《發酵工程》是一本系統介紹發酵工程基礎理論和技術的教材，它以發酵工程為主線，緊密聯系生產實踐，突出了系統性、前沿性、科學性和實踐性等特色。全書四篇共分33章，分別為發酵反應過程原理篇、產物分離和純化過程篇、發酵工程生產設備篇、典型發酵工程過程篇，內容主要包括菌種的選育、微生物代謝調節、發酵工藝控制、產物分離和純化、發酵生產設備、典型發酵工程過程等。參與編寫者在教學與生產實踐上均有較為豐富的經驗。通過本教材的學習，可使學生全面掌握發酵工程的原理與應用，熟悉現代發酵工業的發展方向，為學生今后從事與發酵工業相關的生產、研究和開發打下良好的理論與技術基礎。
《發酵工程》既可作為高校生物工程、生物技術、生物化工、發酵工程、生物制藥、食品科學與工程及環境工程等專業本科生、研究生的教材或教學參考書，又可作為相關企業技術人員的培訓教材，對從事醫藥、食品、酶制劑、有機酸、溶劑等微生物發酵生產領域的生產、管理、研究和開發的科技人員也有一定的參考價值。
《發酵工程》是一本系統介紹發酵工程基礎理論和技術的教材，它以發酵工程為主線，緊密聯系生產實踐，通過本書的學習，使學生全面掌握發酵工程的原理與應用，熟悉現代發酵工業的發展方向，為學生今后從事與發酵工業相關的生產、研究和開發打下良好的理論與技術基礎。本書共33章，全書由楊生玉和張建新統稿。本書既可作為高等院校生物工程、生物技術、生物化工、發酵工程、生物制藥、食品科學與工程及環境工程等專業本科生、研究生的教材或教學參考書，又可作為相關企業技術工人的培訓教材，對從事醫藥、食品、酶制劑、有機酸、溶劑等微生物發酵生產領域的生產、管理、研究和開發的科技人員也有一定的參考價值。
前言
第1章 概論
1.1 發酵工程的發展簡史
1.1.1 傳統生物技術的追溯
1.1.2 發酵技術發展的第一轉折時期
1.1.3 發酵技術發展的第二轉折時期
1.1.4 發酵技術發展的第三轉折時期
1.1.5 發酵技術發展的第四轉折時期
1.2 發酵工業的特征
1.3 發酵工業的應用范疇
1.3.1 微生物菌體發酵
1.3.2 微生物酶發酵
1.3.3 微生物代謝產物發酵
1.3.4 微生物轉化發酵
1.3.5 現代生物技術的生物細胞發酵 前言
第1章 概論
1.1 發酵工程的發展簡史
1.1.1 傳統生物技術的追溯
1.1.2 發酵技術發展的第一轉折時期
1.1.3 發酵技術發展的第二轉折時期
1.1.4 發酵技術發展的第三轉折時期
1.1.5 發酵技術發展的第四轉折時期
1.2 發酵工業的特征
1.3 發酵工業的應用范疇
1.3.1 微生物菌體發酵
1.3.2 微生物酶發酵
1.3.3 微生物代謝產物發酵
1.3.4 微生物轉化發酵
1.3.5 現代生物技術的生物細胞發酵
1.3.6 微生物處理廢水
1.3.7 其他
1.4 發酵工程在生物工程中的位置
1.5 現代發酵工程的意義和展望
本章小結
復習題
主要參考文獻
第一篇 發酵反應過程原理篇
第2章 菌種的來源
2.1 生物物質產生菌的篩選
2.1.1 生物活性物質的主要來源
2.1.2 標本的采集
2.1.3 樣本的預處理
2.2 菌種的分離
2.2.1 集菌培養
2.2.2 純化分離
2.2.3 純培養的驗證
2.3 工業微生物分離的注意事項
本章小結
復習題
主要參考文獻
第3章 菌種的選育及保藏
3.1 自然選育
3.1.1 自然變異的產生
3.1.2 自然選育的方法
3.2 誘變育種
3.2.1 誘變育種的原理及誘變劑
3.2.2 誘變育種的步驟
3.2.3 影響誘變效果的主要因素
3.3 雜交育種
3.3.1 準性生殖
3.3.2 接合
3.3.3 原生質體融合
3.4 代謝控制育種
