基本信息
發酵工程原理與技術
所屬類別
教材 >> 本科 >> 本科生物
作者：陳堅、堵國成 主編
出版日期：2012年5月 書號：978-7-122-13297-0
開本：16 裝幀：平 版次：1版1次 頁數：319頁
內容簡介
本書共分為八章，第一章主要介紹了發酵工程的類型、特點、關鍵技術、現狀以及發展趨勢。第二章主要闡述了誘變育種技術、微生物生理學、基因工程與代謝工程以及系統生物學與合成生物學在工業微生物菌種選育方面的套用。第三、四章分別介紹了發酵培養基的製備原理與技術以及無菌空氣的製備工藝及設備。第五章介紹了培養條件對發酵過程的影響、發酵動力學以及發酵罐設備。
目錄
第一章緒論1
第一節發酵工程發展史和相關學科1
一、發酵工程的定義1
二、發酵工程發展史及相關學科1
第二節發酵工程類型與發酵過程特點4
一、發酵工程類型4
二、發酵過程特點5
第三節發酵工藝過程和關鍵技術5
一、發酵工藝過程5
二、發酵工程關鍵技術6
第四節發酵工業產品和現狀7
一、發酵工業產品7
二、發酵工業現狀7
第五節發酵工程發展趨勢8
一、技術領域的擴展趨勢10
二、套用領域的擴展趨勢11
第二章微生物菌種製備原理與技術13
第一節發酵工業微生物菌種13
一、概述13
二、發酵工業常用微生物種類13
三、發酵工業微生物的基本要求16
四、菌種的製備原理與方法16
五、適應性進化18
六、菌種的保藏19
第二節發酵微生物生理學21
一、概述21
二、微生物的遺傳與繁殖21
三、底物的吸收與轉運22
四、微生物的代謝與調控23
五、底物、中間產物、終產物與其他脅迫
條件下的回響和耐受25
第三節微生物誘變育種27
一、概述27
二、誘變技術28
三、誘變育種的篩選策略31
四、代謝控制育種32
五、高通量篩選技術33
第四節微生物原生質體育種與基因組改組育種34
一、概述34
二、微生物原生質體再生育種35
三、微生物原生質體誘變育種37
四、微生物原生質體轉化育種38
五、微生物原生質體融合育種38
六、基因組改組育種40
第五節發酵微生物的基因工程與代謝工程育種42
一、概述42
二、發酵微生物的基因工程育種42
三、代謝工程育種45
四、基因工程菌的發酵特性47
五、基因工程菌的安全性49
第六節工業微生物的系統生物學與合成生物學49
一、概述49
二、組學技術及其在發酵工程中的套用50
三、系統生物學技術和基於系統生物學的菌種改造53
四、合成生物學及其在發酵工程中的套用53
第三章發酵培養基的製備與滅菌56
第一節發酵工業原料56
一、發酵工業原料的種類及其組成56
二、發酵工業原料的選擇原則62
三、生物合成的前體物質、抑制劑、
促進劑63
四、原料預處理的目的64
五、原料預處理的方法65
第二節發酵培養基的設計67
一、發酵培養基設計的目的67
二、發酵培養基設計的基本原則69
三、發酵培養基設計的方法69
四、發酵培養基的最佳化70
第三節澱粉質原料的加工方法與設備70
一、澱粉水解的理論基礎70
二、澱粉的液化方法與設備71
三、澱粉的糖化方法與設備72
四、不同發酵產品對澱粉質原料處理的要求73
第四節纖維質原料的加工方法75
一、酸水解75
二、酶水解77
第五節培養基及設備的滅菌79
一、培養基滅菌的目的、要求和方法79
二、濕熱滅菌的理論基礎81
三、培養基滅菌的工程設計83
第四章無菌空氣的製備85
第一節無菌空氣製備的概述85
一、空氣和無菌空氣85
二、空氣除菌的方法86
第二節空氣介質過濾除菌的原理87
一、捕集效率87
二、空氣過濾器除菌機制88
三、對數穿透定律91
四、微濾91
第三節介質過濾製備無菌空氣的工藝和過濾器91
一、介質過濾製備無菌空氣的工藝流程91
