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内容简介

　　《发酵工程实验技术》是一本系统介绍发酵工程实验技术的专著。全书共分11章，重点介绍涉及各种生物反应器的微生物细胞、动物细胞和植物细胞培养技术，包括发酵工程实验室的建立、实验室规模生物反应器的使用、菌种保藏、接种技术、无菌操作技术、发酵过程的检测与传感器、连续培养和补料分批培养操作技术等内容，还详细讨论了发酵过程控制、建模和仿真等发酵工程领域的前沿技术。《发酵工程实验技术》将国外最新实验技术、国内现有的实验材料以及作者自己的科研有机地结合起来，前沿性、实践性和系统性构成了《发酵工程实验技术》的特色。
　　《发酵工程实验技术》可供人事发酵工程、生化工程、生物工程、环境工程和制药工程的广大高校师生作为实验技术专著阅读使用，也可供上述领域的企业生产、技术和管理人员的参考。

内页插图

目录

第一章 发酵过程简介和发酵工程实验室的建立
第一节 发酵的基本内容
一、发酵过程的范围
二、发酵工业发展的过程
三、发酵过程的组成部分
第二节 发酵工程实验室的基本条件
一、建立发酵实验室需考虑的因素
二、发酵工程实验室
第三节 发酵工程实验室的公用设施
一、空气
二、蒸汽
三、水
四、电
五、气
第四节 生物反应器及其附属设备
一、发酵罐
二、附属设备
第五节 生物安全实验室的创建方法
一、微生物的安全性
二、化学的安全性
三、其他方面的安全性

第二章 实验室规模生物反应器的使用
第一节 概述
一、生物反应器及其分类
二、实验室规模生物反应器
第二节 实验室规模发酵罐的种类及使用
一、实验室规模发酵罐简介
二、实验室规模发酵罐的使用
第三节 固态发酵设备的种类及使用
一、固态发酵简介
二、固态发酵反应器及使用
第四节 固定化细胞及固定化酶反应器的种类
及使用
一、固定化细胞及固定化酶反应器的种类
二、固定化细胞及固定化酶反应器的应用
第五节 参数检测装置
第六节 混合、传质和供氧
一、概述
二、生物反应器中的搅拌器及搅拌流型
三、K的测定
实例1小型发酵罐用于透明质酸发酵

第三章 菌种保藏、接种物的制备及接种
技术
第一节 菌种保藏方法
一、菌种保藏和菌株收集管理
二、操作方法
三、菌种保藏管理
第二节 接种技术、接种物的制备和种子扩大培养
一、接种技术
二、种子制备
第三节 菌种衰退及复壮方法
一、菌种的退化及其表现
二、菌种退化的原因
三、菌种退化的防治
四、菌种的复壮
第四节 国内外主要菌种保藏中心介绍
一、国内的菌种保藏中心
二、国外著名菌种保藏中心
实例2漆酶生产菌株的筛选、鉴定和保藏
一、漆酶生产菌株的筛选
二、漆酶生产菌株的鉴定
三、漆酶生产菌株的保藏

第四章 无菌操作技术
第一节 实验室无菌操作技术
一、概述
二、灭菌方法及操作
第二节 发酵罐及容器的灭菌
一、灭菌方法的选择
二、准备和灭菌
三、化学灭菌
第三节 液体培养基的灭菌
一、培养基的配制
二、培养基成分的类型
三、间歇灭菌及操作
四、连续灭菌
第四节 无菌空气的制备
一、空气灭菌的要求和方法
二、空气过滤除菌技术
第五节 无菌接种和取样操作技术
一、管路和辅助容器的要求
二、接种操作
三、取样操作
实例3过氧化氢酶发酵过程的灭菌和无菌操作

第五章 发酵过程的检测与传感器
第一节 概述
一、发酵过程检测的参数
二、用于发酵过程检测的传感器
第二节 发酵过程pH的检测及其传感器
一、pH传感器的工作原理
二、pH传感器的使用
第三节 发酵过程中溶氧的检测与溶氧电极
一、溶氧电极装置
二、电极的制备和安装
三、溶氧电极的使用
第四节 氧化还原电位电极
一、氧化还原电位电极的工作原理
二、装置
三、常规操作、灭菌和使用
四、测试与校准
第五节 菌体浓度和生物量的检测
一、菌体浓度和生物量的检测方法及原理
二、菌体浓度和菌体密度的检测实验
第六节 发酵过程中其他参数的检测及其传感器
一、温度
二、压力
三、黏度的检测及黏度计
四、溶解c02传感器
五、泡沫电极
六、离子选择性电极
七、发酵液的荧光检测
八、流速(流量)测定
九、发酵液液量和液位检测
十、尾气分析
十一、软件传感器
第七节 生物传感器在发酵过程检测中的应用
一、生物传感器的类型及结构原理
二、生物传感器在发酵过程检测中的应用
实例4谷氨酰胺转胺酶发酵过程的数据检测

第六章 连续培养操作技术
第一节 概述
一、基本概念
二、连续培养的特点
三、连续培养的应用
四、连续培养的操作简介
第二节 连续培养的控制技术
一、连续培养的基本理论
二、实验设计与操作
第三节 连续培养的附属设备
一、连续培养的一般设备
二、设备的选择与设计
第四节 连续培养的应用
一、概述
二、应用操作
实例5连续培养筛选耐高渗酵母
一、实验操作
二、结果