3.5 基因工程育種
3.5.1 目的基因的獲得
3.5.2 載體的選擇與準備
3.5.3 基因與載體的連接
3.5.4 外源基因的導入
3.5.5 重組體的篩選和產物的表達
3.6 微生物菌種的保藏與復壯
3.6.1 菌種保藏
3.6.2 菌種的復壯
3.6.3 菌種保藏機構和分工
本章小結
復習題
主要參考文獻
第4章 微生物代謝調節
4.1 微生物的代謝類型和自我調節
4.1.1 微生物的代謝類型
4.1.2 微生物自我調節的部位
4.2 酶活性調節
4.2.1 酶的激活作用與抑制作用
4.2.2 酶活性調節的機制
4.3 酶合成調節
4.3.1 酶合成的誘導作用
4.3.2 酶合成的阻遏
4.3.3 酶合成調節的機制
4.4 分支生物合成途徑的調節
4.4.1 同工酶調節
4.4.2 協同反饋調節
4.4.3 累積反饋調節
4.4.4 增效反饋調節
4.4.5 順序反饋調節
4.4.6 聯合激活或反饋調節
4.4.7 酶的共價修飾
4.5 能荷調節
4.6 代謝調控
4.6.1 發酵條件的控制
4.6.2 發酵與分離過程耦合
4.6.3 改變細胞透性
4.6.4 菌種遺傳特性的改變
4.7 次級代謝與次級代謝調節
4.7.1 初級代謝與次級代謝
4.7.2 次級代謝的調節類型
4.8 代謝工程
4.8.1 改變代謝途徑
4.8.2 擴展代謝途徑
4.8.3 轉移或構建新的代謝途徑
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復習題
主要參考文獻
第5章 發酵工業培養基的設計
5.1 發酵工業培養基的基本要求
5.2 培養基的成分
5.2.1 碳源
5.2.2 氮源
5.2.3 無機鹽及微量元素
5.2.4 水
5.2.5 生長調節物質
5.3 培養基的類型
5.3.1 按純度分類
5.3.2 按形態分類
5.3.3 按用途分類
5.4 培養基的設計
5.4.1 菌體同化能力
5.4.2 碳氮比
5.4.3 pH
5.4.4 補料
5.4.5 影響培養基質量的其他因素
5.5 發酵培養基的優化方法
5.5.1 理論轉化率的計算
5.5.2 培養基優化實驗設計
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復習題
主要參考文獻
第6章 發酵滅菌與空氣的凈化
6.1 滅菌的方法
6.1.1 干熱滅菌法
6.1.2 濕熱滅菌法
6.1.3 射線滅菌法
6.1.4 化學藥劑滅菌法
6.1.5 過濾除菌法
6.1.6 火焰滅菌法
6.2 培養基和設備的滅菌
6.2.1 濕熱滅菌的原理
6.2.2 培養基滅菌溫度的選擇
6.2.3 培養基的分批滅菌
6.2.4 培養基的連續滅菌
6.3 空氣除菌
6.3.1 空氣除菌方法
6.3.2 介質除菌的原理
6.3.3 介質過濾效率和過濾器計算
本章小結
復習題
主要參考文獻
第7章 種子擴大培養
7.1 種子制備工藝
7.1.1 實驗室種子制備
7.1.2 生產車間種子制備
7.1.3 影響種子質量的因素
7.2 種子質量的控制措施
7.2.1 種子質量標準
7.2.2 種子質量檢查
7.2.3 種子的異常分析
7.2.4 種子質量的控制措施
本章小結
復習題
主要參考文獻
第8章 發酵工藝控制
8.1 溫度對發酵的影響及其調節控制
8.1.1 溫度對發酵的影響
8.1.2 影響發酵溫度的因素
8.1.3 發酵熱的測定
8.1.4 最適溫度的選擇與發酵溫度的控制
8.2 pH對發酵的影響及其調節控制
8.2.1 pH對發酵的影響
8.2.2 影響發酵pH的因素
8.2.3 最適pH的選擇和調節
