1绪论1

11发酵工程的定义及其与其他相关学科

的关系1

111什么是发酵工程1

112发酵工程与其他相关学科的关系1

12发酵工程的发展史2

121发酵本质的认识过程2

122发酵工程技术的发展史3

13发酵工业的特点及其研究范畴5

131发酵工业的特点5

132发酵工业的范围6

14工业发酵的类型与工艺流程7

141工业发酵的类型7

142发酵生产工艺流程8

15发酵工程在国民经济中的应用9

151医药工业9

152食品工业9

153能源工业9

154化学工业10

155冶金工业10

156农业10

157环境保护11

16发酵工程的应用前景11

2发酵工业菌种13

21发酵工业菌种概述13

211细菌13

212放线菌13

213酵母菌14

214霉菌14

215未培养微生物14

22发酵工业菌种的分离筛选15

221样品的采集15

222样品的预处理16

223富集培养17

224菌种分离18

225菌种初筛和复筛19

23发酵工业菌种鉴定19

231经典的分类鉴定方法20

232现代分类鉴定方法20

233将菌种直接送到权威鉴定机构

鉴定22

24发酵工业菌种改良23

241菌种代谢生理与分子生物学23

242常规育种25

243细胞工程育种27

244基于代谢调节的育种技术31

245基因工程育种33

246蛋白质工程育种35

247代谢工程育种36

248组合生物合成育种37

249反向生物工程育种38

25发酵工业菌种保藏39

251菌种变异及退化机理39

252菌种保藏技术39

3发酵工业培养基设计41

31发酵工业培养基的基本要求41

32发酵工业培养基的成分及来源42

321碳源42

322氮源43

323无机盐及微量元素45

324水46

325生长调节物质47

33微生物的培养基类型48

331斜面培养基48

332种子培养基48

333发酵培养基49

34发酵培养基的设计原理与优化方法49

341发酵培养基的设计原理49

342发酵培养基的优化方法51

4发酵工业的无菌技术57

41发酵工业的无菌处理57

42发酵工业污染的防治策略57

421污染的危害57

422杂菌污染的防治59

43发酵工业的无菌技术64

44发酵培养基及设备管道灭菌65

441湿热灭菌原理65

442分批灭菌69

443连续灭菌70

444发酵培养基及设备管道灭菌

技术 71

45空气除菌72

451空气除菌方法72

452空气过滤除菌72

453空气预处理73

454空气预处理流程设计75

455空气过滤介质76

456提高过滤除菌效率的措施76

5发酵工业的种子制备78

51种子制备原理与技术78

511优良种子应具备的条件78

512种子质量的判断方法78

513种子制备79

514种龄与接种量80

52影响种子质量的因素81

53种子质量的控制措施82

531菌种稳定性检查82

532适宜的生长环境82

533种子无杂菌检查82

54种子制备的放大原理与技术82

541细菌发酵时的种子扩大培养82

542酵母发酵时的种子扩大培养83

543丝状真菌发酵的种子扩大培养84

544放线菌发酵时的种子扩大培养85

6发酵动力学86

61分批发酵动力学86

611微生物生长动力学86

612底物消耗动力学88

613代谢产物的合成与微生物生长的

动力学关系91

614分批发酵的优缺点93

62连续发酵动力学93

621单级连续发酵93

622多级连续发酵95

623连续培养在工业生产中的应用96

624连续培养中存在的问题97

63分批补料发酵及其动力学98

631分批补料发酵动力学98

632分批补料发酵的应用99

7发酵工业中氧的供需101

71微生物对氧的需求101

711氧在微生物发酵中的作用101

712微生物的耗氧特征101

713影响微生物耗氧的因素101

714控制溶解氧的意义102

72发酵过程中氧的传递103

721氧的传递途径与传质阻力103

722气体溶解过程中的双膜理论及

其他理论104

723氧传递方程105

73发酵过程耗氧与供氧的动态关系105

74影响氧传递的因素107

741影响推动力的因素107

742影响KLa的因素108

75发酵过程中的氧传递效率111

76溶解氧、摄氧率和KLa的测定112

761溶解氧CL的测定原理与方法112

