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第一章 微生物工程概述1

第一节 微生物工程及其特点1

一、微生物工程的定义1

二、微生物工程与生物技术2

三、微生物工程的特点3

第二节 微生物工程的发展简史5

一、食品饮料的微生物工艺时期5

二、天然条件下的微生物发酵时期6

三、纯培养技术建立后的微生物发酵时期6

四、现代微生物工程时期7

第三节 微生物工程的任务及展望7

本章小结9

思考题10

参考文献10

第二章 微生物工程菌种的来源、选育及保藏11

第一节 微生物工程的常用菌种及其作用11

一、细菌11

二、放线菌12

三、酵母菌13

四、霉菌13

五、担子菌14

六、藻类14

七、生物工程菌14

第二节 微生物资源14

一、微生物资源的特点14

二、微生物资源开发的基本程序15

三、微生物资源的分离与筛选15

第三节 优良菌种的选育及改造17

一、自然选育17

二、诱变育种17

三、杂交育种19

四、原生质体融合育种21

五、基因工程育种23

第四节 菌种的退化、复壮与保藏24

一、菌种退化24

二、菌种保藏的原理与方法24

三、菌种复壮27

本章小结27

思考题28

参考文献28

第三章 微生物工程的培养基29

第一节 培养基的成分及来源29

一、碳源29

二、氮源29

三、矿质元素30

四、水31

五、生长因子31

第二节 培养基的配制原则及营养调节32

一、培养基的配制原则32

二、营养物质的调节32

第三节 培养基的类型33

一、孢子培养基34

二、种子培养基34

三、发酵培养基34

本章小结34

思考题35

参考文献35

第四章 微生物工程灭菌、除菌设备及技术36

第一节 培养基灭菌概述36

一、培养基灭菌的原理36

二、培养基实验室小规模灭菌方法41

第二节 培养基的分批灭菌43

一、培养基分批灭菌概述43

二、培养基分批灭菌工艺流程46

第三节 培养基的连续灭菌47

一、培养基连续灭菌概述47

二、培养基连续灭菌的工艺流程49

第四节 空气除菌的方法及设备51

一、空气除菌的方法51

二、过滤除菌机理53

三、空气过滤除菌技术55

本章小结60

思考题60

参考文献60

第五章 微生物的代谢及其调节62

第一节 微生物的代谢类型和自我调节62

一、微生物的代谢类型62

二、微生物自我调节的部位63

第二节 酶活性调节64

一、酶活性调节的方式64

二、酶活性调节的机制65

第三节 酶合成调节67

一、酶合成调节的方式67

二、酶合成调节的机制70

第四节 代谢调控73

一、分支生物合成途径的调节73

二、次级代谢调节77

第五节 能荷调节83

本章小结84

思考题84

参考文献84

第六章 微生物反应动力学86

第一节 概述86

一、微生物的生长特性86

二、影响微生物反应的环境因素87

三、微生物反应的特点88

第二节 微生物反应过程动力学描述89

一、菌体生长动力学模型90

二、菌体生长动力学91

三、基质消耗动力学95

四、代谢产物形成动力学96

第三节 微生物反应动力学98

一、分批培养动力学98

二、连续培养动力学100

三、流加培养动力学104

本章小结107

思考题107

参考文献107

第七章 微生物工程的生物反应器108

第一节 生物反应器的设计基础108

一、生物反应器的特点108

二、生物反应器的设计目标与原则109

第二节 微生物工程的好氧发酵设备110

一、液态深层好氧发酵设备110

二、固态通风发酵设备124

第三节 微生物工程的厌氧发酵设备130

一、厌氧分批发酵设备130

二、厌氧连续发酵设备138

第四节 生物反应器的比拟放大141

一、几何尺寸放大141

二、空气流量放大142

本章小结143

思考题143

参考文献143

第八章 微生物工程的发酵技术145

第一节 微生物工程的发酵类型145

一、液态发酵145

二、固态发酵146

第二节 微生物工程发酵的一般过程148

一、种子扩大培养148

二、分批发酵150

三、连续发酵151

四、半连续发酵152

五、高密度细胞发酵153

六、混合发酵154

第三节 微生物工程的发酵工艺控制155

一、基质对发酵的影响及控制155

二、环境条件对发酵的影响及控制157

三、发酵终点的判断163

第四节 发酵过程的参数检测和自动控制164

一、发酵过程的参数检测164

二、发酵过程的自动控制167

第五节 发酵染菌的防治169

