第二版在保持第一版特色的同时，丰富生产应用开发实例，就卫生保健产品、食品和饮料发酵、食品添加剂和补充剂、微生物生物量的生产、微生物酶类、燃料和工业化学品、环境卫生物技术等专题展开论述。最新修订版还增加了有关发酵终点的判断，细胞自溶的监测，发酵染菌的防治与处理，发酵过程物理参数、化学参数、生物参数及间接参数检测等内容。此外还增加了一些新设备的介绍。
全书共分四大部分28章：第一部分微生物工程原理（9章），第二部分微生物工程下游加工工程（8章）第三部分微生物工程生产设备（4章），第四部分微生物工程生产工艺和产品，举例（7章）。本书将理科的有关知识与必要的工程技术知识有机结合，使学生既能掌握比较专业的理论知识，又能掌握基本的计算和设计工艺流程的原理和方法。
样章试读
目录
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第二版前言（修订）
第一版前言
§1 微生物工程概论 1
1.1 微生物工程的发展简史 1
1.1.1 传统的微生物发酵技术——天然发酵 1
1.1.2 第一代微生物发酵技术——纯培养技术的建立 2
1.1.3 第二代（近代）微生物发酵技术——深层培养技术 2
1.1.4 第三代微生物发酵技术——微生物工程 4
1.2 微生物工程的应用 5
1.2.1 微生物工程在食品工业中的应用 6
1.2.2 微生物工程在医药卫生中的应用 6
1.2.3 微生物工程在轻工业中的应用 11
1.2.4 微生物工程在化工能源产品中的应用 11
1.2.5 微生物工程在农业中的应用 11
1.2.6 微生物工程在环境保护中的应用 13
1.2.7 微生物工程在细菌冶金中的应用 13
1.2.8 微生物工程在高技术研究中的应用 14
§2 生产菌种的来源 15
2.1 生物物质产生菌的筛选 15
2.1.1 微生物是生物活性物质的丰富资源 15
2.1.2 含微生物材料的标本采集 15
2.1.3 标本的预处理 16
2.2 菌种的分离 17
2.2.1 施加选择性压力分离法 17
2.2.2 随机分离方法 19
§3 微生物的代谢调节和代谢工程 23
3.1 微生物的代谢类型和自我调节 23
3.1.1 代谢类型 23
3.1.2 微生物自我调节的部位 24
3.2 酶活性调节 24
3.2.1 酶的激活作用与抑制作用 25
3.2.2 酶活性调节的机制 26
3.3 酶合成的调节 27
3.3.1 酶合成的诱导作用 27
3.3.2 酶合成的阻遏 28
3.3.3 酶合成调节的机制 29
3.4 分支生物合成途径的调节 32
3.4.1 同工酶调节 33
3.4.2 协同反馈调节 33
3.4.3 累加反馈调节 33
3.4.4 增效反馈调节 34
3.4.5 顺序反馈调节 34
3.4.6 联合激活或抑制调节 35
3.4.7 酶的共价修饰 35
3.5 能荷调节 36
3.6 代谢调控 37
3.6.1 发酵条件的控制 38
3.6.2 改变细胞透性 39
3.6.3 菌种遗传特性的改变 40
3.7 次级代谢与次级代谢调节 41
3.7.1 初级代谢和次级代谢 41
3.7.2 次级代谢的调节类型 42
3.8 代谢工程 45
3.8.1 改变代谢途径 46
3.8.2 扩展代谢途径 50
3.8.3 转移或构建新的代谢途径 50
§4 优良菌种选育 52
4.1 自然选育 53
4.2 诱变选育 54
4.2.1 诱变育种的原理 54
4.2.2 诱变育种的基本方法 54
4.2.3 突变菌株的筛选 55
4.2.4 高通量筛选技术 59
4.3 杂交育种 60
4.3.1 细菌的杂交育种 60
4.3.2 放线菌的杂交育种 61
4.3.3 霉菌的杂交育种 63
4.3.4 酵母的杂交育种 64
4.4 原生质体融合技术 65
4.4.1 原生质体融合的优越性 65
4.4.2 原生质体融合方法 66
4.4.3 原生质体融合技术在微生物育种中的应用 67
4.5 基因工程技术 68
4.5.1 基因表达系统 69
4.5.2 利用大肠杆菌的表达系统 70
4.5.3 利用酵母菌的基因表达系统 74
4.5.4 基因工程菌的稳定性 77
§5 菌种保藏的原理和方法 79
5.1 斜面保藏法和穿刺保藏法 79
5.1.1 斜面保藏法 79
5.1.2 穿刺保藏法 80
5.2 沙土管干燥保藏法 80
5.3 真空冷冻干燥保藏法 81
5.4 液氮保藏法 82
5.5 悬液保藏法 82
5.6 低温保藏法 82
§6 培养基 83
6.1 培养基的成分 83
6.1.1 能源物质 83
6.1.2 碳源物质 84
6.1.3 氮源物质 85
6.1.4 无机盐和微量元素 86
6.1.5 前体 87