762摄氧率γ的测定原理与方法114

763KLa的测定原理与方法115

8发酵过程控制118

81发酵过程控制概述118

811发酵过程的参数检测119

812发酵过程的代谢调控121

82温度对发酵的影响及其控制121

821影响发酵温度的因素121

822温度对微生物生长的影响122

823温度对基质消耗的影响123

824温度对产物合成的影响123

825最适温度的选择124

83pH对发酵的影响及其控制124

831发酵过程中pH变化的规律124

832最适pH的选择125

833pH的调控策略126

84溶解氧对发酵的影响及其控制126

841溶解氧变化的规律127

842溶解氧在发酵过程控制中的重要

作用127

843影响溶解氧的主要因素与控制

方法128

844溶解氧控制对发酵的影响130

85CO2和呼吸商对发酵的影响及其

控制130

851CO2对发酵的影响130

852呼吸商与发酵的关系131

86基质浓度对发酵的影响及其控制132

87通气搅拌对发酵的影响及其控制133

88泡沫对发酵的影响及其控制134

881泡沫的产生及其影响134

882发酵过程中泡沫的消长规律134

883泡沫的控制135

89高密度发酵及过程控制136

891高密度发酵136

892高密度发酵的策略136

893高密度发酵技术137

894高密度发酵存在的问题137

810发酵终点的检测与控制138

8101发酵终点的判断138

8102菌体自溶的监测138

8103影响自溶的因素139

811自动控制技术在发酵过程控制中的

应用140

8111发酵过程的计算机控制原理140

8112发酵过程的计算机功能分析140

9发酵罐放大与设计144

91发酵罐的类型与结构144

911发酵罐的类型144

912发酵罐的结构145

92通用式发酵罐的设计与放大146

921发酵罐设计的基本原则146

922发酵罐设计的基本要求147

923发酵罐放大设计147

93发酵罐电机的选配152

931搅拌功率的计算152

932发酵罐的电机选配155

10基因工程菌发酵156

101基因工程菌发酵动力学156

1011基因工程菌的发酵动力学模型

分类156

1012基因工程菌培养过程的动力学

模型157

102基因工程菌发酵的设备158

103基因工程菌的高密度发酵及控制158

1031高密度发酵培养基的选择159

1032培养方式的选择159

1033发酵过程中溶解氧的控制160

1034温度的影响及控制160

1035pH的影响及控制160

104基因工程菌发酵的后处理技术161

1041细胞破碎161

1042基因工程蛋白质的浓缩与分离

纯化161

1043基因工程菌中核酸的分离

纯化162

105基因工程菌的不稳定性及对策164

1051基因工程菌不稳定性的表现164

1052基因工程菌不稳定的原因及

对策164

106应用案例与分析166

1061基因工程生产干扰素166

1062重组人生长激素（rhGH）

的生产168

1063核酸疫苗169

11发酵产物的提取与精制171

111概述171

1111提取与精制过程的一般工艺

流程171

1112发酵产物提取精制方法的优化

与工艺设计172

112发酵液的预处理172

1121改变发酵培养物的过滤特性173

1122发酵液相对纯化175

1123高价无机离子的去除方法175

113固液分离技术175

1131过滤分离技术175

1132离心分离技术177

114细胞破碎技术179

1141物理法180

1142化学法182

1143生物酶溶法183

1144细胞破碎技术的发展方向183

115浓缩技术184

116膜分离技术185

1161膜分离技术的原理185

1162反渗透187

1163超滤和微滤187

1164透析188

117沉淀分离技术188

1171蛋白质分子在水溶液中的稳

定性188

1172蛋白质沉淀分离方法189

118吸附分离技术191

1181吸附分离原理191

1182吸附介质的分类及其性质192

119萃取分离技术193

1191溶剂萃取193

1192双水相萃取196

1193超临界流体萃取198

1110色谱分离技术199

11101柱色谱中的常用术语199

11102吸附色谱200

11103离子交换色谱技术202

