第一篇 生产菌种的选育、保藏及发酵准备（上游工程）

第1章 概论

1.1发展史

1.1.1纯培养技术（初期发酵技术）

1.1.2深层发酵（近代发酵技术）

1.1.3发酵工程（第三代发酵技术）

1.2发酵工程理论

1.2.1发酵工程定义

1.2.2发酵工艺、发酵工程和发酵原理

1.2.3发酵工程在生物技术中的地位

1.2.4发酵工程的进展

1.2.5人在发酵工程领域的主观能动作用

1.3发酵工程的实践与应用

1.3.1在工业方面的应用

1.3.2在农业方面的应用

1.3.3在环境保护中的应用

1.3.4在冶金中的应用

1.3.5在高技术研究中的应用

思考题

第2章 野生型菌种的分离筛选

2.1我国微生物发酵现状

2.1.1抗生素的生产

2.1.2氨基酸发酵

2.1.3维生素与甾体激素

2.1.4微生物多糖

2.1.5单蛋白

2.1.6生物能源

2.1.7化工原料

2.2野生型生产菌株的筛选

2.2.1微生物是丰富的生命物质资源

2.2.2生产菌种的选育

2.2.3菌种标本的采集

2.2.4标本的预处理方法

2.3菌种分离

2.3.1选择培养分离法

2.3.2随机分离法

思考题

第3章 优良菌株的选育

3.1自然选育

3.2诱变育种

3.2.1诱变处理方法

3.2.2变异株的分离和筛选

3.2.3突变类型

3.3杂交育种

3.3.1准性生殖

3.3.2营养缺陷型

3.3.3原生质体融合

3.3.4原生质体融合操作步骤

3.4基因工程技术

3.4.1基因工程的基本原理与方法

3.4.2生产基因工程菌的主要程序

3.4.3原核表达系统

3.4.4真核表达系统

3.4.5表达载体

3.4.6重组DNA的操作步骤

思考题

第4章 菌种退化的复壮和保藏

4.1菌种的退化

4.1.1退化现象

4.1.2退化的原因

4.1.3防止退化的措施

4.2退化菌种的复壮

4.3菌种的保藏

4.3.1冷冻保藏

4.3.2其他保藏方法

4.3.3基因工程菌的保藏

4.3.4微生物活力和稳定性测定

4.4菌种的合理使用

4.5菌种保藏机构

4.5.1国外菌种保藏机构

4.5.2国内菌种保藏机构

思考题

第5章 微生物代谢及其调节控制

5.1微生物的酶及功能

5.1.1酶的组成与特性

5.1.2酶的类群

5.1.3酶的特性

5.1.4酶的活力单位

5.1.5影响酶活力的因素

5.2微生物的呼吸作用与产能代谢

5.3常见微生物的酶及应用

5.4代谢及调控原理

5.4.1发酵过程分类

5.4.2发酵过程的操作

5.4.3发酵的典型流程

5.4.4发酵的典型机理

5.4.5发酵过程的控制

5.5微生物的代谢调控与发酵生产

5.5.1酶活性的调节

5.5.2酶的合成调节

5.5.3代谢调控在发酵工业中的应用

5.5.4次生代谢产物

思考题

第6章 微生物的营养及培养基

6.1微生物的营养

6.2微生物的营养类型

6.2.1光能自养型

6.2.2光能异养型

6.2.3化能自养型

6.2.4化能异养型

6.3培养基的类型

6.3.1根据营养物的来源分类

6.3.2根据状态分类

6.3.3根据用途分类

6.4基础培养基

6.4.1细菌培养基

6.4.2放线菌培养基

6.4.3真菌培养基

6.4.4食用菌菌种培养基

6.4.5特殊培养基

思考题

第7章 发酵条件的控制

7.1温度对发酵的影响

7.1.1温度对发酵产物的影响

7.1.2影响发酵温度的因素

7.1.3发酵热的测定

7.1.4发酵中最适温度的选择

7.2 pH对发酵的影响及调控

7.2.1 pH对发酵的影响

7.2.2发酵过程中pH变化的原因

7.2.3最适pH的选择与调节

7.3氧的传递和传质方程式

7.3.1氧对需氧发酵的意义

7.3.2氧在传递过程中的阻力

7.3.3氧的传质方程式

7.4菌体对氧的需求及其影响因素

7.4.1菌体对氧需求及利用

7.4.2影响需氧方面的因素

7.4.3影响供氧方面的因素

7.4.4培养基的物理性质

7.5氧的吸收系数的测定

7.5.1亚硫酸盐法

7.5.2取样测定法

7.5.3排气测定法

7.5.4复膜电极测试法

思考题

第8章 发酵原理和参数检测及自动控制

8.1发酵工程概念

8.1.1发酵工程的三个发展阶段

8.1.2发酵工程进入生物工程行列