8.3 氧對發酵的影響及其調節控制
8.3.1 氧的傳遞和傳質方程式
8.3.2 影響微生物對氧需求的因素
8.3.3 培養基的流變特性
8.3.4 影響供氧的因素
8.3.5 液相體積氧傳質系數KLa的測定
8.4 二氧化碳對發酵的影響及其控制
8.4.1 二氧化碳的來源及其對發酵的影響
8.4.2 二氧化碳濃度的控制
8.5 泡沫對發酵的影響及其控制
8.5.1 泡沫產生的原因
8.5.2 泡沫對發酵的危害
8.5.3 泡沫的消長規律
8.5.4 泡沫的消除和防止
本章小結
復習題
主要參考文獻
第9章 發酵過程的檢測與自控
9.1 發酵過程檢測
9.1.1 概述
9.1.2 發酵傳感器
9.1.3 發酵過程檢測的可靠性
9.2 發酵過程變量的間接估計
9.2.1 與基質消耗有關變量的估計
9.2.2 與呼吸有關變量的估計
9.2.3 與細胞生長有關變量的估計
9.3 發酵過程自控
9.3.1 基本自控系統
9.3.2 發酵自控系統的硬件結構
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復習題
主要參考文獻
第10章 發酵染菌及其防治
10.1 染菌對發酵的影響
10.1.1 染菌對不同發酵過程的影響
10.1.2 染菌時間對發酵的影響
10.1.3 染菌程度對發酵的影響
10.2 發酵異常的判斷及原因分析
10.2.1 種子培養和發酵的異�，F象
10.2.2 染菌的檢查和判斷
10.2.3 發酵染菌原因分析
10.3 雜菌污染的途徑和防治
10.3.1 種子帶菌及其防治
10.3.2 空氣帶菌及其防治
10.3.3 操作失誤導致染菌及其防治
10.3.4 設備滲漏或“死角”造成的染菌及其防治
10.3.5 噬菌體污染及其防治
10.3.6 雜菌污染的挽救與處理
本章小結
復習題
主要參考文獻
第11章 發酵動力學
11.1 分批培養動力學
11.1.1 分批培養中細胞的生長動力學
11.1.2 產物合成與微生物生長的動力學關系
11.1.3 分批培養過程的生產率
11.2 連續培養動力學
11.2.1 連續培養設備
11.2.2 單級恒化器連續培養動力學
11.2.3 多級串聯和部分菌體再循環的連續培養
11.2.4 連續培養的應用
11.3 補料分批培養動力學
本章小結
復習題
主要參考文獻
第12章 發酵過程經濟學
12.1 發酵成本的構成
12.1.1 固定成本
12.1.2 可變成本
12.1.3 發酵產品成本的分布
12.2 影響發酵成本的主要因素及成本控制
12.2.1 菌株選育
12.2.2 培養基成本
12.2.3 動力成本
12.2.4 培養方式
12.2.5 工廠規模
12.2.6 產物分離純化
12.2.7 發酵自動化程度
12.2.8 發酵過程優化
12.2.9 市場經濟分析
12.3 發酵過程經濟分析
12.3.1 發酵過程的技術經濟評價指標
12.3.2 發酵過程的經濟效益分析
本章小結
復習題
主要參考文獻
第13章 現代生物技術在發酵工業中的應用
13.1 基因工程菌發酵
13.1.1 基因工程菌的來源和應用
13.1.2 基因工程菌的培養
13.1.3 基因工程菌的不穩定性及對策
13.1.4 基因工程菌的安全問題
13.2 動植物細胞培養
13.2.1 動物細胞培養
13.2.2 植物細胞培養
13.3 固定化細胞發酵
13.3.1 概述
13.3.2 固定化細胞的特性
13.3.3 固定化細胞反應器
13.3.4 固定化細胞的應用
本章小結
復習題
主要參考文獻
第二篇 產物分離和純化過程篇
第14章 發酵工程下游加工工程概論
14.1 發酵工程下游加工工程的特點和重要性
