發(fā)酵工程工藝原理（田華）

第一章緒論/1
第一節(jié)發(fā)酵1
一、“發(fā)酵”一詞的來(lái)源1
二、發(fā)酵與發(fā)酵工程2
三、發(fā)酵工程與其他學(xué)科的關(guān)系2
第二節(jié)發(fā)酵工程工藝及關(guān)鍵技術(shù)3
一、發(fā)酵過(guò)程的特點(diǎn)3
二、發(fā)酵的類(lèi)型4
三、發(fā)酵工藝過(guò)程4
四、發(fā)酵工程關(guān)鍵技術(shù)4
五、發(fā)酵工業(yè)的范圍6
第三節(jié)發(fā)酵工程發(fā)展史6
一、自然發(fā)酵時(shí)期6
二、純培養(yǎng)技術(shù)時(shí)期6
三、通氣攪拌的好氧性發(fā)酵工程技術(shù)時(shí)期6
四、人工誘變育種與代謝控制發(fā)酵工程技術(shù)時(shí)期7
五、發(fā)酵動(dòng)力學(xué)和連續(xù)化、自動(dòng)化發(fā)酵工程技術(shù)時(shí)期7
六、微生物酶反應(yīng)合成與化學(xué)合成相結(jié)合的工程技術(shù)時(shí)期7
第四節(jié)發(fā)酵工程技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)8
一、發(fā)酵工程技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵因素8
二、發(fā)酵工業(yè)發(fā)展趨勢(shì)8

第二章菌種與種子擴(kuò)大培養(yǎng)/11
第一節(jié)微生物工業(yè)用菌種11
一、工業(yè)微生物的特點(diǎn)11
二、發(fā)酵工業(yè)對(duì)菌種的要求11
三、工業(yè)生產(chǎn)常用的微生物菌種12
四、發(fā)酵工業(yè)菌種的選育13
五、生產(chǎn)菌種的保藏14
六、防止菌株衰退的措施14
第二節(jié)種子擴(kuò)大培養(yǎng)15
一、種子擴(kuò)大培養(yǎng)的目的與要求15
二、種子擴(kuò)大培養(yǎng)的制備流程15
三、影響種子質(zhì)量的主要因素18
四、種子質(zhì)量的控制措施20
五、種子質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)21

第三章發(fā)酵培養(yǎng)基的制備與滅菌/22
第一節(jié)發(fā)酵工業(yè)原料22
一、發(fā)酵工業(yè)原料選擇的依據(jù)22
二、培養(yǎng)基的營(yíng)養(yǎng)成分23
三、常用發(fā)酵原料的化學(xué)組成26
四、培養(yǎng)基的類(lèi)型27
第二節(jié)發(fā)酵工業(yè)培養(yǎng)基的設(shè)計(jì)30
一、發(fā)酵培養(yǎng)基設(shè)計(jì)的目的30
二、發(fā)酵培養(yǎng)基設(shè)計(jì)的基本原則31
三、發(fā)酵培養(yǎng)基設(shè)計(jì)的方法32
四、發(fā)酵培養(yǎng)基的優(yōu)化33
第三節(jié)發(fā)酵工業(yè)原料的預(yù)處理34
一、發(fā)酵工業(yè)原料的除雜34
二、發(fā)酵工業(yè)原料的運(yùn)輸35
三、發(fā)酵工業(yè)原料的粉碎38
第四節(jié)淀粉質(zhì)原料的加工方法40
一、淀粉水解的理論基礎(chǔ)40
二、淀粉的液化方法與設(shè)備41
三、淀粉的糖化方法與設(shè)備42
第五節(jié)糖蜜原料的預(yù)處理43
一、糖蜜的來(lái)源與特點(diǎn)43
二、糖蜜前處理的方法43
第六節(jié)培養(yǎng)基的分批滅菌和連續(xù)滅菌44
一、幾個(gè)易混淆的概念44
二、滅菌的方法45
三、濕熱滅菌的基本原理49
四、發(fā)酵工業(yè)培養(yǎng)基的滅菌49