8.1.3发酵工程的组成

8.1.4发酵工程的基本任务

8.1.5发酵工程的应用前景

8.2发酵过程中的参数检测

8.2.1物理参数检测

8.2.2化学参数检测

8.3发酵的自动控制

8.3.1自动控制系统类型

8.3.2自动控制的硬件组成

思考题

第9章 培养基的灭菌与灭菌设备

9.1灭菌方法

9.1.1化学药剂灭菌

9.1.2加热灭菌

9.1.3射线灭菌

9.1.4过滤除菌

9.2培养基的灭菌

9.2.1热灭菌法原理

9.2.2培养基灭菌温度的选择

9.3批量灭菌

9.3.1升温阶段的计算

9.3.2冷却阶段所需时间及冷却水用量计算

9.4连续灭菌

9.4.1连续灭菌流程

9.4.2加热设备

9.4.3冷却设备

9.5连续灭菌的计算

9.5.1灭菌时间的计算

9.5.2加热蒸汽用量计算

思考题

第二篇 生物反应器的设计及其运作过程（中游工程）

第10章 发酵设备

10.1通用式发酵罐

10.1.1发酵罐的基本条件

10.1.2标准发酵罐的几何尺寸

10.1.3发酵罐的结构

10.2其他类型的发酵罐

10.2.1带升环流式发酵罐

10.2.2自吸式发酵罐

10.2.3高位塔式发酵罐

10.2.4文氏发酵罐

10.2.5伍氏发酵罐

10.3发酵原料处理设备

10.3.1锤式粉碎机

10.3.2辊式粉碎机

10.3.3原料输送设备

10.4生物反应器的发展

10.4.1按微生物生长代谢需要分类

10.4.2按照生物反应器特点分类

10.4.3按容积分类

10.4.4按微生物生长环境分类

10.4.5按操作方式分类

思考题

第11章 空气除菌设备

11.1空气除菌方法

11.2空气除菌流程

11.2.1压缩空气的预处理

11.2.2压缩空气的冷却

11.2.3压缩空气的除油除水法

11.2.4几种典型的空气净化流程

11.3空气除菌设备

11.3.1粗过滤器

11.3.2空气储罐

11.3.3空气冷却器

11.3.4气液分离器

11.3.5其他空气过滤器

思考题

第12章 厌氧发酵及其设备

12.1厌氧发酵工艺

12.1.1固态发酵

12.1.2液态发酵

12.1.3连续发酵

12.1.4固定化技术用于发酵

12.2厌氧发酵设备

12.2.1酒精发酵罐

12.2.2啤酒发酵设备

12.2.3固定化细胞反应器

12.3现代啤酒发酵

12.3.1啤酒工艺

12.3.2啤酒种类

12.3.3生啤酒和普通熟啤酒的区别

12.3.4纯生与生啤的区别

12.3.5鉴别啤酒

12.3.6啤酒的度数

12.3.7啤酒的饮用

12.4生物能源

思考题

第13章 发酵工艺条件的确定

13.1培养基的营养成分

13.2培养基的用途

13.2.1培养基的分类

13.2.2天然培养基

13.2.3合成培养基

13.2.4半合成培养基

13.2.5发酵生产中的培养基类型

13.2.6发酵培养基的选择

13.2.7发酵培养基的设计和注意事项

13.2.8 pH的具体控制方法

13.3培养基组成物质的营养与作用

13.3.1碳素化合物对微生物生长发育的影响

13.3.2氮素化合物

13.3.3水

13.3.4微量元素（无机盐类）

13.3.5生长因子

13.4培养基确定方法

13.4.1根据菌株对营养的要求

13.4.2根据代谢物的合成途径和化学性质

13.4.3根据菌株对碳源和氮源的利用情况

13.4.4根据菌株对其他成分的利用情况

13.4.5根据补料及前体情况

13.4.6根据生产的需要来选择

13.4.7根据经济效益选择

13.4.8正交试验在培养基确定中的应用

13.5培养条件的确定

13.6种龄与接种量

13.6.1菌种扩大培养

13.6.2主要培养方法及特点

13.6.3几种深层培养法

13.6.4载体培养

13.6.5影响种子培养的因素

13.6.6染菌的控制

13.7厌氧培养

13.7.1深层穿刺分离培养

13.7.2深层穿刺与化学吸氧相结合

13.7.3液体培养基法

13.7.4厌氧罐培养法

13.7.5厌氧箱培养法

思考题

第三篇 产品的分离提取及制备方法（下游工程）

第14章 提取与精制

14.1发酵液的预处理

14.1.1无机盐去除

14.1.2蛋白质去除

14.1.3杂质去除

14.2选择提取方法的依据