14.2 發酵工程下游加工工程的基本原理
14.3 發酵工程下游加工工程的一般程序
本章小結
復習題
主要參考文獻
第15章 發酵液的預處理和固液分離方法
15.1 發酵液預處理
15.1.1 高價無機離子的去除
15.1.2 可溶性雜蛋白的去除
15.1.3 色素及其他物質的去除
15.2 固液分離技術
15.2.1 影響發酵液固液分離的因素
15.2.2 過濾
15.2.3 離心分離
15.3 全發酵液的提取
15.3.1 應用膜技術進行全發酵液提取
15.3.2 雙水相萃取
15.3.3 吸附法
15.4 微生物細胞的破碎和分離
15.4.1 微生物細胞壁的組成和結構
15.4.2 微生物細胞破碎的方法
15.4.3 細胞破碎率的測定
本章小結
復習題
主要參考文獻
第16章 沉淀法
16.1 鹽析法
16.1.1 鹽析原理——Cohn方程式
16.1.2 影響鹽析的主要因素
16.2 等電點沉淀訂法
16.2.1 基本原理
16.2.2 等電點沉淀的影響因素
16.3 有機溶劑沉淀法
16.3.1 有機溶劑沉淀的原理
16.3.2 有機溶劑的選擇和用量計算
16.3.3 影響有機溶劑沉淀的因素
16.4 非離子型多聚物沉淀法
16.5 聚電解質沉淀法
16.6 金屬離子沉淀法
本章小結
復習題
主要參考文獻
第17章 膜過濾法
17.1 膜分類和表征膜性能的參數
17.1.1 膜分類
17.1.2 表征膜性能的參數
17.2 膜過濾裝置的型式及適用范圍
17.2.1 膜過濾裝置的型式
17.2.2 膜過濾裝置適用范圍
17.3 膜過濾的操作方法
17.3.1 分批操作
17.3.2 透析過濾
17.3.3 連續操作
本章小結
復習題
主要參考文獻
第18章 溶劑萃取法
18.1 溶劑萃取原理
18.1.1 分配定律
18.1.2 弱電解質萃取的分配平衡
18.2 溶劑的選擇
18.3 水相條件的影響及去乳化
18.3.1 pH
18.3.2 溫度
18.3.3 鹽析
18.3.4 帶溶劑
18.3.5 乳化與去乳化
18.4 萃取方法和理論得率計算
18.4.1 單級萃取
18.4.2 多級錯流萃取
18.4.3 多級逆流萃取
18.4.4 萃取計算諾模圖
本章小結
復習題
主要參考文獻
第19章 雙水相萃取法
19.1 雙水相體系
19.1.1 雙水相的形成
19.1.2 相圖
19.2 影響物質分配的因素
19.2.1 分配理論
19.2.2 成相聚合物及其相對分子質量的影響
19.2.3 成相聚合物濃度的影響
19.2.4 體系中離子環境對分配的影響
19.2.5 體系中pH的影響
19.2.6 體系中溫度的影響
19.2.7 體系中微生物的影響
19.3 雙水相萃取技術的應用
19.4 雙水相萃取技術的發展
19.4.1 提高分離效率的雙水相萃取技術
19.4.2 廉價雙水相系統的使用
本章小結
復習題
主要參考文獻
第20章 吸附法
20.1 吸附過程的理論基礎
20.1.1 基本概念
20.1.2 吸附類型
20.1.3 吸附平衡
20.2 吸附劑的種類
20.2.1 疏水或非極性吸附劑
20.2.2 親水或極性吸附劑
20.2.3 吸附樹脂
20.3 影響吸附的因素
20.3.1 吸附劑的性質
20.3.2 吸附物的性質
20.3.3 溶液pH的影響
20.3.4 溫度的影響
20.3.5 溶液中其他溶質的影響
20.4 大網格聚合物吸附劑
20.5 其他類型的吸附
20.5.1 疏水作用吸附
20.5.2 鹽析吸附
20.5.3 親和吸附
20.5.4 染料配位體吸附
20.5.5 免疫吸附
20.5.6 羥基磷灰石吸附
