生物工藝原理（第二版）

《生物工藝原理（第二版）》是2008年化學工業出版社出版的圖書，作者是賀小賢。

基本信息

生物工藝原理（第二版）

所屬類別

教材 >> 本科 >> 本科生物

作者：賀小賢 主編

出版日期：2008年1月 書號：978-7-122-01476-4

開本：16 裝幀：平 版次：2版1次 頁數：324頁

內容簡介

本書將發酵各種生物工藝的基本共性理論和工程知識歸納，按單元操作歸納組成新體系，系統介紹生物工藝原理和生產技術，同時涵蓋了現代生物工程的最新進展，如工程菌株構建、動植物細胞大規模培養及固定化技術的現代套用等。本書主要內容包括生物工業菌種與種子的擴大培養、發酵培養基及其製備、滅菌與空氣的淨化、發酵機制與代謝調控、生物反應動力學、生物工藝過程控制、基因工程菌的發酵生產、發酵生產染菌及其防治、固定化酶與固定化細胞技術、動植物細胞大規模培養，並簡要介紹了幾種生物工業產品的生產工藝。

目錄

第一章總論1

一、生物技術及其產業的發展回顧與展望1

二、生物反應過程的組成與特點9

三、微生物工程的套用領域10

四、生物工藝發展簡史12

五、生物工藝原理課程的內容和任務13

第二章生物工業菌種與種子的擴大

培養15

第一節工業生產常用的微生物及要求15

一、工業生產常用的微生物15

二、微生物工業對菌種的要求16

第二節工業微生物菌種的衰退、

復壯與保藏16

一、微生物菌種的衰退16

二、菌種的復壯19

三、菌種的保藏20

第三節工業微生物菌種的選育21

一、自然選育22

二、誘變育種24

第四節生產菌種的改良35

一、原生質體融合技術36

二、DNA重組技術38

第五節種子的擴大培養52

一、種子擴大培養的任務52

二、種子製備的過程52

三、種子培養53

四、種子質量的控制54

思考與練習題58

第三章發酵培養基及其製備59

第一節發酵培養基的選擇59

一、發酵培養基選擇的依據59

二、發酵培養基成分選擇的原則60

第二節發酵培養基的設計與最佳化61

一、發酵培養基配製時應注意的問題61

二、發酵培養基設計時應注意的問題62

三、培養基的設計與最佳化63

第三節發酵培養基的成分及來源65

一、工業上常用的碳源66

二、工業上常用的氮源66

三、無機鹽66

四、生長因子67

五、前體物質和促進劑69

第四節澱粉水解糖的製備72

一、澱粉水解糖的製備方法72

二、澱粉酸水解原理74

三、澱粉酸水解工藝76

四、雙酶水解法製糖78

五、水解糖液的質量要求83

第五節糖蜜原料85

一、糖蜜原料的分類85

二、糖蜜原料的性質和組成85

三、糖蜜的預處理85

第六節石油代糧發酵的原料86

一、石油代糧發酵的特點86

二、石油代糧發酵原料的選擇87

第七節其他原料發酵87

一、農作物纖維下腳料88

二、森林和木材加工工業的下腳料89

三、工廠纖維和半纖維素下腳料89

四、城市廢纖維物質89

五、亞硫酸鹽廢液90

六、食品加工業下腳料90

思考與練習題90

第四章滅菌與空氣的淨化91

第一節滅菌91

一、滅菌的方法91

二、濕熱滅菌的原理93

三、發酵培養基的滅菌96

四、培養基與設備、管道滅菌條件99

第二節空氣的淨化100

一、空氣淨化的方法100

二、空氣淨化的流程101

三、空氣的過濾除菌原理和介質103

思考與練習題109

第五章發酵機制與代謝調控110

第一節厭氧發酵機制與代謝調控111

一、酵母菌的酒精發酵111

二、細菌的酒精發酵114

三、乳酸發酵114

四、甘油發酵115

五、丙酸和丁酸發酵116

六、己酸發酵117

七、甲烷（沼氣）發酵117

第二節好氧發酵與代謝調控118

一、檸檬酸發酵119

二、醋酸發酵122

三、衣康酸發酵122

四、葡萄糖酸發酵123

五、胺基酸發酵123

六、核苷酸發酵130

七、抗生素髮酵134

思考與練習題143

第六章生物反應動力學144

第一節生物反應過程動力學描述144

一、菌體生長速率144

二、基質消耗速率144

三、代謝產物的生成速率145

第二節生物反應模式與發酵方法145

一、生物反應動力學分類146

二、發酵方法148

第三節微生物發酵動力學153

一、分批發酵動力學154

二、補料分批發酵動力學159

三、連續發酵動力學161

第四節微生物生長代謝過程中的

質量平衡164

一、微生物生長代謝過程中基質與

產物之間碳元素平衡164

二、微生物生長過程中的碳源平衡165

三、微生物生長代謝過程中的氮平衡166

四、微生物生長代謝過程中的氧平衡167

五、YATP與ATP平衡167

六、通風培養時氧的消耗與ATP

數量之間的關係168

第五節微生物生長代謝過程的數學模型169

一、分批培養微生物生長的數學模型169

二、連續培養微生物生長的數學模型171

三、發酵工藝最最佳化控制173

思考與練習題174

第七章生物工藝過程控制175

第一節發酵過程中的代謝變化與

控制參數175

一、初級代謝的代謝變化175

二、次級代謝的代謝變化176

三、發酵過程的主要控制參數178

第二節溫度對發酵的影響及其控制180

一、溫度對發酵的影響180

二、影響發酵溫度變化的因素180

三、溫度的控制181

第三節pH值對發酵的影響及其控制182

一、pH值對發酵的影響182

二、發酵過程pH值的變化183

三、發酵pH值的確定和控制183

第四節溶解氧對發酵的影響及其控制185

一、溶解氧對發酵的影響185

