发酵工程是生物技术、生物工程、生物制药等专业的核心课程之一。《发酵工程原理与技术》第2版在第1版基础上修订而成，全书紧扣学科前沿和生物产业发展需求，将生物科技与工程学、技术经济学有机结合，实施以“解决生物产业中重要共性基础及关键技术问题”为导向的研究型教学，重点介绍发酵工程的基本理论、技术、方法及其应用，通过理论与实践教学结合，培养具有工程和经济观念的生物产业高素质工程技术创新人才。本书适应学生新的学习方式和自主学习需要，将传统纸质教材与数字资源有机整合，形成新形态立体化教材，具有很强的实用性和针对性。全书共20章，分为两大部分：第一部分介绍发酵工程原理与技术；第二部分理论联系实际，介绍发酵工程主要应用实践及典型案例，涵盖了发酵工程学科的主要内容。

本书配套的数字课程提供了与纸质教材相结合的发现之旅、深入学习、延伸阅读、案例、图片、视频、动画、教学课件、自测题和参考文献等，便于教师教学和学生学习。

本书可为高等学校生物技术、生物工程、生物制药类等专业本科教学使用，也可为从事相关学科教学、科研的工作人员和研究生提供参考。

前辅文
1 绪论
  1.1 发酵工程概述
   1.1.1 发酵工程概念
   1.1.2 发酵工程与其他相关学科的关系
   1.1.3 发酵工程的发展简史
   1.1.4 发酵工业的类型及特点
   1.1.5 工业发酵的一般过程
  1.2 发酵工程应用领域及前景
   1.2.1 传统发酵工程应用领域及产品类型
   1.2.2 现代发酵工程应用新领域及其发展前景
  1.3 发酵工程的特点及主要内容
   1.3.1 发酵工程的特点
   1.3.2 发酵工程的先修课程
   1.3.3 发酵工程的主要内容
   1.3.4 发酵工程的学科前沿
   1.3.5 发酵工程的学习方法
2 发酵工业菌种
  2.1 概述
   2.1.1 微生物类型
   2.1.2 工业微生物菌种
  2.2 菌种分离筛选与鉴定
   2.2.1 菌种分离筛选
   2.2.2 菌种鉴定
  2.3 发酵工业菌种选育
   2.3.1 自然选育
   2.3.2 诱变育种
   2.3.3 细胞工程育种
   2.3.4 基因工程育种
  2.4 发酵工业菌种保藏原理与方法
   2.4.1 菌种退化及其机理
   2.4.2 菌种保藏原理
   2.4.3 菌种保藏方法
3 发酵培养基设计与优化
  3.1 发酵培养基特点
   3.1.1 培养基分类
   3.1.2 发酵培养基的基本特点
  3.2 发酵培养基组成及其来源
   3.2.1 碳源
   3.2.2 氮源
   3.2.3 无机盐及微量元素
   3.2.4 水
   3.2.5 代谢调节物质
   3.2.6 其他
  3.3 发酵培养基设计
   3.3.1 发酵培养基设计依据
   3.3.2 发酵培养基设计原则
  3.4 发酵培养基优化
   3.4.1 发酵培养基优化思路
   3.4.2 发酵培养基优化方法
4 发酵工业主要装备
  4.1 发酵工业系统组成及其装备
   4.1.1 前处理车间
   4.1.2 发酵车间
   4.1.3 后处理车间
   4.1.4 公用车间
   4.1.5 其他装备
  4.2 发酵工业装备发展趋势
5 无菌原理与技术
  5.1 无菌概念
   5.1.1 消毒
   5.1.2 灭菌
   5.1.3 过滤除菌
   5.1.4 抑菌
  5.2 发酵工业污染危害及其防治
   5.2.1 污染的危害
   5.2.2 杂菌污染防治
  5.3 发酵工业的湿热灭菌
   5.3.1 湿热灭菌原理
   5.3.2 湿热灭菌在发酵罐及其附属设备灭菌中的应用
  5.4 空气除菌原理与流程设计
   5.4.1 空气除菌的重要性
   5.4.2 空气除菌的一般过程
   5.4.3 空气除菌流程设计原则
   5.4.4 空气除菌流程设计方法
6 种子扩大原理与技术
  6.1 种子扩大培养原理
   6.1.1 种子扩大培养的相关概念
   6.1.2 种子扩大培养原理及方法
  6.2 影响种子质量的主要因素及其控制
