《微生物工程工藝原理（第3版）/普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材》第一被輕工總會(huì)全國(guó)高校發(fā)酵工程專業(yè)教材委員會(huì)評(píng)定為全國(guó)高校發(fā)酵工程、生物工程專業(yè)通用教材，第二被評(píng)為普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材。《普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材：微生物工程工藝原理（第3版）》將發(fā)酵工程工藝學(xué)的各種共性理論按單元操作歸納成一個(gè)嶄新體系，系統(tǒng)地介紹了微生物工程工藝原理和發(fā)酵生產(chǎn)技術(shù)。全書(shū)共五篇（十六章），主要內(nèi)容包括微生物工業(yè)菌種與培養(yǎng)基、微生物發(fā)酵機(jī)制、發(fā)酵工藝過(guò)程控制、發(fā)酵產(chǎn)物的提取與精制、微生物工程相關(guān)的技術(shù)與經(jīng)濟(jì)學(xué)等。
《微生物工程工藝原理（第3版）/普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材》適合于高等院校生物、發(fā)酵、食品等專業(yè)的師生以及科研、設(shè)計(jì)部門和生產(chǎn)企業(yè)的工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)參考使用。
《微生物工程工藝原理》原是一本供華南理工大學(xué)生物化工專業(yè)試用，并供從事微生物工業(yè)生產(chǎn)的科研人員參考的材料，自1980年使用以來(lái)，已有15年，反映較好。編者根據(jù)當(dāng)前這門學(xué)科的發(fā)展對(duì)原材料進(jìn)行了改編，并被輕工總會(huì)全國(guó)高校發(fā)酵工程專業(yè)教材委員會(huì)評(píng)定為全國(guó)高校發(fā)酵工程、生物工程專業(yè)通用教材。
本書(shū)根據(jù)發(fā)酵工程專業(yè)課程體系改革的精神，將各種工藝學(xué)的共性理論按單元操作歸納組成新體系，系統(tǒng)地介紹了微生物工程的工藝原理和生產(chǎn)技術(shù)。全書(shū)共有六篇（二十章），主要內(nèi)容包括緒論、微生物工業(yè)菌種與培養(yǎng)基、發(fā)酵機(jī)制、發(fā)酵工藝過(guò)程的控制、工業(yè)發(fā)酵染菌的防治和滅菌、發(fā)酵產(chǎn)物的提取與精制以及與微生物工程相關(guān)的技術(shù)與經(jīng)濟(jì)學(xué)等內(nèi)容。
本書(shū)由姚汝華教授主編，云逢霖副教授參與編寫(xiě)。其中第二、第四篇為云逢霖副教授編寫(xiě)，其余各篇、章及緒論由姚汝華教授編寫(xiě)。在改編過(guò)程中，編者結(jié)合15年來(lái)微生物工業(yè)的理論和應(yīng)用的新進(jìn)展，對(duì)原試用教材進(jìn)行了修改，補(bǔ)充了新內(nèi)容，力求反映新的進(jìn)展。
本教材曾經(jīng)陳連就教授審閱并提供了許多寶貴意見(jiàn)，在此特表示衷心感謝和深切緬懷。
另外，蘇正定、梁杰和路福平等同志在協(xié)助本書(shū)的出版方面做了不少工作，在此也一并致以謝意。
由于編者水平所限，一定存在不足之處，懇切希望讀者提出寶貴意見(jiàn)，以便今后進(jìn)一步修正提高。
編者
緒論
一、微生物工程的特征
二、微生物工程發(fā)展史
三、微生物工業(yè)的范圍
四、國(guó)內(nèi)外微生物工業(yè)概況及其發(fā)展趨勢(shì)
五、“微生物工程工藝原理”課程的任務(wù)與內(nèi)容
第一篇 微生物工業(yè)菌種與培養(yǎng)基
第一章 菌種與種子擴(kuò)大培養(yǎng)
第一節(jié) 微生物工業(yè)用菌種
一、微生物工業(yè)對(duì)菌種的要求
二、工業(yè)上常用的微生物
三、菌種保藏
四、菌種選育
五、防止菌種退化的措施
第二節(jié) 種子擴(kuò)大培養(yǎng)
一、種子擴(kuò)大培養(yǎng)的任務(wù)
二、工業(yè)微生物的培養(yǎng)類型
三、影響種子質(zhì)量的主要因素
……
第二章 培養(yǎng)基的制備與滅菌
第二篇 微生物發(fā)酵機(jī)制
第三章 糖嫌氣性發(fā)酵產(chǎn)物積累機(jī)制
第四章 檸檬酸發(fā)酵機(jī)制
第五章 氨基酸發(fā)酵機(jī)制
第六章 核酸類物質(zhì)的發(fā)酵機(jī)制
第七章 抗生素的發(fā)酵機(jī)制
第三篇 發(fā)酵工藝過(guò)程控制
第八章 發(fā)酵動(dòng)力學(xué)
第九章 發(fā)酵供氧理論與控制
第十章 發(fā)酵過(guò)程控制
第十一章 工業(yè)發(fā)酵染菌的防治
第四篇 發(fā)酵產(chǎn)物的提取與精制
第十二章 發(fā)酵產(chǎn)物的提取與精制概論
第十三章 發(fā)酵產(chǎn)物的提取與精制技術(shù)
