《普通高等教育“十一五”规划教材：生物工艺学》主要阐述了有机溶剂、有机酸、糖类、脂类、酒类等工业产品以及维生素、抗生素、酶类、核酸类、蛋白质类药物等利用生物工艺技术生产的原理和工艺流程；还介绍了新工艺学在生物水处理技术、微藻生产丁艺、发酵工业清洁生产、能源生物生产工艺、矿物生物浸出工艺等方面应用的原理、工艺流程及操作要点，涵盖了相关领域的最新研究成果和实例，实用性强。《普通高等教育“十一五”规划教材：生物工艺学》强调基础理论与实际技术、传统工艺与新发展工艺相结合，注重加强工艺环节的科学性与整体设计的经济性，体现了新工艺技术的先进性。全书工艺内容翔实而系统、技术信息丰富而新颖，体现了生命科学及工程科学交叉与融合的特点。
    《普通高等教育“十一五”规划教材：生物工艺学》可供大专院校生物工程（技术）相关专业的本科生、研究生，以及研究机构、生产单位等的技术人员使用。

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《普通高等教育“十一五”规划教材：生物工艺学》以生物工艺学独立于发酵工程和分离工程而自成体系为指导思想，以产品生产的工艺技术与工业效益为主线，重点加强工业产品、医药产品、海洋生物、节能减排、环境保护、生物能源、生物冶金等工程技术应用的力度，使生物技术更多地融合于工程技术之中，体现生物工艺技术外延的潜能，促进经济的发展，同时使读者享受其中包含的技术与经济发展的哲理。全书共分十六章，主要内容包括：生物资源与生产工艺；有机溶剂生产工艺；糖类生产工艺；脂类化合物的生产工艺；酶类生产工艺；生物水处理技术；发酵工业清洁生产等。

    生命科学正处在由生物化学、分子生物学、生物工程及生物工艺学的快速发展所带来的巨大变革之中。其中生物工艺学融合了生物化学、分子生物技术及工业生产相关技术，不断地开发出新的生物制品，加速了社会经济的发展。为适应生物工业发展的新形势与生物工程学科建设的需要，我们组织国内不同类型高校的教师编写了《生物工艺学》一书，本着“实践一认识一再实践”的精神，以“工艺优化”为尺度，将生命科学技术与工程科学技术进行有机的结合，希望能够给生命运动和工程艺术找到一种合乎“本性”的结合与体现形式，将生物生产工艺技术与过程的多样性展现给广大读者。
    发展是一个社会进步的标志，创新是社会发展的需要。随着基因重组、细胞融合、酶的固定化等技术的发展，生物技术的研究成果必将转化为生产。生物工艺学作为一门交叉学科，既介绍了传统工艺学的酿酒、生物素生产技术，又系统总结了近年来已开发的生物产品的生产原理与工艺技术，在将新的科研成果转化为生产中起着桥梁与催生作用。
    可以预见，随着生物工艺技术的普及，某些化工产品的传统工艺将改变为生物工艺，甚至一些性能优异的化合物也将通过生物催化合成。生物工艺学学科的发展将有力地推动生物技术和化工生产技术的变革和进步，产生巨大的经济效益和社会效益。生物工程前景广阔、生机勃勃，预计未来将有20％～30％的化学工艺过程会被生物工艺技术过程所取代，实现社会效益、经济效益与生态效益的结合与良性发展。生物医药工艺的发展将有益于人们健康水平的提高。我们所能做的就是“抛砖引玉”，为生物工程产业化成为21世纪的重大经济产业而奠定基础。

目录
前言
第一章 绪论 1
第一节 生物工艺学概述 1
一、生物工艺学的内涵 1
二、生物工艺学与其他学科的关系 2
第二节 生物工艺学发展的历史回顾与总结 3
一、发展简史 3
二、工艺演进规律 4
第三节 生物生产工艺与产品 5
一、生物生产过程的特征 5
二、生物工艺过程的多样性 6
三、生物工艺过程的共性 6
四、优良工艺的功能 7
第四节 我国生物制品的主要成就 8
第五节 生物工艺学发展方向 8
思考题 10
第二章 生物资源与生产工艺 11
第一节 生物资源 11
一、生物资源的种类 11
二、生物资源的应用 13
第二节 技术资源 13
一、上游技术的特点与利用 13
二、中游调控技术 14
三、下游技术资源及其整合利用 14
第三节 基本生产工艺流程 14
一、微生物发酵生产工艺 14
二、藻类培养生产工艺 15
三、清洁生产 15
四、污水处理与水生植物净化工艺 16
第四节 基础资源与工艺改革 17
一、资源利用与开发 17
二、生物种质基础改进 18
三、生产过程的调控与优化 19
四、物质分离和提取技术的交叉与融合 20
思考题 20
第三章 有机溶剂生产工艺 21
第一节 醇类生产工艺 21
一、乙醇生产工艺 21
二、1,3-丙二醇生产工艺 29
第二节 酮类溶剂生产工艺 31