6.1.6 促进剂和抑制剂 88
6.1.7 水分 89
6.2 营养物质的调节 89
6.2.1 不同碳源的利用速度 89
6.2.2 氮源利用及与碳源利用的关系 90
6.2.3 碳氮比例的调节 90
6.2.4 前体的控制 91
6.2.5 补料 91
6.3 培养基的类型 92
6.3.1 孢子培养基 92
6.3.2 种子培养基 93
6.3.3 发酵培养基 93
§7 发酵工艺控制 94
7.1 温度对发酵的影响及其调节控制 94
7.1.1 温度对发酵的影响 94
7.1.2 影响发酵温度的因素：发酵热 97
7.1.3 发酵热的测定 98
7.1.4 最适温度的选择与发酵温度的控制 99
7.2 pH对发酵的影响及控制 100
7.2.1 pH对发酵的影响 100
7.2.2影响发酵 pH的因素 101
7.2.3 最适 pH的选择和调节 102
7.3 氧对发酵的影响 103
7.3.1 氧的传递和传质方程式 104
7.3.2 影响微生物对氧需求的因素 108
7.3.3 培养基的流变特性 111
7.3.4 影响供氧的因素 114
7.3.5 液相体积氧传递系数 KLa的测定 123
7.4 二氧化碳对发酵的影响及控制 125
7.4.1 二氧化碳的来源及对发酵的影响 125
7.4.2 二氧化碳浓度的控制 126
7.5 泡沫对发酵的影响与控制 127
7.5.1 泡沫产生的原因 127
7.5.2 泡沫对发酵的危害 128
7.5.3 泡沫的消长规律 128
7.5.4 泡沫的消除和防止 130
7.6 发酵终点的判断与自溶现象的检测 132
7.6.1 发酵终点的判断 132
7.6.2 细胞自溶的监测 133
7.6.3 影响自溶的因素 134
7.7 发酵染菌的防治与处理 134
7.7.1 染菌途径分析 135
7.7.2 染菌判断与防治 135
§8 发酵过程的参数检测和自动控制 137
8.1 发酵过程的参数检测 137
8.1.1 物理参数检测 139
8.1.2 化学参数检测 150
8.1.3 间接参数检测 164
8.2 发酵过程的自动控制 169
8.2.1 基本的自动控制系统 169
8.2.2 发酵自控系统的硬件组成 172
§9 微生物反应动力学 174
9.1 发酵类型 174
9.1.1 第Ⅰ型 174
9.1.2 第Ⅱ型 175
9.1.3 第Ⅲ型 175
9.2 分批培养动力学 176
9.2.1 分批培养中细胞的生长动力学 176
9.2.2 分批培养中基质的消耗动力学 179
9.2.3 产物的生成动力学 181
9.3 连续培养动力学 182
9.3.1 连续培养的优点 182
9.3.2 单级连续培养 183
9.3.3 多级串联连续培养动力学 186
9.3.4 细胞循环使用的单级连续培养动力学 187
9.3.5 连续培养的实施 189
§10 微生物工程下游加工工程概论 192
10.1 微生物工程下游加工工程的特点和重要性 192
10.2 微生物工程下游加工工程的基本原理 193
10.3 微生物工程下游加工工程的一般程序 198
§11 发酵液的预处理和过滤 199
11.1 发酵液的预处理 199
11.1.1 高价无机离子的去除方法 199
11.1.2 可溶性杂蛋白质的去除方法 200
11.1.3 色素及其他物质的去除 201
11.2 发酵液的过滤 202
11.2.1 发酵液的过滤特性和滤饼的比阻值 202
11.2.2 影响发酵液过滤的因素 203
11.2.3 提高过滤性能的方法 204
11.3 微生物细胞的破碎和分离 205
11.3.1 微生物细胞壁的组成和结构 205
11.3.2 微生物细胞破碎的方法 207
11.3.3 细胞破碎率的测定 211
§12 沉淀法 213
12.1 盐析法 213
12.1.1 盐析原理——Cohn方程式 213
12.1.2 影响盐析的主要因素 215
12.2 等电点沉淀法 219
12.3 有机溶剂沉淀法 220
12.3.1 有机溶剂沉淀的原理 220
12.3.2 有机溶剂的选择和使用浓度计算 221
12.3.3 影响有机溶剂沉淀的因素 221
12.4 非离子型多聚物沉淀法 223
12.5 聚电解质沉淀法 224
§13 溶剂萃取法 225
13.1 溶剂萃取的原理 225
13.1.1 分配定律 225
13.1.2 弱电解质萃取的分配平衡 227
13.2 有机溶剂的选择 228
13.3 影响水相溶质溶解度的因素 229
13.3.1 离子强度 229
13.3.2 pH 230
13.3.3 温度 230
13.3.4 带溶剂的使用 230
13.4 乳化与去乳化 231
13.4.1 乳浊液的形成原因和稳定条件 231
