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第一章 微生物工程概述 1

第一节 微生物工程及其特点 1

一、微生物工程的定义 1

二、微生物工程与生物技术 2

三、微生物工程的特点 3

第二节 微生物工程的发展简史 5

一、食品饮料的微生物工艺时期 5

二、天然条件下的微生物发酵时期 6

三、纯培养技术建立后的微生物发酵时期 6

四、现代微生物工程时期 7

第三节 微生物工程的任务及展望 7

本章小结 9

思考题 10

参考文献 10

第二章 微生物工程菌种的来源、选育及保藏 11

第一节 微生物工程的常用菌种及其作用 11

一、细菌 11

二、放线菌 12

三、酵母菌 13

四、霉菌 13

五、担子菌 14

六、藻类 14

七、生物工程菌 14

第二节 微生物资源 14

一、微生物资源的特点 14

二、微生物资源开发的基本程序 15

三、微生物资源的分离与筛选 15

第三节 优良菌种的选育及改造 17

一、自然选育 17

二、诱变育种 17

三、杂交育种 19

四、原生质体融合育种 21

五、基因工程育种 23

第四节 菌种的退化、复壮与保藏 24

一、菌种退化 24

二、菌种保藏的原理与方法 24

三、菌种复壮 27

本章小结 27

思考题 28

参考文献 28

第三章 微生物工程的培养基 29

第一节 培养基的成分及来源 29

一、碳源 29

二、氮源 29

三、矿质元素 30

四、水 31

五、生长因子 31

第二节 培养基的配制原则及营养调节 32

一、培养基的配制原则 32

二、营养物质的调节 32

第三节 培养基的类型 33

一、孢子培养基 34

二、种子培养基 34

三、发酵培养基 34

本章小结 34

思考题 35

参考文献 35

第四章 微生物工程灭菌、除菌设备及技术 36

第一节 培养基灭菌概述 36

一、培养基灭菌的原理 36

二、培养基实验室小规模灭菌方法 41

第二节 培养基的分批灭菌 43

一、培养基分批灭菌概述 43

二、培养基分批灭菌工艺流程 46

第三节 培养基的连续灭菌 47

一、培养基连续灭菌概述 47

二、培养基连续灭菌的工艺流程 49

第四节 空气除菌的方法及设备 51

一、空气除菌的方法 51

二、过滤除菌机理 53

三、空气过滤除菌技术 55

本章小结 60

思考题 60

参考文献 60

第五章 微生物的代谢及其调节 62

第一节 微生物的代谢类型和自我调节 62

一、微生物的代谢类型 62

二、微生物自我调节的部位 63

第二节 酶活性调节 64

一、酶活性调节的方式 64

二、酶活性调节的机制 65

第三节 酶合成调节 67

一、酶合成调节的方式 67

二、酶合成调节的机制 70

第四节 代谢调控 73

一、分支生物合成途径的调节 73

二、次级代谢调节 77

第五节 能荷调节 83

本章小结 84

思考题 84

参考文献 84

第六章 微生物反应动力学 86

第一节 概述 86

一、微生物的生长特性 86

二、影响微生物反应的环境因素 87

三、微生物反应的特点 88

第二节 微生物反应过程动力学描述 89

一、菌体生长动力学模型 90

二、菌体生长动力学 91

三、基质消耗动力学 95

四、代谢产物形成动力学 96

第三节 微生物反应动力学 98

一、分批培养动力学 98

二、连续培养动力学 100

三、流加培养动力学 104

本章小结 107

思考题 107

参考文献 107

第七章 微生物工程的生物反应器 108

第一节 生物反应器的设计基础 108

一、生物反应器的特点 108

二、生物反应器的设计目标与原则 109

第二节 微生物工程的好氧发酵设备 110

一、液态深层好氧发酵设备 110

二、固态通风发酵设备 124

第三节 微生物工程的厌氧发酵设备 130

一、厌氧分批发酵设备 130

二、厌氧连续发酵设备 138

第四节 生物反应器的比拟放大 141

一、几何尺寸放大 141

二、空气流量放大 142

本章小结 143

思考题 143

参考文献 143

第八章 微生物工程的发酵技术 145

第一节 微生物工程的发酵类型 145

一、液态发酵 145

二、固态发酵 146

第二节 微生物工程发酵的一般过程 148

一、种子扩大培养 148

二、分批发酵 150

三、连续发酵 151

四、半连续发酵 152

五、高密度细胞发酵 153

六、混合发酵 154

第三节 微生物工程的发酵工艺控制 155

一、基质对发酵的影响及控制 155

二、环境条件对发酵的影响及控制 157

三、发酵终点的判断 163

第四节 发酵过程的参数检测和自动控制 164

一、发酵过程的参数检测 164

二、发酵过程的自动控制 167

第五节 发酵染菌的防治 169

