第三节 其他氨基酸326

第四节 氨基酸发酵机制和代谢控制327

一、控制细胞渗透性，降低终产物在胞内的浓度327

二、解除各种反馈抑制和阻遏，有利于目标氨基酸产量的提高328

三、通过增加前体物的合成，有利于目的氨基酸的大量积累329

四、通过对氮代谢的调节，切断目标氨基酸的被分解利用329

五、通过基因工程技术，构建理想的工程菌株329

六、控制发酵过程的环境条件，最终实现高产目标330

第五节 氨基酸的用途及发展趋势330

一、氨基酸的用途330

二、氨基酸的工业现状和动态331

三、氨基酸工业发展趋势332

第十一章 有机酸334

第一节 柠檬酸334

一、柠檬酸发酵用微生物334

二、柠檬酸发酵机理335

三、柠檬酸发酵原料及其处理337

四、柠檬酸发酵339

五、柠檬酸的提取344

第二节 乳酸347

一、产生菌348

二、乳酸发酵348

三、乳酸的提取348

第三节 苹果酸349

一、产生菌350

二、苹果酸发酵工艺350

三、苹果酸的提取与精制351

第四节 有机酸的应用351

一、在食品工业中的应用351

二、在医药中的应用351

三、在化学工业上的应用351

四、在畜禽养殖中的应用352

第十二章 单细胞蛋白质353

第一节 概述353

第二节 SCP微生物的种类354

第三节 生产SCP的原料355

第四节 SCP生产工艺355

一、利用纤维素废料生产SCP356

二、利用石油产品生产SCP356

三、SCP中蛋白质的提取和核酸分离358

第五节 单细胞蛋白饲料359

一、酒糟生物蛋白饲料360

二、玉米秸秆生物蛋白饲料360

三、甜高粱生物蛋白饲料360

四、藻体饲料361

五、单细胞蛋白饲料的安全性问题及解决途径361

第十三章 微生物农药和微生物肥料363

第一节 微生物农药363

一、苏云金杆菌制剂364

二、白僵菌菌剂366

三、病毒杀虫剂367

四、重组微生物杀虫剂367

五、微生物杀虫剂的现状和研究任务368

第二节 微生物肥料368

一、概述368

二、根瘤菌肥料369

三、固氮菌肥料370

四、解磷菌类肥料371

五、解钾菌肥料372

六、复合微生物肥料373

七、微生物肥料的质量标准373

八、微生物肥料研究优势和存在问题与展望374

第十四章 食用、药用菌的发酵生产376

第一节 概述376

一、食用价值376

二、药用价值377

第二节 固体发酵378

一、固体发酵生产的特点378

二、发酵培养基的选择379

三、固体发酵生产的控制379

四、几种药用菌的固体发酵生产工艺380

第三节 液体发酵382

一、液体发酵的用途382

二、几种食用、药用菌的液体发酵生产工艺383

第十五章 发酵食品386

第一节 酱油386

一、原料386

二、酱油生产的微生物388

三、酱油生产的基本原理389

四、原料处理390

五、种曲制备391

六、制曲393

七、发酵394

八、提取与后处理395

第二节 食醋396

一、制醋原料397

二、食醋酿造的微生物397

三、食醋生产基本原理398

四、糖化发酵剂制备398

五、固态法食醋生产工艺400

六、半固态法食醋生产工艺401

第三节 腐乳402

一、腐乳的分类402

二、腐乳生产原料403

三、腐乳生产的微生物404

四、腐乳生产工艺类型及特点404

五、豆腐坯生产工艺405

六、腐乳发酵工艺406

参考文献409