13.4.2 去乳化的方法 233
13.5 萃取方法和理论得率计算 234
13.5.1 单级萃取 235
13.5.2 多级错流萃取 236
13.5.3 多级逆流萃取 237
13.5.4 萃取计算诺模图 238
§14 双水相萃取法 240
14.1 水相体系 240
14.1.1 双水相的形成 240
14.1.2 相图 241
14.2 分配理论 242
14.2.1 表面自由能的影响 242
14.2.2 表面电荷的影响 243
14.3 影响物质分配的因素 244
14.3.1 聚合物及其相对分子质量的影响 244
14.3.2 系线长度对分配平衡的影响 245
14.3.3 离子环境对分配的影响 245
14.3.4 pH的影响 246
14.3.5 温度的影响 246
14.4 双水相萃取技术的应用 247
14.4.1 酶的分离纯化 247
14.4.2 核酸的分离纯化 248
14.4.3 人生长激素的提取 248
14.4.4 β-干扰素的提取 249
14.4.5 病毒的分离纯化 249
14.4.6 双水相分析技术 249
14.5 双水相萃取技术的发展 250
14.5.1 提高分离效率的双水相萃取技术 250
14.5.2 廉价双水相系统的使用 252
§15 吸附法 253
15.1 吸附过程的基础理论 253
15.2 吸附类型 254
15.2.1 物理吸附 254
15.2.2 化学吸附 254
15.3 影响吸附的因素 255
15.3.1 吸附剂的性质 255
15.3.2 吸附物的性质 255
15.3.3 溶液 pH的影响 255
15.3.4 温度的影响 255
15.3.5 溶液中其他溶质的影响 256
15.4 大网格聚合物吸附剂 256
§16 离子交换法 257
16.1 离子交换树脂的分类 257
16.1.1 强酸性阳离子交换树脂 257
16.1.2 弱酸性阳离子交换树脂 258
16.1.3 强碱性阴离子交换树脂 258
16.1.4 弱碱性阴离子交换树脂 258
16.2 离子交换树脂的命名法 259
16.3 离子交换树脂的物理化学性能测定 260
16.3.1 交联度 260
16.3.2 膨胀度 260
16.3.3 交换容量 261
16.4 离子交换过程的机制 261
16.4.1 离子交换静力学 261
16.4.2 离子交换动力学 262
16.5 树脂的选择和操作条件控制 262
16.5.1 树脂的选择 262
16.5.2 操作条件的控制 263
§17 结晶法 264
17.1 晶体的一般性质 264
17.2 生物物质形成晶体的条件 265
17.2.1 样品纯度 265
17.2.2 溶液的饱和度 265
17.2.3 溶剂的性质 266
17.3 结晶的方法 266
§18 培养基灭菌及灭菌设备 268
18.1 灭菌的方法 268
18.2 培养基的灭菌 269
18.2.1 热灭菌的原理 269
18.2.2 培养基灭菌温度的选择 272
18.3 培养基的分批灭菌 274
18.3.1 升温阶段 274
18.3.2 冷却阶段 275
18.3.3 保温阶段 277
18.4 培养基的连续灭菌 277
18.4.1 连续灭菌的流程 277
18.4.2 连续灭菌的设备和计算 279
§19 发酵设备 286
19.1 机械搅拌发酵罐 286
19.1.1 发酵罐的基本条件 286
19.1.2 标准式发酵罐的几何尺寸 287
19.1.3 发酵罐的结构 287
19.2 其他类型的发酵罐 295
19.2.1 空气带升环流式发酵罐 295
19.2.2 机械搅拌自吸式发酵罐 299
19.2.3 高位塔式发酵罐 302
19.3 搅拌轴功率的计算 303
19.4 发酵罐的放大 307
19.4.1 几何尺寸放大法 307
19.4.2 空气流量放大法 308
§20 空气除菌设备 311
20.1 介质除菌的原理 311
20.1.1 惯性冲击滞留作用 311
20.1.2 拦截滞留作用 313
20.1.3 布朗扩散作用 313
20.1.4 重力沉降作用 313
20.1.5 静电吸引作用 314
20.2 介质过滤效率和过滤器计算 314
20.2.1 对数穿透定理 314
20.2.2 过滤器的计算 315
20.3 空气除菌设备 317
20.3.1 压缩空气的预处理 317
20.3.2 空气过滤除菌流程 320
§21 产品纯化设备 328
21.1 两相分离设备 328
21.1.1 过滤设备 329
21.1.2 离心分离设备 334
21.2 蒸发浓缩设备 338
21.2.1 真空浓缩器 340
21.2.2 薄膜蒸发器 340