第四章發(fā)酵過(guò)程控制/53
第一節(jié)發(fā)酵過(guò)程主要控制參數(shù)及檢測(cè)53
一、發(fā)酵的相關(guān)參數(shù)53
二、發(fā)酵過(guò)程參數(shù)的檢測(cè)54
三、發(fā)酵過(guò)程常用的傳感器55
四、發(fā)酵過(guò)程優(yōu)化控制實(shí)施的具體步驟55
第二節(jié)培養(yǎng)基和菌體濃度對(duì)發(fā)酵過(guò)程的影響55
一、培養(yǎng)基（基質(zhì)）的基本成分56
二、碳源種類(lèi)和濃度對(duì)發(fā)酵過(guò)程的影響和控制56
三、氮源種類(lèi)和濃度對(duì)發(fā)酵過(guò)程的影響和控制57
四、磷酸鹽的濃度對(duì)發(fā)酵過(guò)程的影響和控制57
五、菌體濃度對(duì)發(fā)酵過(guò)程的影響58
第三節(jié)溫度的控制58
一、溫度對(duì)發(fā)酵的影響59
二、影響發(fā)酵溫度的因素60
三、最適溫度的選擇與發(fā)酵溫度的控制61
第四節(jié)pH值對(duì)發(fā)酵的影響及控制61
一、pH值對(duì)發(fā)酵的影響61
二、影響發(fā)酵pH值的因素62
三、最適pH值的選擇和控制62
第五節(jié)發(fā)酵供氧62
一、微生物對(duì)氧的需求63
二、溶解氧濃度的變化及其控制64
第六節(jié)二氧化碳對(duì)發(fā)酵的影響及控制65
一、CO2的來(lái)源及對(duì)發(fā)酵的影響65
二、CO2的控制65
第七節(jié)泡沫的影響及控制66
一、泡沫產(chǎn)生的原因66
二、泡沫的危害66
三、泡沫的消長(zhǎng)規(guī)律66
四、泡沫的消除和防止67
第八節(jié)發(fā)酵終點(diǎn)的判斷68
一、影響放罐時(shí)間的因素69
二、發(fā)酵終點(diǎn)判斷的依據(jù)69
第九節(jié)發(fā)酵過(guò)程的建模、優(yōu)化控制與故障診斷70
一、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)方法在發(fā)酵過(guò)程中的推廣與應(yīng)用70
二、發(fā)酵過(guò)程數(shù)學(xué)建模方法71
三、發(fā)酵過(guò)程優(yōu)化控制技術(shù)72
四、發(fā)酵過(guò)程故障診斷技術(shù)74

第五章空氣除菌/77
一、空氣除菌的意義77
二、空氣除菌的方法78
三、空氣介質(zhì)過(guò)濾除菌的原理79
四、介質(zhì)過(guò)濾的空氣過(guò)濾器80
五、空氣預(yù)處理81
六、介質(zhì)過(guò)濾制備無(wú)菌空氣的工藝流程82

第六章工業(yè)發(fā)酵染菌及其防治/86
第一節(jié)染菌對(duì)發(fā)酵的影響86
一、染菌對(duì)不同發(fā)酵過(guò)程的影響86
二、染菌發(fā)生的不同時(shí)間對(duì)發(fā)酵的影響87
三、染菌程度對(duì)發(fā)酵的影響87
四、染菌對(duì)產(chǎn)物提取和產(chǎn)品質(zhì)量的影響88
第二節(jié)發(fā)酵染菌的判斷及原因分析88
一、種子培養(yǎng)和發(fā)酵的異常現(xiàn)象88
二、染菌的檢查和判斷89
三、發(fā)酵染菌率和染菌原因分析91
第三節(jié)雜菌污染的途徑和防治92
一、種子帶菌及其防治92
二、空氣帶菌及其防治93
三、操作失誤導(dǎo)致的染菌及其防治93
四、培養(yǎng)基和設(shè)備滅菌不徹底導(dǎo)致的染菌及其防治93
五、設(shè)備滲漏造成的染菌及其防治95
第四節(jié)噬菌體的污染與防治96
一、噬菌體對(duì)發(fā)酵的影響96
二、產(chǎn)生噬菌體污染的原因96
三、噬菌體污染的檢測(cè)96
四、噬菌體污染的防治措施97
第五節(jié)發(fā)酵染菌的挽救與處理98
一、種子培養(yǎng)期染菌的處理98
二、發(fā)酵前期染菌的處理98
三、發(fā)酵中、后期染菌的處理98
四、染菌后對(duì)設(shè)備的處理98