一、丙酮生产工艺 31
二、甲乙酮生产工艺 36
思考题 38
第四章 有机酸生产工艺 39
第一节 乳酸生产工艺 39
一、乳酸发酵工艺 39
二、乳酸提取和精制工艺 44
第二节 丙酮酸生产工艺 47
一、菌种与菌种选育 47
二、发酵机制 48
三、丙酮酸发酵工艺 49
四、丙酮酸的分离纯化 50
第三节 氨基酸生产工艺 50
一、赖氨酸 51
二、谷氨酸 57
第四节 柠檬酸生产工艺 65
一、用于发酵柠檬酸的微生物 65
二、柠檬酸生物合成的代谢调控 65
三、柠檬酸的发酵工艺 67
四、柠檬酸提取工艺 69
思考题 72
第五章 糖类生产工艺 73
第一节 糖类物质概述 73
一、糖的概念及分类 73
二、糖的生物学作用 73
三、糖类的应用 73
第二节 寡糖类生产工艺 74
一、低聚木糖 74
二、甘露醇 76
三、低聚异麦芽糖 78
四、棉子糖 80
五、低聚果糖 82
第三节 多糖类生产工艺 83
一、壳多糖和脱乙酰壳多糖 83
二、右旋糖酐 84
三、1,6-二磷酸果糖 86
思考题 87
第六章 脂类化合物的生产工艺 88
第一节 磷脂类化合物的生产工艺 88
一、蛋黄卵磷脂的生产工艺 88
二、大豆卵磷脂的生产工艺 92
第二节 色素类化合物的生产工艺 94
一、胆红素的生产工艺 94
二、血红素的生产工艺 97
第三节 固醇类化合物的生产工艺 101
一、废菌丝生产麦角固醇的生产工艺 101
二、发酵法 101
第四节 不饱和脂肪酸类化合物的生产工艺 103
一、共轭亚油酸的生产工艺 103
二、亚麻酸的生产工艺 105
三、花生四烯酸的生产工艺 108
第五节 萘醌类化合物的生产工艺 111
一、紫草细胞组织培养生产紫草素的工艺路线 111
二、工艺过程 111
思考题 112
第七章 酒类生产工艺 113
第一节 白酒生产工艺 113
一、固态法白酒生产工艺 113
二、液固结合法白酒生产工艺 117
三、液态法白酒生产工艺 118
第二节 啤酒生产工艺 118
一、啤酒酿造原料 118
二、麦芽制备 119
三、麦芽汁制备 119
四、啤酒发酵 121
五、成品啤酒 122
第三节 葡萄酒生产工艺 123
一、葡萄酒的化学成分 123
二、发酵化学 123
三、葡萄酒酵母 124
四、葡萄酒发酵的准备工作 127
五、红葡萄酒的生产 128
六、白葡萄酒的生产 131
第四节 果酒生产工艺 133
一、原料的选择 133
二、原料的处理 134
三、果酒的加工 134
四、果酒酵母的选育与培养 135
五、果酒的发酵 135
六、果酒陈酿 138
七、果酒的净化与澄清 139
八、果酒的调配 140
九、果酒的灌装与杀菌 140
思考题 141
第八章 维生素和核酸类药物生产工艺 142
第一节 维生素类生产工艺 142
一、维生素C 142
二、维生素B族 145
第二节 核酸类药物 150
一、核酸类药物的分类 150
二、核酸类药物的生产方法 150
三、重要核酸类药物的制备 151
思考题 158
第九章 抗生素生产工艺 159
第一节 概述 159
一、抗生素的定义 159
二、抗生素的分类 159
第二节 大环内酯类抗生素 160
一、红霉素的生物合成 160
二、红霉素的生产工艺 162
第三节 β-内酰胺类抗生素 165
一、青霉素的生物合成 165
二、青霉素的生产工艺 166
第四节 四环素类抗生素 169
一、四环素的生物合成 170
二、四环类抗生素的生产工艺 170
第五节 氨基糖苷类抗生素 173
一、链霉素的生物合成 173
二、链霉素的生产工艺 176
第六节 林可霉素 179
一、林可霉素的发酵工艺 180
二、林可霉素的分离纯化 180
思考题 181
第十章 酶类生产工艺 182
第一节 工业用酶 182
一、淀粉酶 182
二、脂肪酶 184
三、蛋白酶 188
四、纤维素酶 193
第二节 药物类酶 196
一、纤溶酶 196
二、溶菌酶 197
三、辅酶类药物 201
思考题 204
第十一章 蛋白质类药物生产工艺 205
第一节 主要蛋白质类药物的制备 205
一、蛋白质类激素 205
二、蛋白质类细胞生长调节因子 210
三、血浆蛋白质类 218
第二节 多肽类药物生产工艺 220
一、多肽类药物的分类 220
二、多肽类药物的制备 221
思考题 228
第十二章 生物水处理技术 229
第一节 生物环境污染治理 229
一、污水处理的基本方法 229
二、污水处理方法的选择 233
第二节 饮用水处理技术 238