第五篇 微生物工程相關(guān)的技術(shù)與經(jīng)濟(jì)學(xué)
第十四章 固定化技術(shù)
第十五章 廢水的生物處理法
第十六章 發(fā)酵經(jīng)濟(jì)學(xué)
參考文獻(xiàn)
緒論
一、微生物工程的特征
微生物工程是應(yīng)用微生物為工業(yè)大規(guī)模化生產(chǎn)服務(wù)的一門工程技術(shù)，它通過(guò)人為控制各項(xiàng)發(fā)酵條件，利用微生物的生長(zhǎng)和代謝活動(dòng)獲取人們所需要的物質(zhì)，或?yàn)槿祟愄峁┓⻊?wù)的技術(shù)過(guò)程。因此，微生物工程直接建立在微生物工業(yè)基礎(chǔ)上，并隨著微生物工業(yè)和化學(xué)工業(yè)的發(fā)展而快速發(fā)展。
微生物工程是生物學(xué)和化學(xué)工程相互交叉的學(xué)科，兩者最明顯的區(qū)別在于：發(fā)酵過(guò)程是極其復(fù)雜的生物化學(xué)反應(yīng)，且與微生物活細(xì)胞息息相關(guān)，代謝控制發(fā)酵技術(shù)是微生物工程的顯著特色。微生物工程的“上游”是培養(yǎng)和處理活的有機(jī)體，核心是優(yōu)良發(fā)酵菌株的篩選、鑒定、保藏和育種。其中空氣除菌、培養(yǎng)基滅菌等都是微生物工程所特有的。微生物工程的“中游”是從培養(yǎng)基原料到發(fā)酵結(jié)束，包括碳源、氮源、空氣、水等原料的預(yù)處理、菌種的擴(kuò)大培養(yǎng)、發(fā)酵方法、發(fā)酵過(guò)程控制等，核心是發(fā)酵工藝控制。發(fā)酵的好壞是整個(gè)微生物工業(yè)生產(chǎn)的關(guān)鍵，而良好發(fā)酵是建立在優(yōu)良菌種、培養(yǎng)基優(yōu)化組成和發(fā)酵工藝過(guò)程控制技術(shù)上，特別是良好的發(fā)酵工藝控制不但可以節(jié)省勞動(dòng)力、提高原料利用率與產(chǎn)物得率、改善管理，而且隨著自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展，能夠用自動(dòng)儀表跟蹤并記錄發(fā)酵全過(guò)程，這對(duì)于發(fā)酵機(jī)制的了解具有極大的幫助。其中，溫度、pH值、溶解氧、細(xì)胞對(duì)氧的攝取、二氧化碳的溶解壓力、流量、基質(zhì)濃度變化、消泡等基本參數(shù)的測(cè)量與控制已經(jīng)應(yīng)用到微生物發(fā)酵工業(yè)中。這些測(cè)控儀器的應(yīng)用使發(fā)酵工藝過(guò)程控制更加精確、可靠。
微生物工程的“下游”是目的產(chǎn)物的提取純化，以及發(fā)酵副產(chǎn)品的綜合利用。這些后處理也非常重要，因?yàn)楫a(chǎn)物提取純化成本通常占生產(chǎn)成本的50％以上，而且發(fā)酵工業(yè)經(jīng)常出現(xiàn)目的產(chǎn)物的發(fā)酵產(chǎn)率很高，但由于后處理不當(dāng)而大大降低了產(chǎn)物總得率。發(fā)酵醪不僅含有固相、液相、氣相，還含有活細(xì)胞或菌絲體，它的流體力學(xué)性質(zhì)不服從牛頓力學(xué)規(guī)律，屬于非牛頓流體，需要針對(duì)發(fā)酵醪進(jìn)行特性研究。例如，發(fā)酵醪的粘度參數(shù)在發(fā)酵、提純等生產(chǎn)、科研設(shè)計(jì)方面的影響廣泛，涉及質(zhì)量傳遞、熱量傳遞、動(dòng)量傳遞等問(wèn)題，發(fā)酵醪中氧的溶解、傳遞，營(yíng)養(yǎng)成分的擴(kuò)散，代謝十產(chǎn)物的提取與精制，培養(yǎng)基的滅菌以及發(fā)酵醪的冷卻、輸送，連續(xù)生產(chǎn)流程的建立等都與發(fā)酵醪的特性密切相關(guān)。因此，微生物工程研究的內(nèi)容包括從投入原料到獲得最終產(chǎn)品的整個(gè)過(guò)程，并分析和解決相應(yīng)的工藝設(shè)備問(wèn)題，將實(shí)驗(yàn)室和中試成果轉(zhuǎn)化到工業(yè)生產(chǎn)中。
微生物工程可分為發(fā)酵工程和提純工程，發(fā)酵工程包括菌種的選育、培養(yǎng)基的優(yōu)化與滅菌、發(fā)酵醪特性、發(fā)酵機(jī)理、發(fā)酵動(dòng)力學(xué)、空氣過(guò)濾除菌與氣體傳遞、發(fā)酵過(guò)程控制與自動(dòng)化等內(nèi)容。提純工程（稱為后處理）包括細(xì)胞分離與破碎、發(fā)酵醪的前處理、產(chǎn)品提取與精制（如萃取、層析、離子交換、結(jié)晶等單元操作）。
提取純化需要采用一定的工藝措施和適合的設(shè)備來(lái)與菌體、發(fā)酵產(chǎn)物的特點(diǎn)相適應(yīng)。例如，發(fā)酵醪中的菌體、殘?zhí)恰⒌鞍踪|(zhì)等物質(zhì)會(huì)導(dǎo)致過(guò)濾分離困難，通過(guò)調(diào)節(jié)pH值。
……
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