发酵生产技术 第4版

随着时代进步和科技发展，生物产业技术更新的步伐在加快，信息技术在教育教学中的应用也越来越普遍。为了更好地适应新时代教育教学的需要，解决人才培养中相关知识与现实生产脱节的问题，解决职业技术教育教学中相关知识难懂、难学问题，改变学生学习方式，提高学生学习兴趣，在教材中融入新知识、新技术已势在必行。

本次修订在保留第三版教材主体风格与内容的基础上，删除了过时的技术知识，增加了新技术、新工艺；对教学内容增加了专项实训，精选了六个涵盖发酵生产过程各重要环节的实训项目；对一些较为复杂的设备及工艺操作，增设了动画，设置了二维码，通过扫描二维码获取动画进行学习。另外，为了配套课程教学需要，开发了课程习题库。修订后的教材理论与实践紧密结合，体现了教材内容的适应性和实用性，表现形式的时代性。 

全书共十四章，于文国编写了绪论、第七章、第八章、第十章及第十二章；张铎编写了章、第三章、第五章、第十一章及第十三章；陶秀娥编写了第二章、第四章、第六章及第九章；全书由于文国统稿，由华北制药集团河北华民药业有限公司穆军明主审。

限于编者业务水平，以及编写时间仓促，不当之处敬请广大读者批评指正。

编者

2020年6月

本书主要介绍了微生物制药生产的主要工作任务及岗位职责要求、基本原理、生产工艺及操作过程、主要设备结构及作用、生产影响因素及工艺控制手段、生产过程问题分析及解决方法、物料与能量衡算等；介绍了典型微生物发酵产品的理化性质、生产原理、生产工艺过程及操作控制要点、技术发展等；简要介绍了发酵下游加工过程所涉及的基本技术及工业“三废”治理技术等。 本书是“十二五”职业教育国家规划教材，本次修订，书中补充了视频和动画资源，方便读者学习相关知识点。 教材内容适合于制药技术、生物技术类专业教学及职业技术人员培训，也可为发酵生产技术人员提供参考资料

于文国，河北化工医药职业技术学院，教务处长、教授。主讲《制药工厂设备及车间工艺设计》《化学制药工艺学》《生物化学》《细胞生物学》《发酵原理》《生物工艺学》《生物工程设备》《生化分离技术》等课程。指导生物化学制药技术专业生产实习、专业实验、毕业实习、毕业设计，指导生物化工工艺专业生产实习。主持建设省级示范专业—生物化学制药技术专业。主持建设中央财政支持的生物技术实训基地建设工作。指导建设了河北化工医药职业技术学院制药工程系生物类、化学合成、药物制剂、产品提取分离类实验室。多年在制药企业及啤酒企业进行生产实践，有丰富的实践经验。主持建设制药技术实训车间（包括市场调研、可行性研究报告、项目论证、工艺方案设计、设备选型等）。

