陈坚、堵国成主编的《发酵工程原理与技术》理论体系全面，紧紧围绕发酵工程上、中、下游技术而展开。内容包括微生物的筛选育种、发酵原料的预处理、无菌空气的制备、发酵过程动力学、发酵过程优化与控制、发酵过程的放大原理与技术、发酵产物的提取与精制等。

本书是一本适合生物工程专业本科生使用的教材，也适用于发酵工程、生物化工和生化工程等相关专业的研究生和科研人员参考。

陈坚、堵国成主编的《发酵工程原理与技术》共分为八章，第一章主要介绍了发酵工程的类型、特点、关键技术、现状以及发展趋势。第二章主要阐述了诱变育种技术、微生物生理学、基因工程与代谢工程以及系统生物学与合成生物学在工业微生物菌种选育方面的应用。第三、四章分别介绍了发酵培养基的制备原理与技术以及无菌空气的制备工艺及设备。第五章介绍了培养条件对发酵过程的影响、发酵动力学以及发酵罐设备。第六章介绍了常见的发酵过程优化技术，包括微生物培养环境优化、基于动力学模型的优化、分阶段优化技术、基因工程菌的优化等，并在此基础上介绍了发酵过程的一般放大原理和方法。第七章阐明了发酵过程检测与控制、发酵染菌及其防治技术以及发酵过程计算机接口技术在发酵工程中的应用。第八章主要阐述了发酵下游加工过程中发酵液预处理及发酵产物提取与精制的原理和技术。

《发酵工程原理与技术》可作为综合性大学和理工类院校生物工程专业及相关专业的本科生和研究生的教材，可供从事发酵工程、生物化工和生化工程等相关领域的科研人员和教学工作者参考。

