發酵技術(第二版)（簡體書）

隨著生物技術的快速發展，現代發酵技術應運而生。發酵技術是工業生物技術的重要組成部分，在生物技術產業化方面顯示出越來越重要的作用，在現代工業發展中前景也愈加廣闊。
發酵技術課程是高職院校生物技術、生物製藥、食品類等專業的核心技能課程。本教材是根據《國家職業教育改革實施方案》及《職業教育提質培優行動計劃（2020—2023）》的精神和要求，合作開發的“校企雙元”職業教育教材，充分滿足高等職業教育人才培養目標，體現職業教育特色。本教材按照發酵工作的上遊流程、發酵流程、下遊流程的生產順序重新序化了內容，構建了完整的學習過程、生產過程，實現了知識體系的重構。全書按照工作過程設置項目，主要包括發酵技術崗前準備、發酵工業菌種的選育與保藏、發酵工業培養基的制備與優化、發酵工業的無菌操作、發酵工業的種子制備、發酵過程的控制、發酵罐的使用及放大、發酵產物的分離與精制等關鍵操作項目，以及發酵產品生產工藝。每個項目包括學習·思政育人目標、項目說明、基礎知識、工作任務、項目小結以及項目思考。基礎知識的介紹本著深度適宜、夠用為原則。工作任務以培養高端技能型人才為目的設計，以與工作崗位對接為原則。各項目之間既相互聯繫又相對獨立，教師可根據各學校的專業方向和特色選講或精講。
本書由全國多所高職高專院校的骨幹教師和企業人員聯合編寫，集思廣益，力求滿足全國高職院校發酵技術課程的不同需求。具體編寫分工如下：項目一由王濤編寫，項目二由楊新建編寫，項目三由孫佳（一和二）、錢淼（三和四、工作任務）編寫，項目四由王濤（一至三）、黃蓓蓓（四和五）、楊麗莉（工作任務）編寫，項目五由黃曉梅（一和二）、孫佳（三和四、工作任務）編寫，項目六由王濤（一至十）、胥麗麗（工作任務）編寫，項目七由王濤（一至三）、胥麗麗（工作任務）編寫，項目八由周桃英編寫，項目九由何敏（一和五，工作任務9-1至9-3、9-8）、宋娜（二和三，工作任務9-5至9-7）、馬艷華（四和六，工作任務9-4和9-9）、王濤（七和八，工作任務9-10）編寫。全書由許修宏審閱。
本教材介紹的關鍵技術配有講解與操作視頻，與“思政與職業素養目標”音頻、電子課件、項目思考參考答案一同以“二維碼”形式呈現。學生可掃碼觀看學習。視頻部分由何敏、周桃英、馬艷華、宋娜、楊新建、王濤完成，音頻由王濤完成，由黃曉梅和王濤統稿。通過對本教材的學習，學生可以獨立完成發酵菌種篩選、發酵工藝優化、發酵設備操作，能運用發酵相關知識解決生產過程中的問題，同時考取相關的職業技能等級證書。
本書在編寫過程中得到了作者所在院校領導的大力支持，編者在此表示衷心的感謝。另外，本書在編寫過程中也參考了同行專家的論文和著作等資料，在此向相關作者表示深深的謝意。
由於編者水平及時間有限，書中的不足與疏漏之處在所難免，懇切希望廣大讀者提出寶貴意見，以便再版時予以更正。

編者
2021年4月

項目一發酵技術崗前準備
【學習·思政育人目標】1
※ 項目說明1
※ 基礎知識2
一、發酵與發酵技術2
二、發酵技術的發展歷史2
三、發酵工業的特點及其範圍5
四、工業發酵的類型與工藝流程6
五、發酵產物的類型7
六、發酵技術的現狀及發展趨勢9
七、微生物初級代謝產物的生物合成與調控10
八、微生物次級代謝產物的生物合成與調控13
※ 工作任務15
工作任務1參觀發酵工業的工廠15
※ 項目小結16
【項目思考】16

項目二發酵工業菌種的選育與保藏
【學習·思政育人目標】17
※ 項目說明17
※ 基礎知識18
一、發酵工業常用菌種18
二、發酵工業菌種的分離篩選20
三、發酵工業菌種的鑒定24
四、發酵工業菌種的改良26
五、發酵工業菌種的退化與保藏30
※ 工作任務33
工作任務2-1抗生素產生菌的分離篩選33
工作任務2-2發酵工業菌種的鑒定36
工作任務2-3高產纖維素酶青霉菌的誘變選育38
工作任務2-4發酵工業菌種冷凍真空乾燥保藏39
※ 項目小結42
【項目思考】42

