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第一章 绪论 1

第一节 发酵工程的特征 1

第二节 发酵工程的发展简史 2

一、天然发酵时期 2

二、纯培养技术的建立 2

三、深层培养技术的建立 3

四、代谢控制发酵技术的建立 3

五、发酵原料的转变 4

六、基因工程引入发酵工程 4

第三节 发酵工程的应用 4

一、发酵工程在食品工业中的应用 5

二、发酵工程在医药工业中的应用 5

三、发酵工程在能源工业中的应用 6

四、发酵工程在化学工业中的应用 6

五、发酵工程在农业中的应用 7

六、发酵工程在环境净化中的应用 7

七、发酵工程在冶金工业中的应用 8

第四节 发酵工业产品类型 8

一、微生物菌体 8

二、微生物代谢产物 9

三、微生物酶制剂 10

思考题 10

参考文献 10

第二章 培养基及其制备 12

第一节 微生物细胞的化学组成及胞外代谢产物 12

一、微生物细胞的化学组成 12

二、微生物胞外代谢产物 13

第二节 培养基组成 13

一、碳源 14

二、氮源 15

三、无机盐及微量元素 16

四、生长因子 18

五、前体 18

六、促进剂和抑制剂 19

七、水 20

第三节 培养基类型 21

一、按培养基的物理状态划分 21

二、按培养基营养物质的来源划分 21

三、按培养基的用途划分 22

四、按培养基用于生产的目的划分 23

第四节 工业培养基的选择和配制原则 24

一、工业培养基的选择 24

二、培养基的配制原则 26

第五节 淀粉制备葡萄糖的工艺技术 27

一、淀粉的组成及其特性 27

二、淀粉制备葡萄糖的方法与原理 28

三、酶解法制备葡萄糖的工艺 32

第六节 糖蜜原料及预处理 37

一、糖蜜的来源与特点 37

二、糖蜜预处理的方法 38

思考题 39

参考文献 39

第三章 培养基灭菌 40

第一节 灭菌的方法、原理及影响因素 40

一、灭菌的方法 40

二、湿热灭菌的原理 41

三、影响灭菌的因素 46

第二节 灭菌计算与操作 48

一、培养基间歇灭菌计算与操作 48

二、培养基连续灭菌计算与操作 55

思考题 59

参考文献 59

第四章 空气的除菌 60

第一节 空气除菌的方法 60

第二节 空气过滤除菌原理 62

一、介质深层过滤除菌 62

二、绝对过滤除菌 65

第三节 空气过滤除菌的工艺流程 66

思考题 69

参考文献 69

第五章 微生物代谢产物的生物合成与调节 70

第一节 微生物初级代谢产物的生物合成与调节 70

一、初级代谢的主要调控机制 70

二、酒精的发酵机制 75

三、柠檬酸的发酵机制 77

四、赖氨酸的发酵机制 79

第二节 微生物次级代谢产物的生物合成与调节 84

一、次级代谢与初级代谢的关系 84

二、次级代谢的主要调控机制 85

三、青霉素的发酵机制 87

思考题 89

参考文献 89

第六章 菌种的选育、保藏与扩大培养 90

第一节 发酵工业对菌种的要求 90

第二节 优良菌种选育 90

一、自然选育 91

二、诱变选育 92

三、杂交育种 95

四、原生质体融合技术 97

五、基因工程育种 101

第三节 菌种保藏 105

一、菌种退化与复壮 105

二、菌种保藏原理与方法 106

第四节 种子扩大培养 108

一、种子扩大培养的目的 108

二、种子扩大培养流程 108

三、种子质量检查与影响种子质量的因素 110

四、柠檬酸发酵生产中的种子扩大培养技术 113

五、酒精发酵生产中的种子扩大培养技术 114

思考题 118

参考文献 118

第七章 发酵工艺控制 119

第一节 微生物发酵类型 119

第二节 菌体浓度、营养基质的影响及其控制 120

一、菌体浓度的影响及其控制 120

二、营养基质的影响及其控制 121

第三节 发酵过程主要影响因素与控制 125

一、溶氧的影响及其控制 125

二、CO2的影响及其控制 138

三、pH的影响及其控制 139

四、温度的影响及其控制 142

五、泡沫的影响及其控制 147

六、补料的作用及其控制 151

第四节 面包酵母生产的发酵控制 153

一、概述 153

二、培养过程的控制 154

第五节 酒精生产的发酵控制 158

一、概述 158

二、酒精发酵的控制 159

第六节 柠檬酸生产的发酵控制 163

一、概述 163

二、柠檬酸发酵的控制 164

第七节 青霉素生产的发酵控制 165

一、概述 165

二、青霉素发酵的控制 166

思考题 168

参考文献 169

第八章 发酵染菌及其防治 170

第一节 染菌的危害 170

第二节 染菌的原因 172

一、染菌造成的异常现象 172

二、染菌的检查和判断 172

三、染菌原因分析 174

第三节 染菌的防治 176

一、防止染菌 176

二、染菌的处理 178

思考题 180

参考文献 180

第九章 提取与精制的概述以及菌体的分离 182

第一节 提取与精制的概述 182

一、发酵产物的类型 182

二、发酵醪的特征 183

三、提取与精制方法的选择原则 183

第二节 菌体分离与处理方法 185

一、离心分离法 185

二、常规过滤法 189

三、膜分离法 192

四、细胞破碎 194

五、菌体分离的生产实例 195

思考题 197

参考文献 197

第十章 代谢产物分离的方法 198

第一节 沉淀法 198

一、盐析法 198

二、等电点沉淀法 202

三、沉淀法的生产实例 204

第二节 离子交换法 205

一、离子交换树脂的结构与分类 205

二、离子交换树脂的理化性能和测定方法 207

三、离子交换原理 211

四、离子交换树脂的选择性 213

五、离子交换法提取柠檬酸的生产实例 215

第三节 电渗析法 216

一、离子交换膜电渗析的原理 216

二、电渗析法在柠檬酸提取上的应用 217

第四节 溶剂萃取法 218

一、溶剂萃取原理 218

二、溶剂的选择 219

三、影响溶剂萃取效果的因素 220

四、工业萃取方式以及萃取设备 222

五、溶剂萃取法提取青霉素的生产实例 224

第五节 吸附法 225

一、吸附的原理 226

二、常用的吸附剂 227

三、吸附法的操作方式 229

四、吸附法的生产实例 232

第六节 蒸馏法 232

一、基本原理 233

二、酒精生产中的蒸馏与精馏提取 235

思考题 237

参考文献 238

第十一章 去除溶剂的常用方法 239

第一节 蒸发浓缩 239

一、蒸发浓缩的原理与基本流程 239

二、蒸发浓缩过程的分类与选择 240

三、蒸发浓缩法在生产上的应用实例 241

第二节 结晶 243

一、结晶原理 243

二、影响结晶生成的因素 244

三、发酵工业中常用的结晶方法与结晶操作方式 247

第三节 干燥 250

一、干燥的原理 250

二、常用的干燥方法 251

思考题 254

参考文献 254

第十二章 发酵工艺综合实训 256

实训一 实验室发酵罐结构与操作 256

实训二 利用糖蜜原料发酵生产活性干酵母 264

实训三 谷氨酸的发酵生产 271

实训四 青霉素的发酵生产 279

实训五 金龟子绿僵菌的固体发酵生产 283