本章小結
復習題
主要參考文獻
第21章 離子交換法
21.1 基本概念
21.1.1 強酸性陽離子交換樹脂
21.1.2 弱酸性陽離子交換樹脂
21.1.3 強堿性陰離子交換樹脂
21.1.4 弱堿性陰離子交換樹脂
21.2 離子交換樹脂的命名法
21.3 離子交換樹脂的物理化學性能及測定方法
21.3.1 物理性能
21.3.2 化學性能
21.4 離子交換過程的理論基礎
21.4.1 離子交換平衡方程式
21.4.2 離子交換速度
21.5 樹脂的選擇和操作條件控制
21.5.1 樹脂的選擇
21.5.2 操作條件的控制
21.6 大網格離子交換樹脂
本章小結
復習題
主要參考文獻
第22章 色層分離法
22.1 基本概念
22.2 親和層析
22.3 離子交換層析
22.4 凝膠層析
22.5 染料層析
22.6 疏水層析
22.7 固定化金屬離子親和層析
22.8 共價層析
22.9 羥基磷灰石層析
22.10 電泳法
本章小結
復習題
主要參考文獻
第23章 結晶法
23.1 結晶的基本原理
23.2 影響結晶生成的因素
23.2.1 過飽和率
23.2.2 濃度
23.2.3 純度
23.2.4 黏度
23.2.5 溫度
23.2.6 pH和等電點
23.2.7 時間
23.2.8 晶種
23.2.9 攪拌
23.2.10 循環流速
23.2.11 共存雜質的影響
23.3 提高晶體質量的途徑
23.3.1 晶體的大小
23.3.2 晶體的形狀
23.3.3 晶體的純度
23.3.4 晶體的結塊
23.3.5 重結晶
23.4 結晶的方法
23.4.1 蒸發濃縮結晶法
23.4.2 加沉淀劑結晶法
23.4.3 冷卻結晶法
23.4.4 其他結晶方法
本章小結
復習題
主要參考文獻
第三篇 發酵工程生產設備篇
第24章 發酵設備
24.1 發酵設備類型及發展趨勢
24.1.1 發酵設備的分類
24.1.2 微生物發酵設備的發展趨勢
24.2 通風發酵設備
24.2.1 機械攪拌通風發酵罐
24.2.2 氣升式發酵罐
24.2.3 自吸式發酵罐
24.2.4 通風固相發酵設備
24.2.5 其他類型的發酵罐
24.3 厭氧發酵設備
24.3.1 酒精發酵設備
24.3.2 啤酒發酵設備
24.4 發酵罐的放大
24.4.1 發酵罐放大的目的和方法
24.4.2 通用式發酵罐的放大設計
本章小結
復習題
主要參考文獻
第25章 產物分離和純化設備
25.1 兩相分離設備
25.1.1 過濾設備
25.1.2 離心分離設備
25.1.3 膜分離設備
25.2 萃取與色譜分離設備
25.2.1 萃取分離設備
25.2.2 離子交換分離設備
25.2.3 吸附分離設備
25.2.4 色譜分離設備
25.3 蒸發濃縮與結晶設備
25.3.1 真空濃縮設備
25.3.2 薄膜蒸發器設備
25.3.3 結晶設備
25.4 干燥設備
25.4.1 氣流干燥設備
25.4.2 沸騰干燥設備
25.4.3 噴霧干燥設備
本章小結
復習題
主要參考文獻
第26章 輔助系統設備
26.1 空氣凈化除菌與調節設備
26.1.1 空氣凈化除菌與調節設備
26.1.2 生物工業生產的空氣調節
26.2 物料輸送系統設備
26.2.1 固體物料的輸送設備
26.2.2 液體物料的輸送設備
26.3 供水與制冷系統設備
26.3.1 水處理系統設備
26.3.2 供水系統設備
26.3.3 發酵工廠潔凈蒸汽與制冷系統設備
本章小結
復習題
主要參考文獻
第四篇 典型發酵工程過程篇
第27章 抗生素生產工藝
27.1 抗生素的分類
27.1.1 根據抗生素的生物來源分類