二、介質過濾的空氣過濾器93
第五章培養條件、操作方式與發酵罐設計97
第一節培養條件對發酵過程的影響97
一、培養基97
二、溫度100
三、pH103
四、供氧對發酵過程的影響105
五、代謝產物及其他106
第二節發酵動力學112
一、發酵過程動力學分類112
二、發酵過程中的質量和能量平衡119
三、發酵過程動力學125
第三節發酵罐設備140
一、反應器的分類140
二、反應器的設計目標和原則141
三、機械攪拌通風發酵罐146
四、氣升式發酵罐154
五、固態發酵罐156
第六章發酵過程最佳化與放大158
第一節概述158
一、發酵過程最佳化的基本特徵158
二、發酵過程最佳化的主要內容及步驟159
第二節微生物培養環境的最佳化161
一、微生物的營養需求161
二、微生物的環境條件167
三、培養環境最佳化的正交試驗和回響面最佳化技術168
第三節基於發酵過程動力學模型的最佳化技術175
一、基於動力學模型的發酵過程最佳化的基本特徵175
二、基於動力學模型的發酵過程最佳化的一般步驟175
第四節分階段發酵最佳化技術175
一、分階段最佳化技術的一般原理與步驟175
二、溫度兩階段控制技術175
三、pH兩階段控制技術178
四、溶氧兩階段控制技術181
第五節基因工程菌的發酵最佳化182
一、基因工程菌發酵過程存在的問題183
二、基因工程菌發酵過程最佳化研究184
三、高密度培養技術在基因工程菌發酵過程最佳化中的套用186
第六節發酵過程放大188
一、發酵過程放大原理、原則與步驟188
二、發酵過程放大方法190
三、基於計算流體力學的發酵過程放大技術191
第七章發酵過程監測與控制205
第一節概述205
一、發酵過程控制特性205
二、發酵過程主要檢測參數205
三、發酵過程常用感測器207
第二節發酵過程主要狀態參數的監測與控制207
一、發酵過程中溫度的檢測與控制207
二、發酵過程中pH的檢測與控制210
三、發酵過程中溶氧的檢測與控制214
四、發酵過程中泡沫的產生和消除217
五、發酵過程中CO2的濃度和呼吸商的檢測218
六、發酵過程中細胞濃度、產物濃度和底物濃度的檢測220
第三節發酵過程先進的控制技術225
一、基於人工神經網路的發酵過程模式識別與控制225
二、基於代謝網路模型的發酵過程線上控制232
第四節發酵染菌及其防治技術233
一、染菌對發酵的影響234
二、發酵染菌的分析235
三、雜菌污染的途徑和防治237
四、故障診斷技術240
第五節發酵過程的計算機接口技術247
一、發酵過程的計算機控制原理247
二、發酵過程的計算機控制功能分析249
三、集散控制系統及接口技術249
第八章發酵液預處理及發酵產物提取與精製271
第一節概論271
一、下游加工過程在發酵工程中的地位271
二、發酵下游加工過程的特點271
三、分離過程的機理與分離操作272
四、發酵工業下游技術的一般工藝過程272
第二節發酵液的預處理和固液分離274
一、發酵液的預處理目的和要求274
二、發酵液固液分離技術與設備276
三、微生物細胞的破碎283
第三節沉澱技術289
一、沉澱的原理與目的289
二、沉澱方法種類及要求291
三、沉澱技術套用296
第四節吸附技術297
一、吸附法的原理與目的297
二、吸附法的優缺點298
三、吸附劑的基本要求和種類298
四、吸附基本理論及影響吸附過程的因素300
第五節色譜技術303
一、概述303
二、色譜法基本原理303
第六節膜分離技術309
一、膜分離方法的分類309
二、表征膜性能的參數311
三、膜分離設備313
四、膜分離過程的操作特性和影響因素316
五、膜分離過程在發酵工業中的套用317
參考文獻320