  6.3 不同微生物的种子扩大培养
   6.3.1 细菌发酵种子扩大培养及其特点
   6.3.2 真菌发酵种子扩大培养及其特点
   6.3.3 放线菌发酵种子扩大培养及其特点
7 发酵动力学
  7.1 概述
   7.1.1 发酵动力学概念
   7.1.2 发酵动力学主要内容
  7.2 分批发酵动力学
   7.2.1 微生物生长动力学
   7.2.2 底物消耗动力学
   7.2.3 发酵产物合成与微生物生长的动力学关系
   7.2.4 分批发酵的优缺点及其应用
  7.3 连续发酵动力学
   7.3.1 单级连续发酵动力学模型
   7.3.2 多级连续发酵动力学模型
   7.3.3 连续发酵的优缺点及其应用
  7.4 补料分批发酵动力学
   7.4.1 补料分批发酵动力学模型
   7.4.2 补料分批发酵的优缺点及其应用
  7.5 发酵动力学应用
   7.5.1 认识发酵过程特征
   7.5.2 用于发酵过程的优化与控制
   7.5.3 指导发酵过程放大
8 发酵过程氧的供需
  8.1 好氧微生物对氧的需求
   8.1.1 氧在微生物发酵中的作用
   8.1.2 微生物的耗氧特征
   8.1.3 影响微生物需氧的因素
   8.1.4 控制溶解氧的意义
  8.2 发酵体系中氧的传递
   8.2.1 氧的传递途径及传递阻力
   8.2.2 气体溶解过程的双膜理论
   8.2.3 氧的传递方程
  8.3 发酵体系中氧的供需动态关系
  8.4 发酵体系中影响供氧的因素
   8.4.1 影响推动力的因素
   8.4.2 影响KLa的因素
  8.5 溶解氧、摄氧率及KLa的测定
   8.5.1 发酵过程中氧的传递效率
   8.5.2 溶解氧的测定原理与方法
   8.5.3 摄氧率的测定原理与方法
   8.5.4 KLa的测定原理与方法
9 发酵过程放大
  9.1 概述
  9.2 发酵罐放大设计目标及主要依据
   9.2.1 发酵罐放大设计目标
   9.2.2 发酵罐放大设计的主要依据
  9.3 发酵罐的设计与放大
   9.3.1 发酵罐的放大设计任务
   9.3.2 发酵罐设计的基本原则
   9.3.3 发酵罐设计的基本要求
   9.3.4 发酵罐放大准则
   9.3.5 发酵罐放大方法
  9.4 发酵过程放大的应用
   9.4.1 细菌发酵过程放大
   9.4.2 放线菌发酵过程放大
   9.4.3 真菌发酵过程放大
10 发酵过程优化与控制
  10.1 概述
   10.1.1 发酵过程参数及其重要性
   10.1.2 发酵过程参数的优化与控制概述
  10.2 发酵过程参数的检测
   10.2.1 发酵过程物理参数检测
   10.2.2 发酵过程化学参数检测
   10.2.3 发酵过程生物参数检测
   10.2.4 发酵过程代谢通量分析
  10.3 发酵过程的主要影响因素及其控制
   10.3.1 温度对发酵的影响及其控制
   10.3.2 pH对发酵的影响及其控制
   10.3.3 溶解氧对发酵的影响及其控制
   10.3.4 基质浓度对发酵的影响及其控制
   10.3.5 泡沫对发酵的影响及其控制
   10.3.6 二氧化碳对发酵的影响及其控制
   10.3.7 多参数的综合控制
   10.3.8 发酵终点的判断
  10.4 发酵过程模拟
   10.4.1 过程方程及主要状态参数的确定
   10.4.2 发酵过程优化控制模型
   10.4.3 发酵过程建模和人工智能控制
  10.5 高密度发酵过程的优化控制
11 发酵产物分离纯化
  11.1 概述
  11.2 发酵液的预处理
   11.2.1 改变发酵培养物的过滤特性
   11.2.2 发酵液初步纯化
   11.2.3 固液分离技术
   11.2.4 细胞破碎技术
  11.3 发酵产物粗分离技术
   11.3.1 萃取分离技术
   11.3.2 浓缩技术
   11.3.3 沉淀分离技术
   11.3.4 吸附分离技术
  11.4 发酵产物精制技术
   11.4.1 色谱分离技术
