內容簡介
發酵過程最佳化原理與技術以獲得高產量、高底物轉化率和高生產強度相對統一為目標的發酵過程最佳化技術，是工業生物技術的關鍵核心。本書是作者在完成10多項國家科研項目的基礎上，選擇工業生物技術中具有代表性的微生物（細菌、放線菌、黴菌和酵母），代謝特徵、營養要求、培養條件和產品特性大相逕庭的工業生物技術產品為研究對象，綜合運用微生物反應計量學、生化反應和傳遞動力學、生物反應器工程以及代謝工程理論，從最佳化微生物自身基因型、調節胞內微環境和最佳化巨觀環境這三方面，針對發酵過程中微生物表現出的特殊生理狀態進行最佳化，發展了綜合考慮生物學、動力學和物理學現象的7種發酵過程最佳化技術。本書結合作者自身完成的和同行完成的研究實例，詳盡闡明了這些最佳化控制技術的基本原理和套用策略，為讀者開展相關研究提供分析問題和解決問題的思路與方法。
圖書目錄
第一章 緒論
第一節 發酵工程在工業生物技術系統中的地位及其研究內容
一、發酵工程處於工業生物技術體系的核心地位
二、發酵工程的研究內容
三、發酵過程最佳化的研究內容
第二節 發酵過程最佳化技術的研究與套用現狀
一、發酵過程最佳化是生物反應工程的研究前沿之一
二、基於微生物功能理解的發酵過程最佳化技術
三、高生產率和高細胞密度發酵
四、發酵過程建模與控制策略
參考文獻
第二章 基於微生物反應計量學的培養環境最佳化技術
第一節 微生物的營養與生理特性
一、微生物的營養需求與營養類型
二、營養物質進入細胞的方式
三、微生物代謝
第二節 微生物代謝體系與營養環境條件之間的關係
一、微生物對環境的適應
二、常用的培養環境最佳化方法
三、遺傳算法與人工神經網路用於培養環境的最佳化
第三節 營養與環境條件對光滑球擬酵母過量合成丙酮酸的影響
一、酵母粉質量濃度對丙酮酸發酵的影響
二、蛋白腖質量濃度對丙酮酸發酵的影響
三、豆餅水解液和無機氮源對丙酮酸發酵的影響
四、分批培養中供氧方式和培養基碳氮比對丙酮酸發酵的影響
五、葡萄糖流加培養中氮的供給對丙酮酸發酵的影響
六、關於培養基對丙酮酸發酵的影響需要考慮的問題
第四節 產朊假絲酵母發酵生產谷胱甘肽的營養及環境條件
一、碳源種類對谷胱甘肽發酵的影響
二、氮源種類對谷胱甘肽發酵的影響
三、混合無機氮源對谷胱甘肽發酵的影響
四、磷酸二氫鉀和硫酸鎂對谷胱甘肽發酵的影響
五、谷胱甘肽發酵的營養條件正交最佳化實驗
六、環境條件對谷胱甘肽發酵的影響
七、Cutilis WSH 02-08生產谷胱甘肽的搖瓶發酵過程
八、搖瓶分批補糖方式對谷胱甘肽發酵的影響
第五節 胺基酸與表面活性劑在谷胱甘肽過量合成中的作用
一、L-谷氨酸添加對谷胱甘肽發酵的影響
二、甘氨酸添加對谷胱甘肽發酵的影響
三、L-半胱氨酸在谷胱甘肽過量合成中的作用
四、表面活性劑對細胞生長的影響
五、低濃度離子型表面活性劑對谷胱甘肽合成的影響
六、高濃度離子型表面活性劑對谷胱甘肽胞外積累的影響
七、非離子型表面活性劑對谷胱甘肽合成的影響
第六節 調配維生素供給方式強化丙酮酸生產的過程功能
一、補加維生素對細胞生長和丙酮酸合成的影響
二、維生素濃度對細胞生長和丙酮酸合成的影響
三、維生素指數流加對細胞生長和丙酮酸合成的影響
四、分步指數流加維生素策略的提出
參考文獻
第三章 基於微生物代謝特性的分階段培養技術
第一節 發酵過程中微生物的代謝特性
一、微生物細胞的主要代謝途徑
二、微生物代謝調節的特性
三、基於微生物代謝特性的發酵過程控制與最佳化
第二節 透明質酸高效生產的攪拌與溶氧濃度控制策略
一、發酵體系的流變學特性與傳質性能
二、攪拌轉速對透明質酸發酵過程的影響
三、溶氧濃度對發酵生產透明質酸的影響
四、透明質酸發酵的攪拌與溶氧濃度控制策略
五、氧代謝途徑及其影響透明質酸合成的作用機制
第三節 谷氨醯胺轉胺酶分批發酵的pH及溫度控制策略
一、控制不同pH對發酵過程的影響
二、pH對細胞比生長速率及MTG比合成速率的影響
三、MTG發酵過程中pH值最佳化控制策略
四、不同溫度下的MTG分批發酵過程
五、溫度對細胞生長及產酶的影響
六、MTG分批發酵過程分階段溫度控制策略
第四節 丙酮酸分批發酵的供氧控制模式
一、丙酮酸分批發酵過程的溶氧變化情況
二、不同kLa下WSH?IP303發酵生產丙酮酸的動力學特徵
三、分階段供氧控制模式的提出和實驗驗證
參考文獻
第四章 基於反應動力學模型的最佳化技術
第一節 發酵過程中動力學模型概述
一、微生物生長的非結構動力學模型
二、微生物產物形成動力學模型
三、多底物動力學
……
第五章 基於代謝通量分析的最佳化技術
第六章 基於環境脅迫的最佳化技術
第七章 基於輔因子調控的最佳化技術
第八章 生物反應系統最佳化技術
參考文獻