11104凝胶色谱技术207

11105亲和色谱技术211

11106逆流色谱技术212

1111结晶技术212

11111结晶的基本原理212

11112影响结晶生成的因素213

11113工业发酵中常用的结晶方法及

设备215

1112干燥技术215

11121对流加热干燥法215

11122接触加热干燥方法216

11123冷冻升华干燥法216

12发酵工业清洁生产技术218

121清洁生产的概念及主要内容218

1211清洁生产的定义218

1212清洁生产技术的主要研究

内容219

122清洁生产与末端治理的比较220

123发酵行业开展清洁生产的重要意义

和必要性221

124实现清洁生产的有效途径222

1241强化内部管理222

1242工艺技术改革与创新实现清洁

生产223

1243废弃资源的综合利用225

13发酵工厂设计概述226

131发酵工厂基本建设程序和设计工作

的基本内容226

1311发酵工厂基本建设程序226

1312发酵工厂工程设计的基本

内容226

132发酵工厂厂址选择和总图布置227

1321厂址选择227

1322总平面布置228

133发酵工艺流程设计229

1331工艺流程的设计原则229

1332工艺流程的设计步骤229

134物料衡算与设备选型229

1341物料衡算229

1342主要技术经济指标230

1343设备选型231

135发酵车间设备布置与管道设计233

1351车间设备布置233

1352车间工艺管道设计234

136发酵工业“三废”处理及其工厂化

设计235

1361废气235

1362废水235

1363废渣236

137发酵工厂投资概算与经济评价236

1371建设项目的总投资概算236

1372概算和经济评价中的一些费用

计算236

1373产品成本计算237

1374借款利息和还款能力预测238

1375项目投资的经济评价238

14发酵经济学239

141概述239

142影响发酵产品成本的主要因素239

1421菌株选育对发酵成本的影响239

1422发酵培养基成本分析240

1423无菌空气与通气搅拌成本

分析241

1424动力费的成本分析241

1425发酵工艺中不同培养方式的

成本对比分析242

1426发酵产品分离纯化的成本

分析244

1427发酵规模的成本分析244

1428市场经济信息分析及管理

技术245

143发酵过程的经济学评价245

1431产物浓度245

1432生产效率245

1433基质转化率246

1434单位产品的能耗246

15发酵产品生产原理与技术应用247

151醇酮类产品的发酵生产247

1511酒精发酵菌种247

1512酒精发酵的原料和工艺流程247

152氨基酸类产品的发酵生产249

1521淀粉水解糖的制备249

1522菌种扩大培养249

1523谷氨酸分批发酵250

1524谷氨酸提取250

153核苷酸类产品的发酵生产251

154有机酸类产品的发酵生产252

155油脂类产品的发酵生产254

156抗生素发酵生产254

1561抗生素的生产工艺255

1562青霉素发酵生产过程及其关键

技术255

1563青霉素的提取和精制256

157酶制剂的发酵生产256

1571酶制剂的应用256

1572酶制剂的生产257

1573α淀粉酶的生产257

158多糖类产品的发酵生产260

159维生素类产品的发酵生产261

1510甾体激素的微生物转化263

15101由醋酸化合物S生产氢化可

的松264

15102利用简单节杆菌将氢化可的松

转化成强的松龙264

15103以醋酸可的松为原料生产醋

酸强的松265

16发酵工程在现代生物化工中的

应用266

161发酵工程在生物医药领域的应用266

1611抗生素的发酵生产267

1612维生素类药物的发酵生产267

1613多烯脂肪酸的发酵生产267

1614医用酶制剂的发酵生产268

1615新型保健食品的发酵生产268

162发酵工程在化学工业中的应用268

1621发酵工程在化工原料工业中的

应用268

1622发酵工程在农药生产中的

应用269

1623发酵工程在新型能源工业中的

应用269

163发酵工程在绿色化学工业中的

应用269

164发酵工程在生物炼制技术需求

推动下快速发展270

参考文献272