绪论/1

一、微生物药物与微生物制药/1

二、微生物制药业的发展过程/3

三、微生物制药工业/4

四、微生物制药业的现状及发展方向/6

五、微生物发酵生产过程岗位基本职责要求/6

思考题/8

章培养基的制备/9

节主要工作任务及岗位职责要求/9

一、培养基制备岗位主要工作任务/9

二、培养基配制岗位职责/10

第二节培养基的制备过程/11

一、基本概念/11

二、培养基成分/12

三、培养基的类型/16

四、培养基的选择/17

五、工业发酵培养基的制备工艺及生产操作过程/18

第三节问题分析及处理手段/27

一、培养基制备过程中的影响因素/27

二、常见问题及其处理手段/28

思考题/29

第二章无菌空气的制备/30

节主要工作任务及岗位职责要求/30

一、无菌空气制备岗位主要工作任务/31

二、无菌空气制备岗位职责要求/31

第二节基本原理/31

一、基本概念/31

二、制备的基本方法/32

三、过滤除菌的原理/33

四、过滤介质/35

第三节无菌空气的制备过程/36

一、制备工艺/37

二、主要设备/39

三、无菌空气生产操作过程/45

四、注意事项/46

第四节问题分析及处理手段/48

一、影响因素/48

二、主要措施/49

三、常见问题及其处理/49

思考题/50

第三章灭菌/51

节主要工作任务及岗位职责要求/51

一、灭菌岗位主要工作任务/51

二、灭菌岗位职责要求/52

第二节灭菌原理/52

一、基本概念/52

二、灭菌方法/53

三、湿热灭菌原理/54

第三节灭菌过程/56

一、主要生产设备/57

二、灭菌操作/63

第四节问题分析及处理手段/71

一、影响培养基灭菌的因素/71

二、常见问题及其处理手段/72

思考题/73

第四章种子的制备/74

节主要工作任务及岗位职责要求/74

一、种子制备岗位主要工作任务/74

二、种子制备岗位职责要求/75

第二节种子制备过程/75

一、基本概念/76

二、种子制备工艺及生产操作过程/76

三、注意事项/82

第三节问题分析及处理手段/82

一、种子培养过程中影响因素/82

二、常见问题及其处理手段/84

思考题/86

第五章微生物发酵及工艺控制/87

节主要工作任务及岗位职责要求/87

一、发酵控制岗位主要工作任务/87

二、发酵控制岗位职责要求/88

第二节发酵基本原理/88

一、基本概念/88

二、发酵方法/90

三、发酵动力学/93

第三节发酵过程及其工艺控制/100

一、厌氧发酵过程/100

二、好氧发酵过程/101

三、发酵过程的影响因素/101

四、发酵过程工艺控制/105

五、发酵生产操作过程/111

第四节问题分析及处理手段/111

一、染菌及其防治处理/111

二、发泡及其控制/119

三、发酵液异常及其处理/121

四、其他/122

第五节发酵过程参数的检测/122

一、传感器/122

二、发酵过程变量的间接估计/124

第六节发酵过程的自动控制/126

第七节发酵过程中的新技术/128

一、生物反应与生物分离的偶合技术/128

二、基因工程技术应用于生物合成药物的研究和生产/129

三、新型生物反应器在发酵过程中的应用/130

思考题/130

第六章物料与能量衡算/131

节物料衡算/131

一、物料衡算的理论基础/131

二、物料衡算的步骤/132

三、物料衡算/133

第二节能量衡算/135

一、能量衡算的理论基础/135

二、能量衡算的步骤/135

三、能量衡算/136

第三节工艺计算举例/140

思考题/142

第七章发酵下游过程简介/143

节下游加工过程及技术/143

一、发酵液的预处理和固液分离/144

二、初步纯化（提取）/144

三、高度纯化（精制）/147

四、成品加工/147

第二节下游加工技术的选择及发展趋势/148

一、下游加工过程的特点/148

二、下游加工技术的选择/148

三、下游加工技术的发展趋势/149

思考题/149

第八章环境保护及“三废”的防治/150

节发酵工业废气的处理/150

一、工业废气的一般处理方法/150

二、发酵工业废气的安全处理/150

第二节发酵工业污水的处理/151

一、基本概念/151

二、发酵工业废液的特点/151

三、发酵工业废水的生物处理技术/152

第三节发酵工业废渣的处理/156

一、废菌渣的处理/156

二、污泥的处理/157

思考题/159

第九章青霉素的生产/161

节概述/161

一、理化性质/162

二、作用及应用范围/163

三、化学反应/163

第二节生产原理/165

一、青霉素产生菌的培养/165

二、青霉素的生物合成/165

三、发酵/166

四、发酵液的预处理和过滤/167

五、青霉素的提取/168

六、青霉素的精制及烘干/169

七、成品的检验及分包装/171

第三节青霉素生产工艺过程/171

一、青霉素的发酵工艺过程/171

二、青霉素的提取和精制工艺过程/174

第四节其他工艺技术及技术改造方向/178

一、现代生物技术的应用/178

二、合成新的半合成青霉素/178

三、菌丝悬浮法、固定化细胞及固定化酶法在6APA生产中的应用/178

四、其他分离提取技术的应用/179

思考题/179

第十章红霉素的生产/180

节概述/180

一、理化性质/180

二、作用及应用范围/181

三、化学反应/181

第二节生产原理/182

一、红霉素产生菌的培养/182

二、红霉素的生物合成/183

三、发酵/184

四、发酵液的预处理和过滤/184

五、红霉素的提取/184

六、红霉素的精制/184

第三节红霉素生产工艺过程/185

一、红霉素的发酵工艺过程/185

二、红霉素的提取和精制工艺过程/187

第四节其他工艺技术及技术改造方向/188

一、大孔吸附树脂提取工艺/188

二、离子交换树脂的提取工艺/188

三、开发新产品/188

思考题/189

第十一章氨基酸的生产/190

节概述/190

第二节合成原理/191

第三节谷氨酸生产工艺过程/191

一、谷氨酸的发酵工艺过程/192

二、谷氨酸的提取和精制工艺过程/195

第四节其他氨基酸生产/199

一、 L-天冬氨酸的生产/199

二、赖氨酸的生产/200

三、异亮氨酸及亮氨酸生产/200

思考题/201

第十二章维生素C的生产/202

节概述/202

第二节合成原理/203

一、莱氏法/203

二、两步发酵法/204

第三节生产工艺过程/205

一、莱氏法维生素C生产工艺过程/205

二、两步发酵法维生素C生产工艺/208

思考题/213

第十三章专项实训/214

安全与环保认知/214

实训一工业发酵菌株的分离筛选/215

实训二菌株发酵条件的优化/218

实训三紫外线诱变筛选高产菌株/219

实训四青霉素发酵/221

实训五青霉素效价测定/223

实训六青霉素分离和纯化/224

参考文献/226

本书主要介绍了微生物制药生产的主要工作任务及岗位职责要求、基本原理、生产工艺及操作过程、主要设备结构及作用、生产影响因素及工艺控制手段、生产过程问题分析及解决方法、物料与能量衡算等；介绍了典型微生物发酵产品的理化性质、生产原理、生产工艺过程及操作控制要点、技术发展等；简要介绍了发酵下游加工过程所涉及的基本技术及工业“三废”治理技术等。 本书是“十二五”职业教育国家规划教材，本次修订，书中补充了视频和动画资源，方便读者学习相关知识点。 教材内容适合于制药技术、生物技术类专业教学及职业技术人员培训，也可为发酵生产技术人员提供参考资料

于文国，河北化工医药职业技术学院，教务处长、教授。主讲《制药工厂设备及车间工艺设计》《化学制药工艺学》《生物化学》《细胞生物学》《发酵原理》《生物工艺学》《生物工程设备》《生化分离技术》等课程。指导生物化学制药技术专业生产实习、专业实验、毕业实习、毕业设计，指导生物化工工艺专业生产实习。主持建设省级示范专业—生物化学制药技术专业。主持建设中央财政支持的生物技术实训基地建设工作。指导建设了河北化工医药职业技术学院制药工程系生物类、化学合成、药物制剂、产品提取分离类实验室。多年在制药企业及啤酒企业进行生产实践，有丰富的实践经验。主持建设制药技术实训车间（包括市场调研、可行性研究报告、项目论证、工艺方案设计、设备选型等）。