隨著生命科學(xué)和生物技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)、經(jīng)典的發(fā)酵工程在概念和內(nèi)涵上已經(jīng)發(fā)生很大的變化，新的發(fā)酵工程技術(shù)體系正在逐漸形成，由此對發(fā)酵工程課程教學(xué)內(nèi)容的拓展和更新提出了新的要求。本書作者基于長期從事發(fā)酵工程大量研究和發(fā)酵工程國家精品課程建設(shè)的體會，組織一支學(xué)科交叉的研究和教學(xué)團隊，嘗試選取較成熟的國內(nèi)外發(fā)展成果與技術(shù)，凝練成該教材。 《普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材：發(fā)酵工程原理》基礎(chǔ)與前沿并重，《普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材：發(fā)酵工程原理》1～6章主要介紹發(fā)酵工程的經(jīng)典內(nèi)容，包括菌種來源與種子培養(yǎng)、發(fā)酵培養(yǎng)基、發(fā)酵過程的基本工藝與控制，以及具有普遍意義的好氧與厭氧發(fā)酵的過程原理。7～11章是對經(jīng)典發(fā)酵工程內(nèi)容的深入和拓展，重點闡述了工程學(xué)原理指導(dǎo)下的發(fā)酵過程優(yōu)化與放大，闡述了多尺度參數(shù)相關(guān)分析原理與方法，生物反應(yīng)器流場特性與生理特性研究相結(jié)合的發(fā)酵過程放大，在跨尺度測量分析原理基礎(chǔ)上進一步介紹了代謝流分析與測定方法，以及系統(tǒng)生物技術(shù)在發(fā)酵工程中的應(yīng)用前景與展望等。隨著近年合成生物學(xué)的迅速發(fā)展，本書也初步討論了其對發(fā)酵工程的影響。 《普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材：發(fā)酵工程原理》適合作為生物工程、發(fā)酵工程、制藥工程、生化工程等專業(yè)的發(fā)酵工程課程教材，也可供相關(guān)專業(yè)的研究生、教師及科研、生產(chǎn)人員參考。
張嗣良主編的《發(fā)酵工程原理》主編基于長期從事發(fā)酵工程大量研究的體會，認(rèn)為發(fā)酵工程的研究應(yīng)首先從工程學(xué)方法上著手，再與生命科學(xué)研究相結(jié)合。為此，主編提出了多尺度生物過程優(yōu)化理論與方法，并組織和領(lǐng)導(dǎo)了一支學(xué)科交叉的研究團隊，先后取得了一系列的研究成果與進展。2006年又領(lǐng)銜建設(shè)“發(fā)酵工程”國家精品課程，通過多年的教學(xué)實踐，我們認(rèn)識到需對發(fā)酵工程課程教學(xué)內(nèi)容進行拓展和更新，并首先應(yīng)從更新教材內(nèi)容開始。為此我們嘗試組織編寫發(fā)酵工程新教材，為強調(diào)新的工程學(xué)原理，教材并定名為《發(fā)酵工程原理》。
1 緒論
1.1 發(fā)酵工程的歷史與發(fā)展
1.1.1 發(fā)酵現(xiàn)象及人類早期的應(yīng)用
1.1.2 現(xiàn)代發(fā)酵工程的產(chǎn)生與發(fā)展
1.2 發(fā)酵工程對人類社會發(fā)展的意義
1.2.1 從傳統(tǒng)生物技術(shù)到現(xiàn)代生物技術(shù)產(chǎn)品
1.2.2 從食品、醫(yī)藥向能源、環(huán)境、生物基化學(xué)品領(lǐng)域拓展
1.2.3 從碳氫化合物經(jīng)濟到碳水化合物經(jīng)濟
1.2.4 生物經(jīng)濟的形成與發(fā)展
1.2.5 發(fā)酵行業(yè)的環(huán)境污染與節(jié)能減排
1.3 發(fā)酵工程的生物學(xué)與工程學(xué)基礎(chǔ)
1.4 發(fā)酵工程課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容與要求
1.4.1 發(fā)酵工程發(fā)展的前瞻性
1.4.2 發(fā)酵工程學(xué)習(xí)的實踐性
1.4.3 發(fā)酵工程的學(xué)科交叉性
2 菌種來源與種子培養(yǎng)
2.1 用于工業(yè)生產(chǎn)菌種的要求和特點
2.1.1 與抗生素生產(chǎn)有關(guān)的微生物
2.1.2 與氨基酸生產(chǎn)有關(guān)的微生物
2.1.3 與酶制劑生產(chǎn)有關(guān)的微生物
2.1.4 常用的表達系統(tǒng)
2.2 土壤中目的微生物的篩選
2.2.1 土壤采樣的一般原則
2.2.2 土樣中微生物的富集
2.2.3 目標(biāo)微生物的挑選
2.2.4 目標(biāo)生物材料篩選的研究進展
2.3 菌種改造
2.3.1 自然選育
2.3.2 誘變育種
2.3.3 基因的定向進化
2.4 種子的擴大培養(yǎng)
2.4.1 種子制備的流程
2.4.2 實驗室階段的技術(shù)概要
2.4.3 生產(chǎn)車間階段的技術(shù)概要
3 發(fā)酵培養(yǎng)基
3.1 培養(yǎng)基的類型及功能
3.1.1 按純度劃分
3.1.2 按狀態(tài)劃分
3.1.3 按用途劃分
3.2 發(fā)酵培養(yǎng)基的成分及來源
3.2.1 碳源
3.2.2 氮源
3.2.3 無機鹽及微量元素
3.2.4 水
3.2.5 生長因子、前體、產(chǎn)物促進劑和抑制荊
3.3 培養(yǎng)基的設(shè)計及優(yōu)化
3.3.1 培養(yǎng)基成分選擇的原則
3.3.2 培養(yǎng)基成分的確定及優(yōu)化
3.3.3 培養(yǎng)基設(shè)計與優(yōu)化的層次
3.3.4 培養(yǎng)基設(shè)計時注意的一些相關(guān)問題
4 發(fā)酵過程的基本工藝與控制
4.1 發(fā)酵過程操作的分類
4.1.1 分批發(fā)酵
4.1.2 補料分批培養(yǎng)
4.1.3 半連續(xù)培養(yǎng)
4.1.4 連續(xù)培養(yǎng)
4.2 發(fā)酵過程的中間分析
4.2.1 發(fā)酵過程主要參數(shù)
4.2.2 產(chǎn)物量的測定
4.3 發(fā)酵過程基質(zhì)代謝及控制
4.3.1 基質(zhì)濃度的變化
4.3.2 發(fā)酵控制與中間補料
4.3.3 發(fā)酵終點的判斷
4.4 發(fā)酵過程的pH控制
4.4.1 發(fā)酵過程pH變化的原因
4.4.2 pH對發(fā)酵的影響
4.4.3 pH的控制
5 好氧與厭氧發(fā)酵
6 經(jīng)典發(fā)酵過程動力學(xué)與反應(yīng)器基礎(chǔ)
7 發(fā)酵過程優(yōu)化與多尺度參數(shù)相關(guān)分析原理
8 流場特性與生理特性研究相結(jié)合的發(fā)酵過程放大
9 微生物發(fā)酵代謝流分析
10 用于發(fā)酵工程研究的裝置技術(shù)
11 系統(tǒng)生物技術(shù)在發(fā)酵工程中的應(yīng)用
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