二、供氧與微生物呼吸代謝的關係186

三、發酵過程溶解氧的變化188

四、溶解氧濃度控制189

第五節菌體濃度與基質對發酵的影響

及其控制190

一、菌體濃度對發酵的影響及其控制190

二、基質對發酵的影響及其控制191

第六節CO2和呼吸商193

一、CO2對菌體生長和產物

生成的影響193

二、排氣中CO2濃度與菌體量、pH值、

排氣氧之間的關係194

三、呼吸商與發酵的關係195

四、 CO2濃度的控制195

第七節泡沫對發酵的影響及其控制196

一、泡沫的形成及其對發酵的影響196

二、泡沫的消除197

第八節發酵終點的判斷198

一、經濟因素199

二、產品質量因素199

三、特殊因素199

第九節發酵過程檢測與自控199

一、發酵感測器201

二、發酵過程其他重要檢測技術203

三、發酵過程變數的間接估計205

四、發酵過程自控208

思考與練習題212

第八章基因工程菌的發酵生產213

第一節基因工程菌的穩定性213

一、影響質粒穩定性的因素214

二、提高質粒穩定性的措施215

第二節基因工程菌的培養工藝216

一、培養基的組成與培養條件217

二、基因工程菌發酵的工藝過程217

三、基因工程菌的培養設備218

四、高密度發酵219

第三節基因工程菌發酵過程的

檢測與控制222

一、發酵培養的檢測與控制參數222

二、生物學參數的檢測與控制222

三、物理化學參數的檢測與控制224

第四節工程菌的防護及基因工程

產物的提取225

一、基因重組菌外漏的防範225

二、基因工程產物的提取226

思考與練習題227

第九章發酵生產染菌及其防治228

第一節染菌對發酵的影響228

一、染菌對不同發酵過程的影響228

二、染菌發生的不同時間對發酵的影響228

三、染菌程度對發酵的影響229

第二節發酵異常現象及原因分析229

一、種子培養和發酵的異常現象229

二、染菌的檢查和判斷230

三、發酵染菌原因分析231

第三節雜菌污染的途徑和防治233

一、種子帶菌及其防治233

二、空氣帶菌及其防治233

三、操作失誤導致染菌及其防治233

四、設備滲漏或“死角”造成的

染菌及其防治234

五、噬菌體污染及其防治235

六、雜菌污染的挽救與處理236

思考與練習題237

第十章固定化酶與固定化細胞技術238

第一節固定化酶238

一、固定化酶製備的方法238

二、固定化酶的性質242

三、影響固定化酶性能的因素243

第二節輔因子的定義、分類及固定化243

一、輔因子的定義及分類243

二、輔因子的固定化244

三、輔酶的再生244

第三節固定化細胞245

一、固定化細胞分類、形態特徵和

生理狀態245

二、固定化細胞的製備246

三、固定化細胞的效果246

四、培養條件對質粒穩定性、菌體量及

克隆基因產物的影響247

第四節固定化生物催化劑的表征248

一、固定化酶（細胞）的活力248

二、偶聯率及相對活力的測定248

三、固定化酶（細胞）的半衰期249

四、載體活化程度和固定化配基

密度的測定249

第五節固定化技術的套用249

一、利用固定化微生物生產各種產物249

二、利用固定化微生物細胞(酶)

製造生物感測器250

三、藥物控釋載體250

四、酶的結構與功能研究252

五、其他方面的套用253

第六節共固定化技術253

思考與練習題254

第十一章動植物細胞大規模培養255

第一節動物細胞的培養255

一、動物細胞的形態255

二、動物細胞培養的套用256

三、動物細胞培養基的組成257

四、動物細胞培養的環境要求258

五、動物細胞培養的方法260

六、動物細胞培養的工藝263

七、細胞培養用生物反應器264

八、細胞代謝267

第二節植物細胞的培養269

一、植物細胞培養流程269

二、植物細胞培養基的組成270

三、植物細胞培養的方法271

四、植物細胞的大規模培養技術272

五、影響植物細胞培養的因素274

思考與練習題276

第十二章生物工藝實例簡介277

第一節啤酒生產工藝277

一、啤酒生產原輔料277

二、麥芽製造277

三、麥芽汁製備280

四、啤酒發酵281

第二節有機酸發酵生產工藝282

一、有機酸的來源與用途282

二、衣康酸的發酵生產工藝283

三、檸檬酸的深層發酵工藝284

第三節胺基酸生產工藝285

一、胺基酸發酵的工藝控制286

二、谷氨酸生產工藝287

三、賴氨酸生產290

第四節酶製劑生產工藝291

一、微生物細胞生長與產酶的關係291

二、微生物酶合成的調節與控制292

三、微生物酶的生產條件293

四、酶的提取技術295

五、微生物蛋白酶生產工藝296

六、澱粉酶的生產工藝296

第五節抗生素生產工藝298

一、抗生素的套用298

二、抗生素生產的工藝過程299

三、青黴素的生產工藝300

第六節單細胞蛋白生產工藝302

一、SCP生產的一般工藝過程303

二、SCP生產的微生物304

三、生產SCP的基質305

四、單細胞蛋白質的提取和純化305

第七節干擾素生產工藝306

一、干擾素概況306

二、干擾素的基本特性及作用特點307

三、干擾素的臨床套用307

四、傳統人白細胞干擾素IFNα

生產工藝308

五、基因工程假單胞桿菌發酵生產

干擾素α2b的工藝過程308

第八節維生素C生產工藝310

一、萊氏法生產工藝310

二、二步發酵法生產工藝310

思考與練習題312

參考文獻313