一、染菌的途径及分析170

二、染菌的判断与防治170

本章小结171

思考题172

参考文献172

第九章 微生物工程的固定化技术173

第一节 微生物酶固定化173

一、固定化酶的制备方法174

二、固定化酶的活力176

三、固定化酶的应用177

第二节 微生物细胞固定化177

一、固定化细胞的制备方法178

二、固定化细胞的应用181

本章小结183

思考题183

参考文献183

第十章 微生物工程下游技术184

第一节 概述184

一、微生物工程下游技术的特点184

二、微生物工程下游技术的一般过程185

第二节 发酵液的预处理和过滤186

一、发酵液的预处理187

二、发酵液的过滤188

三、微生物细胞破碎与分离189

四、包涵体的分离与蛋白质复性190

第三节 产品纯化与精制技术191

一、吸附法与沉淀法191

二、结晶法197

三、蒸馏法198

四、离子交换法198

五、萃取法201

六、膜分离法204

第四节 干燥技术205

一、干燥的基本概念206

二、干燥的过程分析与计算207

三、干燥设备210

本章小结211

思考题211

参考文献212

第十一章 微生物工程在农业上的应用213

第一节 微生物饲料213

一、饲料微生物213

二、单细胞蛋白213

三、青贮饲料215

第二节 微生物肥料218

一、微生物肥料的概念及作用219

二、微生物肥料种类219

第三节 微生物农药221

一、微生物农药的意义、分类及特征221

二、细菌杀虫剂221

三、病毒杀虫剂223

四、真菌杀虫剂224

五、农用抗生素224

六、其他杀虫剂225

本章小结225

思考题226

参考文献226

第十二章 微生物工程在制药业上的应用227

第一节 抗生素227

一、抗生素的定义227

二、医用抗生素应具备的条件227

三、抗生素的分类228

四、抗生素的应用230

五、抗生素的工业生产232

第二节 生物制品233

一、基本概念233

二、生物制品的分类234

三、生物制品的一般制备方法236

第三节 生理活性物质240

本章小结241

思考题241

参考文献241

第十三章 微生物工程在食品酿造业上的应用242

第一节 酿造酒242

一、白酒生产242

二、葡萄酒生产246

三、啤酒酿造249

四、黄酒酿造251

第二节 发酵食品254

一、面包254

二、发酵乳制品256

第三节 调味品257

一、食醋257

二、酱油258

三、酱类260

四、豆腐乳261

本章小结263

思考题263

参考文献264

第十四章 微生物工程在环保业上的应用265

第一节 污水的生物处理265

一、污水生物处理的基本原理与类型265

二、污水好氧生物处理技术266

三、污水厌氧生物处理技术274

第二节 固体废弃物的生物处理276

一、堆肥法276

二、卫生填埋法279

第三节 污染土壤的微生物修复280

一、原位修复281

二、非原位生物修复282

三、生物反应器处理283

本章小结283

思考题283

参考文献284

第十五章 微生物工程在能源开发业上的应用285

第一节 沼气285

一、沼气发酵机制285

二、沼气发酵的工艺条件287

三、沼气发酵的应用287

第二节 氢气288

一、氢气发酵机制288

二、氢气发酵的工艺288

第三节 乙醇289

一、乙醇发酵机制289

二、乙醇发酵的工艺290

三、乙醇发酵研究进展292

本章小结293

思考题293

参考文献293

第十六章 微生物工程在资源利用业上的应用294

第一节 微生物采矿294

一、细菌冶金的原理294

二、湿法冶金的微生物资源295

第二节 微生物采油299

一、微生物采油简介299

二、微生物采油机理及特点300

本章小结305

思考题305

参考文献305

第十七章 微生物工程在轻化工业上的应用307

第一节 酶制剂307

一、酶学基本原理307

二、生产酶的微生物种309

三、酶的发酵生产过程310

第二节 有机酸312

一、柠檬酸313

二、乳酸314

三、衣康酸316

四、苹果酸317

五、琥珀酸319

第三节 氨基酸319

一、氨基酸发酵工艺控制319

二、谷氨酸生产工艺322

三、赖氨酸生产工艺324

四、异亮氨酸、亮氨酸生产工艺324

第四节 核苷类物质325

一、肌苷326

二、鸟苷328

三、腺苷329

四、胞苷330

五、尿苷331

本章小结332

思考题333

参考文献333