   11.4.2 膜分离技术
   11.4.3 结晶技术
   11.4.4 干燥技术
12 发酵工业的清洁生产
  12.1 概述
   12.1.1 清洁生产的概念
   12.1.2 清洁生产的主要内容
  12.2 清洁生产与末端治理的比较
  12.3 发酵行业清洁生产的重要性
  12.4 发酵过程的清洁生产方法
   12.4.1 强化内部管理
   12.4.2 工艺技术改革与创新
   12.4.3 废弃资源的综合利用
  12.5 发酵工业清洁生产实例
13 发酵工厂工艺设计
  13.1 概述
   13.1.1 发酵工厂基本建设程序
   13.1.2 发酵工厂设计的基本内容
  13.2 发酵工厂总图布置
   13.2.1 工厂的厂址选择
   13.2.2 总平面设计
  13.3 发酵工艺流程设计
   13.3.1 工艺流程的设计原则
   13.3.2 工艺流程设计的步骤
  13.4 物料衡算与设备选型
   13.4.1 物料衡算
   13.4.2 主要技术经济指标
   13.4.3 设备选型
  13.5 发酵车间设备布置与管道设计
   13.5.1 车间设备布置
   13.5.2 车间工艺管道设计
  13.6 发酵工业“三废”处理及其工厂化设计
   13.6.1 废水
   13.6.2 废气
   13.6.3 废渣
  13.7 发酵工厂投资概算与经济评价
   13.7.1 建设项目总投资概算
   13.7.2 概算与经济评价中的费用计算
   13.7.3 产品成本计算
   13.7.4 借款利息和还款能力预测
   13.7.5 项目投资的经济评价
14 发酵经济学原理与应用
  14.1 概述
   14.1.1 经济学原理在发酵工业中的应用
   14.1.2 平衡点分析
   14.1.3 运筹学的线性规划模型
   14.1.4 投资回收期计算
  14.2 影响发酵成本的主要因素
   14.2.1 菌株选育成本分析
   14.2.2 发酵培养基成本分析
   14.2.3 无菌空气与通气搅拌成本分析
   14.2.4 热动力费的成本分析
   14.2.5 发酵工艺中不同培养方式的成本分析
   14.2.6 发酵产品分离纯化成本分析
   14.2.7 发酵规模成本分析
   14.2.8 主要成本因素的确定
  14.3 发酵过程经济学评价
   14.3.1 产物浓度
   14.3.2 生产效率
   14.3.3 底物转化率
   14.3.4 单位产品的能耗
  14.4 降低发酵成本的措施
15 发酵工程在医药领域中的典型应用
  15.1 维生素发酵生产
   15.1.1 维生素简介
   15.1.2 维生素的微生物来源
   15.1.3 维生素生产的应用实例
  15.2 核苷酸类药物的发酵生产
   15.2.1 核苷酸类药物概述
   15.2.2 核苷酸的生产
  15.3 医用酶制剂的发酵生产
   15.3.1 医用酶用途
   15.3.2 医用酶发酵生产工艺流程
   15.3.3 医用酶发酵原理及工艺控制
   15.3.4 医用酶的提取与精制
  15.4 甾体激素类药物的微生物转化
   15.4.1 甾体激素类药物概述
   15.4.2 微生物转化甾体化合物概述
   15.4.3 甾体化合物的微生物转化工艺
16 发酵工程在食品领域中的典型应用
  16.1 营养补充剂的发酵生产
   16.1.1 多不饱和脂肪酸简介
   16.1.2 多不饱和脂肪酸的合成及其调控
   16.1.3 多不饱和脂肪酸的纯化
   16.1.4 多不饱和脂肪酸发酵实例
   16.1.5 β-胡萝卜素的生产
   16.1.6 高产菌株的选育
   16.1.7 发酵工艺优化
   16.1.8 β-胡萝卜素的提取分离
  16.2 多糖的发酵生产
   16.2.1 多糖种类
   16.2.2 微生物多糖发酵生产工艺流程
   16.2.3 黄原胶发酵原理及工艺控制
   16.2.4 黄原胶的提取与精制
17 发酵工程在材料领域的典型应用
  17.1 聚乳酸的生产与乳酸发酵