21.3 干燥设备 344
21.3.1 气流干燥设备 345
21.3.2 沸腾干燥 346
21.3.3 喷雾干燥 348
第一～第三部分主要参考文献 350
§22 卫生保健产品 352
22.1 抗生素 352
22.1.1 抗生素的分类 353
22.1.2 抗生素的生产工艺 353
22.1.3 β-内酰胺类 354
22.2 麦角生物碱 361
22.3 类固醇的生物转化 362
22.3.1 微生物转化的反应类型 363
22.3.2 微生物转化工艺 364
22.3.3 犁头霉菌的 11β-羟化反应工艺 365
22.4 菌苗和疫苗 366
22.5 重组治疗用肽和蛋白质 369
22.5.1 DNase 370
22.5.2 促红细胞生成素 370
22.5.3 人生长激素 370
22.5.4 胰岛素 372
22.5.5 干扰素 372
22.5.6 白介素 373
22.5.7 组织血纤维蛋白溶酶原激活剂 373
22.5.8 胶原质 373
22.5.9 作为治疗药剂的噬菌体 374
主要参考文献 374
§23 食品和饮料发酵 376
23.1 酒精饮料 376
23.1.1 啤酒酿造 377
23.1.2 葡萄酒生产 395
23.1.3 苹果酒生产 400
23.1.4 蒸馏饮料 403
23.2 醋的生产 404
23.2.1 醋的发酵 404
23.2.2 醋的加工方法 405
23.2.3 精加工工艺 407
23.2.4 工艺改进 407
23.3 奶制品发酵 408
23.3.1 黄奶油加工 408
23.3.2 酸乳酪生产 408
23.3.3 干酪生产 409
23.4 益生菌 411
23.5 其他传统发酵食品 412
主要参考文献 412
§24 食品添加剂和补充剂 415
24.1 风味剂 416
24.2 脂类 417
24.3 天然食品防腐剂 418
24.3.1 天然食品防腐剂简介 418
24.3.2 乳酸链球菌肽（尼生素） 419
24.4 核苷酸和相关化合物 421
24.5 维生素 421
24.5.1 维生素 C 421
24.5.2 胡萝卜素 422
24.5.3 钴胺素（维生素 B12） 423
24.5.4 核黄素（维生素 B2） 423
主要参考文献 424
§25 微生物生物量的生产 426
25.1 面包酵母加工 426
25.2 单细胞蛋白生产 427
25.2.1 碳素原料 429
25.2.2 单细胞蛋白生产工艺 430
25.3 蘑菇 436
25.3.1 双孢蘑菇 436
25.3.2 特殊的蘑菇 437
主要参考文献 438
§26 微生物酶类 439
26.1 商业微生物酶的生产 443
26.2 去垢剂酶 446
26.3 淀粉处理酶类和有关的糖酶 446
26.4 干酪生产用酶 448
26.5 用于植物汁液生产的酶 448
26.6 纺织品加工用酶 449
26.7 皮革加工用酶 450
26.8 在木质纸浆中使用的酶 450
26.9 用于有机合成催化剂的酶 451
主要参考文献 452
§27 燃料和工业化学品 453
27.1 烷烃 453
27.2 丁醇 454
27.3 工业生产乙醇 456
27.3.1 玉米淀粉生物转化 458
27.3.2 木质纤维素材料的生物转化 459
27.4 氢气 461
27.5 电力 462
27.6 氨基酸 463
27.6.1 菌种 463
27.6.2 培养基 464
27.6.3 发酵条件控制 464
27.6.4 氨基酸分离纯化 465
27.6.5 L-谷氨酸 465
27.6.6 L-赖氨酸 468
27.6.7 异亮氨酸、亮氨酸生产工艺 471
27.6.8 其他氨基酸的生产方法 472
27.7 有机酸 473
27.7.1 柠檬酸 473
27.7.2 葡萄糖酸 477
27.7.3 衣康酸 477
27.7.4 乳酸 478
27.8 聚羟基链烷酸酯（或盐） 478
27.9 多元醇 479
27.10 微生物的胞外多糖 480
27.10.1 黄原胶 481
27.10.2 黄原胶生产 484
27.11 生物乳化剂 485
主要参考文献 486
§28 环境生物技术 488
28.1 废物和污水的处理 488
28.1.1 废物和废水的来源 489
28.1.2 水质污染的衡量指标 490
28.1.3 处理方法 491
28.2 肥料堆制 507
28.3 青贮饲料 508
28.4 异型生物物质的生物降解 508
28.5 生物补救 509
28.6 生物采矿（矿石浸提） 510
28.7 煤的微生物脱硫 513
28.8 生物杀虫剂 513
主要参考文献 516
京公网安备 11010102004214号