第七章常用的發(fā)酵設(shè)備/99
第一節(jié)通風(fēng)液體發(fā)酵設(shè)備99
一、機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐99
二、氣升環(huán)流式發(fā)酵罐103
三、自吸式發(fā)酵罐104
第二節(jié)通風(fēng)固體發(fā)酵設(shè)備105
一、自然通風(fēng)固體發(fā)酵設(shè)備105
二、機(jī)械通風(fēng)固體發(fā)酵設(shè)備105
第三節(jié)厭氧發(fā)酵設(shè)備106
一、乙醇發(fā)酵設(shè)備106
二、啤酒發(fā)酵設(shè)備107

第八章發(fā)酵機(jī)制及發(fā)酵工藝/109
第一節(jié)酒精發(fā)酵109
一、酒精發(fā)酵機(jī)制110
二、酒精發(fā)酵菌種111
三、酒精酵母的生長(zhǎng)繁殖與發(fā)酵111
四、酒精發(fā)酵工藝112
五、燃料酒精的生產(chǎn)114
第二節(jié)啤酒發(fā)酵115
一、啤酒釀造原料115
二、麥芽制備117
三、麥汁制備118
四、啤酒酵母120
五、啤酒發(fā)酵121
六、啤酒主要風(fēng)味物質(zhì)的形成122
七、啤酒的成分123
八、啤酒的質(zhì)量指標(biāo)124
第三節(jié)葡萄酒發(fā)酵工藝125
一、葡萄酒的類(lèi)型125
二、葡萄酒的釀造原料125
三、葡萄汁的制備126
四、葡萄酒的發(fā)酵機(jī)制127
五、葡萄酒的釀造工藝130
六、葡萄酒的貯存及陳釀133
七、葡萄酒的質(zhì)量指標(biāo)135
第四節(jié)醬油釀造工藝136
一、醬油分類(lèi)及生產(chǎn)原料136
二、醬油中的主要化學(xué)成分138
三、醬油釀造中主要微生物及生化機(jī)制139
四、醬油生產(chǎn)工藝142
第五節(jié)食醋釀造工藝144
一、食醋分類(lèi)及釀造原料145
二、釀造食醋的主要微生物及糖化發(fā)酵劑147
三、食醋釀造基本原理149
四、食醋釀造工藝151
五、典型釀造食醋生產(chǎn)案例154
第六節(jié)檸檬酸的發(fā)酵158
一、黑曲霉的檸檬酸發(fā)酵機(jī)制159
二、檸檬酸的發(fā)酵163
第七節(jié)谷氨酸的發(fā)酵165
一、谷氨酸的生物合成途徑及調(diào)節(jié)機(jī)制165
二、谷氨酸生產(chǎn)菌菌種選育模型166
三、谷氨酸發(fā)酵167
第八節(jié)青霉素的發(fā)酵170
一、青霉素生產(chǎn)菌種170
二、青霉素的生物合成機(jī)理172
三、發(fā)酵培養(yǎng)基組成174
四、發(fā)酵條件控制174
五、青霉素分離和純化176

第九章發(fā)酵產(chǎn)物的提取與精制概述/178
第一節(jié)微生物工程下游加工工程的特點(diǎn)178
第二節(jié)發(fā)酵產(chǎn)物的提取與精制概述179
一、發(fā)酵產(chǎn)物分類(lèi)179
二、發(fā)酵產(chǎn)物提取的一般程序179
第三節(jié)發(fā)酵液預(yù)處理181
一、微生物發(fā)酵液的一般特征181
二、發(fā)酵液過(guò)濾特性的改變181
三、發(fā)酵液的相對(duì)純化183
四、固液分離184
第四節(jié)微生物細(xì)胞破碎184
一、微生物細(xì)胞壁的組成185
二、細(xì)胞破碎技術(shù)186
三、細(xì)胞破碎率的測(cè)定189
四、微生物細(xì)胞破碎技術(shù)的發(fā)展方向189

參考文獻(xiàn)/191