一、染菌的途径及分析 170

二、染菌的判断与防治 170

本章小结 171

思考题 172

参考文献 172

第九章 微生物工程的固定化技术 173

第一节 微生物酶固定化 173

一、固定化酶的制备方法 174

二、固定化酶的活力 176

三、固定化酶的应用 177

第二节 微生物细胞固定化 177

一、固定化细胞的制备方法 178

二、固定化细胞的应用 181

本章小结 183

思考题 183

参考文献 183

第十章 微生物工程下游技术 184

第一节 概述 184

一、微生物工程下游技术的特点 184

二、微生物工程下游技术的一般过程 185

第二节 发酵液的预处理和过滤 186

一、发酵液的预处理 187

二、发酵液的过滤 188

三、微生物细胞破碎与分离 189

四、包涵体的分离与蛋白质复性 190

第三节 产品纯化与精制技术 191

一、吸附法与沉淀法 191

二、结晶法 197

三、蒸馏法 198

四、离子交换法 198

五、萃取法 201

六、膜分离法 204

第四节 干燥技术 205

一、干燥的基本概念 206

二、干燥的过程分析与计算 207

三、干燥设备 210

本章小结 211

思考题 211

参考文献 212

第十一章 微生物工程在农业上的应用 213

第一节 微生物饲料 213

一、饲料微生物 213

二、单细胞蛋白 213

三、青贮饲料 215

第二节 微生物肥料 218

一、微生物肥料的概念及作用 219

二、微生物肥料种类 219

第三节 微生物农药 221

一、微生物农药的意义、分类及特征 221

二、细菌杀虫剂 221

三、病毒杀虫剂 223

四、真菌杀虫剂 224

五、农用抗生素 224

六、其他杀虫剂 225

本章小结 225

思考题 226

参考文献 226

第十二章 微生物工程在制药业上的应用 227

第一节 抗生素 227

一、抗生素的定义 227

二、医用抗生素应具备的条件 227

三、抗生素的分类 228

四、抗生素的应用 230

五、抗生素的工业生产 232

第二节 生物制品 233

一、基本概念 233

二、生物制品的分类 234

三、生物制品的一般制备方法 236

第三节 生理活性物质 240

本章小结 241

思考题 241

参考文献 241

第十三章 微生物工程在食品酿造业上的应用 242

第一节 酿造酒 242

一、白酒生产 242

二、葡萄酒生产 246

三、啤酒酿造 249

四、黄酒酿造 251

第二节 发酵食品 254

一、面包 254

二、发酵乳制品 256

第三节 调味品 257

一、食醋 257

二、酱油 258

三、酱类 260

四、豆腐乳 261

本章小结 263

思考题 263

参考文献 264

第十四章 微生物工程在环保业上的应用 265

第一节 污水的生物处理 265

一、污水生物处理的基本原理与类型 265

二、污水好氧生物处理技术 266

三、污水厌氧生物处理技术 274

第二节 固体废弃物的生物处理 276

一、堆肥法 276

二、卫生填埋法 279

第三节 污染土壤的微生物修复 280

一、原位修复 281

二、非原位生物修复 282

三、生物反应器处理 283

本章小结 283

思考题 283

参考文献 284

第十五章 微生物工程在能源开发业上的应用 285

第一节 沼气 285

一、沼气发酵机制 285

二、沼气发酵的工艺条件 287

三、沼气发酵的应用 287

第二节 氢气 288

一、氢气发酵机制 288

二、氢气发酵的工艺 288

第三节 乙醇 289

一、乙醇发酵机制 289

二、乙醇发酵的工艺 290

三、乙醇发酵研究进展 292

本章小结 293

思考题 293

参考文献 293

第十六章 微生物工程在资源利用业上的应用 294

第一节 微生物采矿 294

一、细菌冶金的原理 294

二、湿法冶金的微生物资源 295

第二节 微生物采油 299

一、微生物采油简介 299

二、微生物采油机理及特点 300

本章小结 305

思考题 305

参考文献 305

第十七章 微生物工程在轻化工业上的应用 307

第一节 酶制剂 307

一、酶学基本原理 307

二、生产酶的微生物种 309

三、酶的发酵生产过程 310

第二节 有机酸 312

一、柠檬酸 313

二、乳酸 314

三、衣康酸 316

四、苹果酸 317

五、琥珀酸 319

第三节 氨基酸 319

一、氨基酸发酵工艺控制 319

二、谷氨酸生产工艺 322

三、赖氨酸生产工艺 324

四、异亮氨酸、亮氨酸生产工艺 324

第四节 核苷类物质 325

一、肌苷 326

二、鸟苷 328

三、腺苷 329

四、胞苷 330

五、尿苷 331

本章小结 332

思考题 333

参考文献 333