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第一章 绪论1

第一节 发酵与发酵技术概述1

一、什么是发酵1

二、什么是发酵技术1

三、发酵技术领域发展进程2

第二节 发酵产物的类型4

一、微生物菌体4

二、微生物代谢产物4

三、微生物酶4

四、微生物转化产物4

第三节 发酵工业的特点与范围5

一、发酵工业的特点5

二、发酵工业的范围5

三、国内外发酵工业现状及发展趋势6

本章小结7

思考题8

第二章 工业微生物菌种的选育、保藏与培养9

第一节 工业微生物常用菌种9

第二节 工业微生物菌种的选育11

一、微生物菌种保藏机构简介11

二、从自然界或现有菌种中分离筛选菌种12

三、微生物菌种的自然选育14

四、微生物菌种的诱变选育15

第三节 工业微生物菌种的保藏20

一、菌种保藏的原理20

二、菌种保藏的方法20

三、保藏菌种的质量控制22

四、菌种的退化与复壮23

第四节 微生物菌种的接种、分离纯化与培养24

一、接种24

二、分离纯化27

三、培养方法29

本章小结29

思考题30

第三章 发酵工艺条件优化31

第一节 培养基的选择和确定31

一、培养基的营养成分31

二、培养基的类型和用途35

三、培养基的选择方法38

第二节 培养基的配制39

一、培养基的配制原则39

二、主要微生物的培养基组成40

三、配制培养基的基本过程40

四、固体曲料的配制43

第三节 微生物菌种生长条件43

一、温度43

二、pH值45

三、氧45

四、通风和搅拌45

五、种龄与接种量46

第四节 菌种扩大培养46

一、种子制备过程46

二、生产车间种子培养48

三、种子培养中应注意的问题50

第五节 发酵终点的判断50

一、经济因素51

二、产品质量因素51

三、特殊因素51

本章小结51

思考题52

第四章 发酵机制53

第一节 微生物的能量代谢53

一、生物氧化53

二、异养微生物的生物氧化55

三、自养微生物的生物氧化63

四、能量转移64

第二节 微生物的合成代谢65

一、糖类的生物合成65

二、脂肪酸的生物合成66

三、氨基酸和核苷酸的生物合成66

第三节 分解代谢和合成代谢间的关系68

一、中间代谢产物的重要性68

二、兼用代谢途径69

三、代谢物回补顺序69

第四节 微生物的代谢调节与发酵生产69

一、酶合成的调节69

二、酶活性的调节71

第五节 抗生素发酵的代谢调控73

一、次级代谢产物生物合成的主要途径73

二、抗生素发酵调控机制75

三、抗生素生物合成途径的遗传控制78

本章小结78

思考题79

第五章 发酵工程动力学80

第一节 概述80

一、发酵工程动力学过程的主要特征80

二、发酵工程动力学的描述方法81

第二节 微生物菌体生长的动力学模型86

一、分批发酵菌体生长的动力学模型86

二、连续发酵菌体生长的动力学模型90

三、补料分批发酵菌体生长的动力学模型94

第三节 微生物产物生成动力学模型95

一、微生物产物生成动力学模型的分类96

二、菌体生长与产物形成的反应模型96

三、产物形成与基质消耗的反应模型99

本章小结100

思考题101

第六章 发酵工程单元操作102

第一节 培养基和设备的灭菌103

一、灭菌的方法103

二、培养基热灭菌动力学104

三、培养基的灭菌108

四、设备和管道的灭菌111

五、其他物料和实验用具的灭菌条件111

第二节 空气除菌111

一、发酵用无菌空气的质量标准112

二、空气除菌方法112

三、介质过滤除菌的机理114

四、过滤除菌的效率115

五、过滤介质116

六、工业空气过滤除菌流程117

七、空气的预处理118

八、提高空气过滤除菌效率的措施119

第三节 氧的供需与传递119

一、工业发酵过程中氧的需求120

二、培养过程氧的传递理论121

三、影响氧传递速率的主要因素123

四、控制溶氧的工艺手段125

五、溶氧异常分析125

本章小结126

思考题127

第七章 发酵生产设备128

第一节 发酵罐128

一、发酵罐的特点128

二、发酵罐的类型128

第二节 嫌气发酵设备129

一、酒精发酵设备129

二、啤酒发酵设备130

三、新型啤酒发酵设备132

四、连续发酵设备134

第三节 通风发酵设备136

一、机械搅拌发酵罐136

二、气升式发酵罐141

三、自吸式发酵罐143

四、发酵辅助设备144

第四节 固体发酵设备145

一、固体发酵设备的分类146

二、通风固相发酵罐146

第五节 动植物细胞培养反应器147

一、动物细胞培养反应器147

二、植物细胞培养反应器149

第六节 发酵反应器的自动控制151

一、发酵过程监控的主要指标151

二、发酵反应器的监控系统151

三、发酵过程常规参数的自动监控152

四、程序控制153

本章小结154

思考题155

第八章 发酵中试比拟放大156

第一节 发酵中试比拟放大的目的和任务156

一、发酵中试比拟放大的条件156

二、发酵中试比拟放大的目的157

三、发酵中试放大阶段的任务158

四、新产品研究的最终目的159

第二节 发酵中试比拟放大的原则和依据160

一、发酵中试比拟放大的原则160

二、发酵中试比拟放大的依据160

三、物料衡算160

第三节 发酵中试和发酵罐比拟放大的内容161

一、发酵中试放大的内容161

二、发酵罐比拟放大的内容162

第四节 发酵中试比拟放大的方法163

一、比拟放大的基本方法163

二、比拟放大的具体方法164

三、比拟放大在发酵工程中的适用性165

四、中试比拟放大步骤166

第五节 发酵中试放大的设备166

一、中试放大的装置167

二、设备的选择和工艺管路的改造167

三、投料前的准备167

第六节 发酵中试放大的工艺168

一、原料的特点168

二、操作方法168

三、生产工艺规程168

四、生产过程的注意事项169

五、安全问题170

本章小结170

思考题171

第九章 发酵工程各论172

第一节 酒精生产工艺172

一、概述172

二、酒精发酵原料与辅料173

三、酒精生产中的有关微生物176

四、酒精发酵的生化机制176

五、酒精发酵工艺179

六、酒精蒸馏与精馏188

七、酒精发酵工业研究发展方向189

第二节 氨基酸生产工艺190

一、概述190

二、氨基酸合成的代谢调控191

三、氨基酸发酵的工艺控制192

四、谷氨酸发酵实例195

五、赖氨酸发酵实例200

第三节 抗生素生产工艺202

一、概述202

二、抗生素生物合成的代谢调节机制203

三、抗生素发酵生产工艺204

四、抗生素生产实例207

第四节 微生物酶制剂生产工艺210

一、概述210

二、微生物酶合成的代谢调控与育种212

三、微生物酶的发酵工艺条件及控制213

四、酶的提取技术218

五、微生物酶生产实例220

第五节 水污染与污水生化处理技术224

一、概述224

二、污水生化处理技术229

本章小结241

思考题242

第十章 发酵实验技术243

实验一 特定产物生产菌种的筛选243

实验二 菌种保藏245

实验三 摇床培养确定菌体培养和营养条件247

实验四 小型发酵罐的应用和酵母菌发酵250

实验五 流加发酵动力学研究253

实验六 谷氨酸发酵255

实验七 酒精发酵258

实验八 谷氨酸发酵废菌体和废液的生物处理261

参考文献266