項目三發酵工業培養基的制備與優化
【學習·思政育人目標】43
※ 項目說明43
※ 基礎知識44
一﹑發酵工業培養基的基本要求和配制原則44
二、發酵工業培養基的成分及來源46
三、微生物培養基的類型50
四、發酵工業培養基的優化方法52
※ 工作任務55
工作任務3-1發酵工業培養基的配制及滅菌55
工作任務3-2發酵工業培養基的優化56
※ 項目小結58
【項目思考】58

項目四發酵工業的無菌操作
【學習·思政育人目標】59
※ 項目說明59
※ 基礎知識60
一、發酵工業污染的防治策略60
二、發酵工業無菌操作的基本概念66
三、發酵工業的無菌操作技術66
四、發酵培養基及設備管道滅菌68
五、空氣除菌75
※ 工作任務84
工作任務4-1發酵工業的設備管道滅菌84
工作任務4-2發酵工業的分批滅菌85
工作任務4-3發酵工業的連續滅菌87
工作任務4-4發酵工業的空氣滅菌89
※ 項目小結90
【項目思考】90

項目五發酵工業的種子制備
【學習·思政育人目標】91
※ 項目說明91
※ 基礎知識92
一、種子制備原理與技術92
二、影響種子質量的因素96
三、種子質量控制措施97
四、種子制備實例97
※ 工作任務98
工作任務5發酵工業的種子質量控制及評價98
※ 項目小結100
【項目思考】101

項目六發酵過程的控制
【學習·思政育人目標】103
※ 項目說明103
※ 基礎知識104
一、發酵過程控制概述104
二、溫度對發酵的影響及其控制105
三、pH對發酵的影響及其控制109
四、溶解氧對發酵的影響及其控制111
五、CO2和呼吸商對發酵的影響及其控制116
六、基質濃度對發酵的影響及其控制118
七、通氣攪拌對發酵的影響及其控制120
八、泡沫對發酵的影響及其控制121
九、高密度發酵及過程控制122
十、發酵終點的檢測與控制124
※ 工作任務125
工作任務6-1發酵條件的優化125
工作任務6-2發酵過程的參數控制127
※ 項目小結129
【項目思考】129

項目七發酵罐的使用及放大
【學習·思政育人目標】131
※ 項目說明131
※ 基礎知識132
一、發酵罐的類型與結構132
二、發酵罐的安裝和使用138
三、機械攪拌通風發酵罐的設計與放大140
※ 工作任務142
工作任務7-1發酵罐的使用142
工作任務7-2酵母菌的擴大培養145
※ 項目小結147
【項目思考】147

項目八發酵產物的分離與精制
【學習·思政育人目標】149
※ 項目說明149
※ 基礎知識150
一、發酵產物提取與精制的一般工藝流程150
二、發酵液的預處理及固液分離151
三、細胞破碎與濃縮技術154
四、發酵產物分離技術155
五、結晶與乾燥技術162
※ 工作任務163
工作任務8-1離子交換法提取抗生素163
工作任務8-2抗生素的結晶164
※ 項目小結165
【項目思考】166

項目九典型發酵產品的生產
【學習·思政育人目標】167
※ 項目說明167
※ 基礎知識168
一、 酒類生產168
二、氨基酸生產187
三、醬油和醋生產190
四、抗生素生產198
五、酸乳生產201
六、單細胞蛋白生產204
七、酶制劑生產206
八、基因工程菌的發酵213
※ 工作任務220
工作任務9-1酒精生產220
工作任務9-2葡萄酒生產221
工作任務9-3啤酒生產222
工作任務9-4抗生素生產——青霉素的發酵生產223
工作任務9-5谷氨酸鈉（味精）生產225
工作任務9-6醬油生產227
工作任務9-7食醋生產228
工作任務9-8酸乳生產229
工作任務9-9單細胞蛋白生產229
工作任務9-10澱粉酶生產230
※ 項目小結232
【項目思考】232
附表20℃下酒精密度與體積分數質量分數對照表233

參考文獻