第七章 补料分批培养操作技术
第一节 概述
一、补料分批培养的基本概念
二、补料分批培养的优缺点
三、补料分批培养的适用范围
四、补料分批培养的类型
第二节 补料分批培养的控制技术
一、补料分批培养的控制原理
二、补料分批培养的控制技术
三、补料分批培养控制技术的实验操作
第三节 补料分批培养的附属设备
一、附属贮罐
二、泵
三、补料控制器
第四节 高密度细胞培养技术
一、高密度细胞培养技术的理论依据
二、高密度细胞培养的方法
三、补料分批培养在高密度细胞培养中的应用
实例6重组毕赤酵母产碱性果胶酶的分批补料发酵
一、分批补料发酵的理论计算和分析
二、分批补料的过程监测和控制
三、分批补料发酵的结果与分析
四、总结

第八章 发酵过程的控制技术与方法
第一节 概述
一、基本概念
二、发酵过程控制
第二节 发酵设备的传感器、变送器、执行
机构和变频器
一、变送器
二、执行机构
三、变频器
第三节 发酵系统及发酵过程控制
一、发酵系统的功能
二、发酵过程控制系统
三、发酵过程的控制方式
四、发酵过程的控制方法
五、发酵过程参数控制
第四节 发酵单元
一、基本实验室发酵单元
二、非基本实验室发酵单元
实例7透明质酸发酵过程控制
一、透明质酸发酵过程中的溶氧控制
二、透明质酸发酵过程的pH控制
三、透明质酸发酵过程中的温度控制

第九章 发酵过程建模与仿真
第一节 概述
第二节 微生物反应过程的速率方程
一、细胞生长
二、基质消耗
三、产物生成
四、相界传递
第三节 微生物发酵过程的模型建立
一、细胞生长的动力学模型
二、分批发酵过程动力学模型
三、连续发酵过程动力学模型
四、补料分批发酵过程模型
五、理想生物反应器的质量平衡及模型
第四节 发酵过程仿真
一、数字仿真
二、公式化及问题的仿真求解
三、数字求解
四、数字仿真编程语言
五、交互式仿真语言
实例8基于动力学模型的丙酮酸发酵
一、奇异流加葡萄糖强化丙酮酸生产的过程功能
二、基于动力学模型调控温度强化丙酮酸发酵的过程功能
主要参考文献

精彩书摘

　　第一章 发酵过程简介和发酵工程实验室的建立
　　第一节　发酵的基本内容
　　发酵一词来源于拉丁文“fervere”，是指酵母作用于果汁或麦芽汁所表现出来的“沸腾”现象，这种现象是由果汁或麦芽汁中含有的糖厌氧发酵产生的二氧化碳气泡引起的。然而对于生物化学家和工业微生物学家来说，发酵还有不同的含义。从生物化学的角度来说，发酵是指微生物在无外源电子受体时，通过部分地氧化有机化合物而获得发酵产物并释放少量能量的过程，而对于工业微生物学家来说，发酵的定义则更为广泛。糖的分解代谢是一个氧化过程，它产生还原型吡啶核苷酸，而在后继过程中，还原型吡啶核苷酸又会被氧化。在好氧条件下，还原型吡啶核苷酸的氧化过程是通过细胞色素来进行电子传递的，氧作为最终电子受体。而在厌氧条件下，还原型吡啶核苷酸的氧化过程伴随着有机化合物的还原，这些有机化合物通常是分解途径的产物。在酵母对果汁或麦芽汁的作用过程中，NADH是通过丙酮酸还原为乙醇而再生的，在不同的微生物中，丙酮酸可以被还原成为不同的产物。严格来说，在生物化学上，发酵的定义应该是：发酵是一个有机化合物能同时作为电子供体和最终电子受体并产生能量的过程。
　　通过微生物（酵母）的作用，用果汁或麦芽汁来生产酒精已经有很多年的历史，这也是微生物代谢产物的第一次工业化生产过程。因此工业微生物学家拓宽了发酵的意义：任何通过大规模培养微生物来生产产品的过程都是发酵过程。例如酿造和有机溶剂的生产都属于发酵过程，广义上的发酵包括微生物的好氧过程。

前言/序言

　　发酵工程实验技术是发酵工程、生化工程、生物工程、环境工程和制药工程等领域的基础实验技术。本书的第一版自上市以来得到了众多读者的充分肯定与支持。
　　然而随着发酵工程技术在中国的进步和发展，读者也对本书提出了更高的要求。更多的读者希望能够通过本书对发酵工程领域的前沿实验技术和研究方法有所了解，尤其希望把本书中的实验实例作为参考，直接指导相关的发酵实验操作。基于此，作者在第一版的基础上，对原有的实验技术理论部分进行了精简，并在每章增加了作者所从事的发酵工程研究的最新实验技术和研究方法，作为实例供读者参考。
　　同时为了能更加全面地介绍微生物发酵的内容，本版中去掉了动物细胞培养和植物细胞培养的内容，把余下来的篇幅留给了微生物细胞培养部分，所以本版中有关微生物细胞发酵实验技术的内容明显增多，内容更加丰富、集中。
　　希望通过本书的编写，能够帮助和指导发酵工程领域的研究人员，在理解学科理论知识的基础上，熟悉和掌握实验技术。同时也希望读者能够对发酵工程领域的最新实验方法加以实践、熟练和创新，从而解决发酵工程研究中的科学问题和技术问题，推动新理论的建立，促进新产品的开发和应用。
　　特别感谢中国工程院院士、江南大学生物工程学院教授伦世仪先生对作者的鼓励和指导！为本书编写提供资料和帮助的还有：刘龙、刘志钰、周景文、刘松、秦义、姚丹丹、许晓娟、汪志浩等，在此由衷感谢！
　　由于作者水平有限，尽管对本书进行了大量校验工作，书中仍难免存在一些疏漏，敬请各位读者批评指正。如蒙赐教，万分感谢！
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