14.2.1根据产物的物化性质

14.2.2根据产物的稳定性质

14.3各类提取方法

14.3.1吸附法

14.3.2溶剂萃取法

14.3.3离子交换法

14.3.4沉淀法

14.3.5蒸馏法

14.4各类精制方法

14.4.1除盐

14.4.2盐析

14.4.3脱色和去除热原质

14.4.4重结晶

14.4.5抗氧化剂

14.4.6脱水剂

14.4.7透析和电透析

14.4.8凝胶过滤法

14.5薄膜浓缩

14.5.1结晶洗涤

14.5.2干燥

14.6某些物料和原液的提取与精制

14.6.1水提醇沉法

14.6.2醇提水沉法

14.6.3蒸馏法

14.6.4萃取法

14.6.5酸碱沉淀法

14.6.6透析法

14.6.7超滤法

14.7发酵的香料产物提炼的步骤和方法

14.7.1发酵液的预处理

14.7.2发酵液预处理的要求

14.7.3发酵液预处理具体操作

14.7.4菌体的分离

14.7.5固体悬浮物以及蛋白质胶状物等去除

思考题

第15章 产品提取纯化设备

15.1过滤设备

15.1.1板框过滤

15.1.2离心过滤和离心沉降分离设备

15.1.3真空过滤机

15.1.4加压过滤机

15.2离子交换设备

15.2.1离子交换树脂

15.2.2离子交换装置

15.3蒸发设备

15.3.1薄膜蒸发器

15.3.2管式薄膜蒸发器

15.3.3刮板式薄膜蒸发器

15.4干燥设备

15.4.1空气干燥法

15.4.2加热面传热干燥

15.4.3红外干燥

15.4.4高频干燥

15.4.5喷雾干燥

15.4.6冷冻干燥

15.5蒸馏设备

15.5.1蒸馏方法

15.5.2单塔式酒精连续蒸馏

15.5.3双塔式蒸馏器

15.5.4三塔式酒精蒸馏器

思考题

第四篇 生产举例与科研实践（理论与实践）

第16章 发酵工程生产举例

16.1谷氨酸发酵

16.2单细胞蛋白

16.2.1单细胞蛋白的生产工艺流程

16.2.2单细胞蛋白的营养

16.2.3单细胞蛋白的优点

16.2.4生产单细胞蛋白的微生物

16.2.5单细胞蛋白的应用

16.2.6单细胞蛋白的安全性

16.3生物农药苏菌制剂的生产

16.3.1苏菌制剂的用途

16.3.2生产工艺

16.3.3培养基（参考）

16.4抗生素发酵

16.4.1抗生素发酵工艺流程（以青霉素为例）

16.4.2工艺控制

16.4.3工艺控制要点

第17章 乳酸高产菌选育及其发酵条件的响应面法优化

17.1材料与方法

17.1.1样品

17.1.2主要培养基

17.1.3基本发酵工艺

17.1.4检测方法

17.1.5分离与筛选的步骤

17.2诱变育种步骤

17.3结果与分析

17.3.1 L-乳酸高产菌的分离与筛选

17.3.2菌种遗传稳定性的研究

17.4发酵条件的响应面法优化

17.4.1二水平设计

17.4.2响应面分析

17.4.3最佳条件的验证

17.4.4小结

第18章 固体和液体培养基对苏云金芽孢杆菌质量的影响

18.1材料和方法

18.1.1实验材料

18.1.2实验方法

18.2结果与分析

18.2.1电镜下观察芽孢生长

18.2.2室内药效结果分析

18.3讨论

第19章 井冈霉素高产菌株的制备和发酵条件的优化

19.1链霉素抗性筛选井冈霉素高产菌株的研究

19.1.1材料与方法

19.1.2实验方法

19.1.3结果与分析

19.1.4讨论

19.2井冈霉素生产菌株发酵条件的优化

19.2.1材料与方法

19.2.2实验方法

19.2.3结果与分析

19.2.4讨论

19.3微生物遗传育种技术的研究概况

19.3.1微生物遗传育种的历史地位和意义

19.3.2自然选育

19.3.3诱变育种

19.3.4杂交育种

19.3.5代谢控制育种

19.3.6基因工程育种

19.3.7育种技术的应用前景及展望

第20章 利用ISSR分析野生蘑菇与双孢蘑菇的亲缘关系

20.1材料与方法

20.1.1供试菌株

20.1.2基因组DNA的提取

20.1.3引物和试剂

20.1.4 ISSR-PCR扩增

20.1.5相似分析

20.2结果与分析

20.2.1蘑菇ISSR标记电泳结果

20.2.2菌株亲缘关系分析

20.2.3 ISSR指纹图谱的聚类分析

发酵工程思考题100

参考文献