   17.1.1 乳酸发酵菌种的选育
   17.1.2 廉价生产原料的筛选
   17.1.3 底物和产物抑制解除
   17.1.4 高生产率发酵
   17.1.5 目标产物的分离纯化
   17.1.6 应用案例
  17.2 聚羟基脂肪酸酯的发酵生产
   17.2.1 PHA简介
   17.2.2 PHA的生产菌株和原料
   17.2.3 PHA的生物合成途径
   17.2.4 PHA的发酵生产
   17.2.5 PHA的提取
  17.3 长链二元酸的发酵生产
   17.3.1 长链二元酸的应用
   17.3.2 长链二元酸的来源
   17.3.3 长链二元酸的发酵生产
   17.3.4 长链二元酸的分离提取
  17.4 细菌纤维素的发酵生产
   17.4.1 细菌纤维素的特点
   17.4.2 细菌纤维素的生物合成
   17.4.3 细菌纤维素的发酵生产
   17.4.4 展望
18 发酵工程在生物基化学品及能源领域中的典型应用
  18.1 乙醇的发酵生产
   18.1.1 乙醇发酵常用的原料
   18.1.2 原料的预处理
   18.1.3 乙醇发酵工艺流程
   18.1.4 乙醇发酵的菌种
   18.1.5 乙醇发酵案例
  18.2 丁醇的发酵生产
   18.2.1 丁醇简介
   18.2.2 丁醇微生物发酵
   18.2.3 生物丁醇生产限制因素、技术改进和发展方向
  18.3 丙二醇的发酵生产
   18.3.1 丙二醇理化性质及应用
   18.3.2 微生物法生产1,3-丙二醇
   18.3.3 1,3-丙二醇的提取
  18.4 现代沼气发酵技术
   18.4.1 沼气发酵原理
   18.4.2 沼气发酵的原料
   18.4.3 沼气发酵工艺
   18.4.4 影响沼气发酵的因素
   18.4.5 沼气发酵工程案例
  18.5 生物制氢技术
   18.5.1 生物制氢技术概述
   18.5.2 光合生物产氢
   18.5.3 发酵细菌产氢
   18.5.4 生物制氢案例
  18.6 微生物燃料电池
   18.6.1 微生物燃料电池概述
   18.6.2 微生物燃料电池分类
   18.6.3 产电微生物及胞外电子传递机理
   18.6.4 微生物燃料电池应用
19 发酵工程在现代农业中的典型应用
  19.1 生物农药的发酵生产
   19.1.1 微生物农药种类
   19.1.2 微生物农药发酵生产工艺流程
   19.1.3 苏云金芽孢杆菌发酵原理及工艺控制
   19.1.4 苏云金芽孢杆菌发酵液后处理与制剂
  19.2 生物肥料的发酵生产
   19.2.1 生物肥料种类
   19.2.2 生物肥料发酵生产工艺流程
   19.2.3 根瘤菌发酵原理及工艺控制
   19.2.4 根瘤菌发酵液后处理与制剂
  19.3 食用菌的发酵生产
   19.3.1 食用菌种类
   19.3.2 香菇多糖发酵生产
  19.4 生物饲料发酵生产
   19.4.1 生物饲料种类
   19.4.2 生物饲料发酵生产工艺流程
   19.4.3 发酵原理、工艺控制及后处理
  19.5 动物疫苗发酵生产
   19.5.1 动物疫苗种类
   19.5.2 动物疫苗生产工艺流程
   19.5.3 发酵原理及工艺控制
   19.5.4 发酵液后处理与制剂
20 发酵工程在工业有机废弃物处理中的典型应用
  20.1 概述
   20.1.1 工业有机废弃物及其治理策略
   20.1.2 工业有机废弃物的处理方法
   20.1.3 发酵工程在工业有机废弃物处理中的作用
  20.2 发酵工程在工业有机废弃物末端治理中的应用
   20.2.1 医药工业有机废弃物末端治理
   20.2.2 食品工业有机废弃物末端治理
   20.2.3 轻工业有机废弃物末端治理
  20.3 发酵工程在清洁生产中的应用
   20.3.1 医药工业清洁生产
   20.3.2 食品工业清洁生产
   20.3.3 轻工业清洁生产
   20.3.4 重工业清洁生产
参考文献