第一章 绪论1

 第一节 发酵工程发展史和相关学科1

一、发酵工程的定义1

二、发酵工程发展史及相关学科1

 第二节 发酵工程类型与发酵过程特点4

一、发酵工程类型4

二、发酵过程特点5

 第三节 发酵工艺过程和关键技术5

一、发酵工艺过程5

二、发酵工程关键技术6

 第四节 发酵工业产品和现状7

一、发酵工业产品7

二、发酵工业现状7

 第五节 发酵工程发展趋势8

一、技术领域的扩展趋势10

二、应用领域的扩展趋势11

第二章 微生物菌种制备原理与技术13

 第一节 发酵工业微生物菌种13

一、概述13

二、发酵工业常用微生物种类13

三、发酵工业微生物的基本要求16

四、菌种的制备原理与方法16

五、适应性进化18

六、菌种的保藏19

 第二节 发酵微生物生理学21

一、概述21

二、微生物的遗传与繁殖21

三、底物的吸收与转运22

四、微生物的代谢与调控23

五、底物、中间产物、终产物与其他胁迫

条件下的响应和耐受25

 第三节 微生物诱变育种27

一、概述27

二、诱变技术28

三、诱变育种的筛选策略31

四、代谢控制育种32

五、高通量筛选技术33

 第四节 微生物原生质体育种与基因组改组育种34

一、概述34

二、微生物原生质体再生育种35

三、微生物原生质体诱变育种37

四、微生物原生质体转化育种38

五、微生物原生质体融合育种38

六、基因组改组育种40

 第五节 发酵微生物的基因工程与代谢工程育种42

一、概述42

二、发酵微生物的基因工程育种42

三、代谢工程育种45

四、基因工程菌的发酵特性47

五、基因工程菌的安全性49

 第六节 工业微生物的系统生物学与合成生物学49

一、概述49

二、组学技术及其在发酵工程中的应用50

三、系统生物学技术和基于系统生物学的菌种改造53

四、合成生物学及其在发酵工程中的应用53

第三章 发酵培养基的制备与灭菌56

 第一节 发酵工业原料56

一、发酵工业原料的种类及其组成56

二、发酵工业原料的选择原则62

三、生物合成的前体物质、抑制剂、促进剂63

四、原料预处理的目的64

五、原料预处理的方法65

 第二节 发酵培养基的设计67

一、发酵培养基设计的目的67

二、发酵培养基设计的基本原则69

三、发酵培养基设计的方法69

四、发酵培养基的优化70

 第三节 淀粉质原料的加工方法与设备70

一、淀粉水解的理论基础70

二、淀粉的液化方法与设备71

三、淀粉的糖化方法与设备72

四、不同发酵产品对淀粉质原料处理的要求73

 第四节 纤维质原料的加工方法75

一、酸水解75

二、酶水解77

 第五节 培养基及设备的灭菌79

一、培养基灭菌的目的、要求和方法79

二、湿热灭菌的理论基础81

三、培养基灭菌的工程设计83

第四章 无菌空气的制备85

 第一节 无菌空气制备的概述85

一、空气和无菌空气85

二、空气除菌的方法86

 第二节 空气介质过滤除菌的原理87

一、捕集效率87

二、空气过滤器除菌机制88

三、对数穿透定律91

四、微滤91

 第三节 介质过滤制备无菌空气的工艺和过滤器91

一、介质过滤制备无菌空气的工艺流程91

二、介质过滤的空气过滤器93

第五章 培养条件、操作方式与发酵罐设计97

 第一节 培养条件对发酵过程的影响97

一、培养基97

二、温度100

三、pH103

四、供氧对发酵过程的影响105

五、代谢产物及其他106

 第二节 发酵动力学112

一、发酵过程动力学分类112

二、发酵过程中的质量和能量平衡119

三、发酵过程动力学125

 第三节 发酵罐设备140

一、反应器的分类140

二、反应器的设计目标和原则141

三、机械搅拌通风发酵罐146

四、气升式发酵罐154

五、固态发酵罐156

第六章 发酵过程优化与放大158

 第一节 概述158

一、发酵过程优化的基本特征158

二、发酵过程优化的主要内容及步骤159

 第二节 微生物培养环境的优化161

一、微生物的营养需求161

二、微生物的环境条件167

三、培养环境优化的正交试验和响应面优化技术168

 第三节 基于发酵过程动力学模型的优化技术175

一、基于动力学模型的发酵过程优化的基本特征175

二、基于动力学模型的发酵过程优化的一般步骤175

 第四节 分阶段发酵优化技术175

一、分阶段优化技术的一般原理与步骤175

二、温度两阶段控制技术175

三、pH两阶段控制技术178

四、溶氧两阶段控制技术181

 第五节 基因工程菌的发酵优化182

一、基因工程菌发酵过程存在的问题183

二、基因工程菌发酵过程优化研究184

三、高密度培养技术在基因工程菌发酵过程优化中的应用186

 第六节 发酵过程放大188

一、发酵过程放大原理、原则与步骤188

二、发酵过程放大方法190

三、基于计算流体力学的发酵过程放大技术191

第七章 发酵过程监测与控制205

 第一节 概述205

一、发酵过程控制特性205

二、发酵过程主要检测参数205

三、发酵过程常用传感器207

 第二节 发酵过程主要状态参数的监测与控制207

一、发酵过程中温度的检测与控制207

二、发酵过程中pH的检测与控制210

三、发酵过程中溶氧的检测与控制214

四、发酵过程中泡沫的产生和消除217

五、发酵过程中CO2的浓度和呼吸商的检测218

六、发酵过程中细胞浓度、产物浓度和底物浓度的检测220

 第三节 发酵过程先进的控制技术225

一、基于人工神经网络的发酵过程模式识别与控制225

二、基于代谢网络模型的发酵过程在线控制232

 第四节 发酵染菌及其防治技术233

一、染菌对发酵的影响234

二、发酵染菌的分析235

三、杂菌污染的途径和防治237

四、故障诊断技术240

 第五节 发酵过程的计算机接口技术247

一、发酵过程的计算机控制原理247

二、发酵过程的计算机控制功能分析249

三、集散控制系统及接口技术249

第八章 发酵液预处理及发酵产物提取与精制271

 第一节 概论271

一、下游加工过程在发酵工程中的地位271

二、发酵下游加工过程的特点271

三、分离过程的机理与分离操作272

四、发酵工业下游技术的一般工艺过程272

 第二节 发酵液的预处理和固液分离274

一、发酵液的预处理目的和要求274

二、发酵液固液分离技术与设备276

三、微生物细胞的破碎283

 第三节 沉淀技术289

一、沉淀的原理与目的289

二、沉淀方法种类及要求291

三、沉淀技术应用296

 第四节 吸附技术297

一、吸附法的原理与目的297

二、吸附法的优缺点298

三、吸附剂的基本要求和种类298

四、吸附基本理论及影响吸附过程的因素300

 第五节 色谱技术303

一、概述303

二、色谱法基本原理303

 第六节 膜分离技术309

一、膜分离方法的分类309

二、表征膜性能的参数311

三、膜分离设备313

四、膜分离过程的操作特性和影响因素316

五、膜分离过程在发酵工业中的应用317

参考文献320