氣候變化、環境危機、能源和資源短缺正在引起世界范圍內產業格局的深刻變革。生物產業因具有高效、綠色、低碳、可持續等特征,已經成為全球性的戰略性新興產業,呈現出高速增長的態勢。加快調整經濟結構、轉變經濟發展方式,節約發展、清潔發展、安全發展,是我國現階段的歷史使命,大力發展生物產業是我國經濟社會發展的戰略選擇。2010年9月通過的《國務院關于加快培育和發展戰略性新興產業的決定》已將生物產業列為我國七大戰略性新興產業之一。
生物工藝是綜合運用生物學、化學和工程學手段,利用生物體、組織、細胞、細胞器或酶,對物料進行加工以提供產品或為社會服務的技術,是發展生物產業的關鍵技術。
生物工藝學是生物工程專業的專業必修課,研究內容涉及生物產業從原料到最終產品的整個過程,即菌種(包括藻種、細胞株等)選育和擴培、培養基選擇和制備、發酵及細胞培養過程中間控制、雜菌防治、產品分離提純等,是一門實踐性和應用性很強的學科,它要求學生在系統學習基礎理論知識的基礎上,掌握相應的實驗技術和方法。編寫本《生物工藝實驗》一書的目的便是使學生將理性知識與感性認識有機地結合,將書本知識用于實驗,在實驗中更深刻地理解基礎理論,提高學生的綜合能力與創新意識,以及分析和解決問題的能力。
本書基本按照生物工藝全過程的順序依次編排,涵蓋了菌種(包括藻種、細胞株等)選育、發酵及細胞培養、生物分離等生物工藝環節的實驗項目。內容較為豐富,既有基礎性實驗,又有綜合性實驗,還有研究、設計性實驗。部分實驗項目是編者在開展“973”前期研究專項、國家科技支撐計劃課題等研究工作中提煉出來的局部階段性成果。因此,本書應該是生物工程等相關專業本科學生開展專業實驗的合適指導書,也是生物化工等相關專業研究生開展實驗研究的合適參考書。
第一章 生物工藝實驗基礎知識
第一節 生物工藝實驗規則與安全守則
第二節 實驗方案的設計與實施
第三節 實驗數據的記錄和處理
第四節 生物工藝實驗基本操作
實驗一 常用玻璃儀器及其清洗干燥
實驗二 培養基的配制及滅菌
第二章 菌/藻種選育及保藏工藝實驗
第一節 自然選育實驗
實驗一 螺旋藻藻種的分離篩選
實驗二 a一淀粉酶產生茵的分離篩選
實驗三 高產淀粉酶菌株復篩
實驗四 富油微藻的分離篩選
第二節 誘變育種實驗
實驗五 紫外線誘變育種
第一章 生物工藝實驗基礎知識
第一節 生物工藝實驗規則與安全守則
第二節 實驗方案的設計與實施
第三節 實驗數據的記錄和處理
第四節 生物工藝實驗基本操作
實驗一 常用玻璃儀器及其清洗干燥
實驗二 培養基的配制及滅菌
第二章 菌/藻種選育及保藏工藝實驗
第一節 自然選育實驗
實驗一 螺旋藻藻種的分離篩選
實驗二 a一淀粉酶產生茵的分離篩選
實驗三 高產淀粉酶菌株復篩
實驗四 富油微藻的分離篩選
第二節 誘變育種實驗
實驗五 紫外線誘變育種
實驗六 亞硝基胍誘變育種
實驗七 抗結構類似物菌株的篩選
實驗八 營養缺陷型茵株的篩選
第三節 基因工程育種實驗
實驗九 質粒DNA的小量制備
實驗十 細菌的局限性轉導
實驗十一 基因工程菌株的培養與觀察
第四節 菌種保藏實驗
實驗十二 菌種常規保藏
實驗十三 菌種冷凍干燥保藏
第三章 發酵工藝實驗
第一節 液體靜置發酵
實驗一 啤酒酵母的質量檢查
實驗二 啤酒酵母的計數
實驗三 糖度測定
實驗四 啤酒酸度和pH的測定
實驗五 a一氨基氮的測定
實驗六 雙乙酰4"-量的測定
實驗七 苦味質含量的測定
實驗八 啤酒酵母的擴大培養及干酵母活化實驗
實驗九 100 L小型啤酒釀造設備介紹及釀造設備CIP
實驗十 100 L小型啤酒釀造實驗——麥汁制備
實驗十一 100 L小型啤酒釀造實驗——主發酵
實驗十二 100 L小型啤酒釀造實驗——后發酵
實驗十三 酒精度的測量及原麥汁濃度
實驗十四 啤酒質量品評
實驗十五 啤酒固定化發酵
實驗十六 啤酒加壓發酵
實驗十七 固定化酵母發酵纖維素制酒精
第二節 深層液體通風發酵實驗
實驗十八 谷氨酸及還原糖含量測定
實驗十九 鏡檢及OD檢測實驗
實驗二十 發酵罐的構造及滅菌
實驗二十一 谷氨酸生產菌種的擴大培養
實驗二十二 谷氨酸的中糖發酵
實驗二十三 谷氨酸的等電回收
第三節 固態發酵
實驗二十四 白酒中總酸、揮發酸、非揮發酸的測定
實驗二十五 白酒中總酯的測定
實驗二十六 白酒中甲醇的含量分析
實驗二十七 小曲酒發酵實驗
實驗二十八 半固態白酒蒸餾
實驗二十九 固體曲的制備
第四章 細胞培養工藝實驗
第五章 生物分離工藝實驗
附錄
參考文獻