27.1.2 根據抗生素的作用分類
27.1.3 根據抗生素的化學結構分類
27.1.4 根據抗生素的作用機制分類
27.1.5 根據抗生素的生物合成途徑分類
27.2 抗生素生產工藝過程
27.2.1 菌種
27.2.2 孢子制備
27.2.3 種子制備
27.2.4 發酵
27.2.5 發酵液的過濾與預處理
27.2.6 抗生素的提取
27.2.7 抗生素的精制
27.3 青霉素生產工藝
27.3.1 青霉素的結構與特性
27.3.2 青霉素的分類
27.3.3 青霉素生產流程
本章小結
復習題
主要參考文獻
第28章 氨基酸生產工藝
28.1 氨基酸生產工藝控制
28.1.1 菌種
28.1.2 培養基
28.1.3 發酵條件控制
28.1.4 氨基酸分離純化
28.2 賴氨酸生產工藝
28.2.1 賴氨酸的生產菌種與生物合成途徑
28.2.2 賴氨酸的發酵條件控制
28.3 異亮氨酸、亮氨酸生產工藝
28.3.1 異亮氨酸、亮氨酸和纈氨酸的生物合成途徑
28.3.2 異亮氨酸發酵
28.3.3 亮氨酸發酵
本章小結
復習題
主要參考文獻
第29章 核苷、核苷酸類產品的發酵生產
29.1 概述
29.1.1 核苷酸的生產途徑
29.1.2 核苷酸類物質生產菌的分離和選擇
29.2 肌苷及肌苷酸的發酵生產
29.2.1 肌苷的發酵生產
29.2.2 肌苷酸的發酵生產
29.3 鳥苷及鳥苷酸的發酵生產
29.3.1 鳥苷的發酵生產
29.3.2 鳥苷酸的發酵生產
本章小結
復習題
主要參考文獻
第30章 酶制劑的發酵生產
30.1 概述
30.1.1 酶制劑發展概況
30.1.2 酶制劑的生產方法
30.2 α-淀粉酶的發酵生產
30.2.1 生產工藝流程
30.2.2 發酵生產
30.2.3 提取
30.3 脂肪酶的發酵生產
30.3.1 菌種
30.3.2 發酵生產
30.3.3 提取
30.4 蛋白酶的發酵生產
30.4.1 菌種
30.4.2 發酵生產
30.4.3 提取
30.5 纖維素酶的發酵生產
30.5.1 菌種
30.5.2 發酵與提取
本章小結
復習題
主要參考文獻
第31章 甾體類化合物的微生物轉化工藝
31.1 微生物轉化的反應類型
31.1.1 氧化反應
31.1.2 還原反應
31.1.3 水解反應
31.2 微生物轉化工藝
31.2.1 生產工藝流程
31.2.2 轉化反應工藝控制
31.3 犁頭霉菌的11β-羥化反應工藝
31.3.1 反應原理
31.3.2 工藝過程
本章小結
復習題
主要參考文獻
第32章 有機酸類產品的發酵生產
32.1 概述
32.2 檸檬酸的發酵生產
32.2.1 檸檬酸發酵菌種
32.2.2 檸檬酸的合成途徑
32.2.3 檸檬酸的生產工藝
32.3 乳酸的發酵生產
32.3.1 乳酸發酵菌種
32.3.2 乳酸的合成途徑
32.3.3 乳酸的生產工藝
32.4 其他有機酸的發酵生產
32.4.1 蘋果酸發酵生產
32.4.2 丙酮酸發酵生產
32.4.3 琥珀酸發酵生產
32.4.4 曲酸發酵生產
32.4.5 丙酸發酵生產
本章小結
復習題
主要參考文獻
第33章 醇酮類產品的發酵生產
33.1 甘油的發酵生產
33.1.1 發酵法生產甘油的工藝
33.1.2 甘油的提取
33.2 丙酮丁醇的發酵生產
33.2.1 菌種
33.2.2 發酵工藝
33.3 乙醇的發酵生產
33.3.1 概述
33.3.2 乙醇的發酵工藝
33.3.3 乙醇蒸餾與精餾
本章小結
復習題
主要參考文獻
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