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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