一、饮用水预处理 238
二、水源生物预处理与其填料 239
第三节 水生植物净化水生态体系 240
一、水生植物的种类 240
二、水生植物的净化机制 241
三、水生植物净化水生态体系种类 241
四、放养水生植物的选择依据 242
思考题 242
第十三章 微藻生产工艺 243
第一节 概述 243
一、微藻的用途 243
二、微藻培养的特点 244
第二节 微藻培养光生物反应器 245
一、开放式培养系统 245
二、封闭式光生物反应器培养系统 245
三、光生物反应器中的光照系统 247
第三节 微藻培养技术 248
一、用于微藻培养的培养基 248
二、藻种分离 249
三、藻种的保存 249
四、微藻的培养 250
思考题 253
第十四章 发酵工业清洁生产 254
第一节 清洁生产概述 254
一、清洁生产的内容与目标 254
二、清洁生产的特点和意义 255
三、清洁生产与末端治理和循环经济 256
第二节 发酵工业清洁生产中废液的处理 257
一、发酵工业废液污染物指标 258
二、废液排放标准及处理要求 258
三、好氧生物处理 259
四、厌氧生物处理 264
第三节 发酵工业清洁生产中废弃物的综合利用 265
一、利用废渣、废液生产单细胞蛋白 266
二、利用废渣、废液提取有用产物 267
第四节 发酵工业清洁生产案例与经济效益分析 268
一、味精厂清洁生产 269
二、白酒酿造清洁生产 269
思考题 271
第十五章 能源生物技术 273
第一节 生物柴油 273
一、生物柴油生产原理 273
二、生物柴油生产工艺 275
三、生物催化剂 281
四、微生物油脂 282
第二节 生物制氢 284
一、光合细菌制氢 284
二、微藻光合制氢 287
三、细菌发酵产氢 291
第三节 煤的微生物液化 293
一、微生物液化的机制 293
二、微生物溶煤产物 294
三、溶煤微生物 294
第四节 微生物在石油勘探中的应用 295
思考题 296
第十六章 矿物生物浸出工艺 297
第一节 浸矿微生物 297
一、浸矿微生物的种类 297
二、浸矿微生物的分离筛选 298
第二节 金矿石的细菌浸出工艺 299
一、金矿石的细菌氧化浸出机制 299
二、贫金矿的细菌氧化堆浸工艺 300
三、金精矿的细菌氧化反应器浸出工艺 302
四、金矿石细菌氧化工艺的特点 303
第三节 铜矿石的细菌浸出工艺 304
一、铜矿石的细菌浸出机制 304
二、细菌浸铜工艺 305
三、铜矿石细菌浸出的工业前景 308
第四节 铀矿石的细菌浸出 308
一、细菌浸铀机制 308
二、细菌浸铀主要工艺 309
第五节 其他金属矿石的生物浸出 310
一、硫化镍矿的生物浸出 310
二、细菌分解磷矿石 310
思考题 311
参考文献 312

    1.社会需求是工艺技术发展的动力
    社会的发展、人口的增多，使得对生物产品的需求日益强烈，从而推动了生物工艺技术的研究与发展。历史表明，在社会发展的初期阶段人类需要食物的大量供应。无意识地利用酵母发面可能是人类最早利用微生物的事例，该工艺的目的只是为了改善面团特性。同样，制醋技术也只是利用醋酸菌来生产醋酸。为了解决今后世界人口增加所带来的粮食短缺问题，全世界的研究人员正在不断地进行新的尝试。传统农业虽然还能继续在植物保护剂和杀虫剂的应用等方面取得新的发展，但近几年来，人们对农产品的需求明显增加，传统农业已经不能满足社会对成品的需求。生物工艺学作为一门应用学科逐步形成，它将在解决全世界粮食短缺和环境污染问题等方面起到重要作用。
    2.发酵工程技术的改善是生物工艺技术发展的必要条件
    社会对工业产品的需求增加，特别是在生物生产量较低的条件下，目的产物产率的提高，意味着工艺作用的加强。为使产率提高或持续上升，可通过改善发酵条件、优化发酵配置使基质的利用达到最大限度的转化，促进工艺技术发展，使生物生产工艺不断地改进与提高。影响发酵条件的因素包括培养基中营养成分的含量，以及发酵过程中气体、温度、溶氧、pH等的调控。不同发酵罐装置结构的改进则是生物生产工艺得以实现工业化生产的突破，其自动化调控过程逐渐加强，实现了在线自动化检测控制。在历史的长河中，在线自动化检测控制是一个从作坊工艺到传统工业工艺再到现代生产的过程，也是一个从实验室技术到工业生产的过程，或从粗放的工业工艺过程到精准工业化过程转变的突破。另外，各种分离技术的进步，使生物工艺技术得到迅速的发展。工业分离技术包括：沉淀技术、膜过滤技术、溶剂萃取技术、离子交换技术、吸附技术、色谱技术、结晶技术和层析技术等。