发酵工程

出版者:高等教育出版社

作者:张学仁

页数:230

出版时间:2007-4

价格:23.60元

isbn号码:9787040212303

具体描述

《发酵工程》是普通高等教育“十一五”国家级规划教材。

本书以发酵技术人员的职业岗位为导向，重点阐述发酵工艺过程中各

典型单元操作的基本原理、重要设备和基本操作技术，突出实践性和实用

性。主要内容包括：工业发酵菌种选育，工业发酵培养基，工业发酵灭菌

，种子扩大培养，发酵罐及其附属设备，发酵工艺控制，发酵工程在现代

生物技术中的应用，发酵工程应用实例，发酵工业与环境保护，发酵成本

的构成及控制，发酵工程实训。

《发酵工程》适应于应用型、技能型人才培养。可作为生物技术、生

物制药、食品类专业及相关专业的教学用书，也可作为从事食品、发酵、

生物技术工作人员的参考书。本书由深圳职业技术学院刘冬和天津生物工

程职业技术学院张学仁主编。

用户评价

这本书的阅读体验是相当“挑战智力”的，但绝对是高回报的投资。它的深度主要体现在对**下游分离与纯化过程的整合优化**上。如果说上游发酵是“制造”，那么下游分离就是“提纯”，而作者的精妙之处在于，他拒绝将两者割裂开来。他详尽论述了发酵液中特定目标产物的**溶解度、等电点与杂蛋白的共沉淀行为**，并以此为基础，构建了“预处理-膜分离-层析”联用工艺的优化路径图。例如，在处理重组蛋白时，书中通过一个具体的案例，展示了如何通过精确控制发酵终点的细胞破碎方式（机械剪切 vs. 自溶），来影响后续超滤的堵塞速率，从而避免因滤膜污染导致的批次不稳定性。我尤其欣赏他对**模拟移动床层析（SMB）**技术的解析，不仅介绍了其理论优势，更深入到填料粒径分布对分离分辨率的非线性影响。他甚至讨论了在连续流过程中，如何通过在线粘度监测来动态调整流速和再生液浓度，以应对发酵批次间黏度波动的挑战。这本书很少使用“可能”、“也许”这样的词汇，而是充满了明确的参数范围和可验证的实验数据，读起来让人感觉如同在跟随一位经验丰富的化学工程师进行实地考察。

这部关于“发酵工程”的著作，我一口气读完了，感觉作者在处理复杂的微生物代谢途径时，展现出了一种近乎诗意的精准度。特别是关于**逆境胁迫下微生物酶活性的动态调控**那一章节，简直是教科书级别的解析。他没有停留在传统的反应动力学模型上，而是深入挖掘了细胞膜流动性、离子梯度变化对关键代谢酶活性构象变化的影响。我记得有一段描述，将快速变化的pH值比作了“驯服狂暴的化学巨人”，这种文学化的表述，让那些原本枯燥的化学平衡理论瞬间鲜活起来。比如，当谈到产酸菌的生长抑制阈值时，作者引用了大量的跨学科研究，从生物物理学角度解释了质子泵的过载机制，而不是简单地给出“酸会抑制生长”的结论。书中对于**非嗜盐古菌在极端高盐环境中的渗透调节机制**的论述，更是让我大开眼界。他详细介绍了环状二磷酸甘油（c-di-GMP）在细菌生物膜形成中的信号转导路径，以及这种信号分子如何与环境因子形成复杂的反馈回路，从而实现对细胞外基质分泌的精细控制。我特别欣赏作者在图表设计上的用心，那些复杂的代谢流向图，不是简单的方框连接箭头，而是通过色彩深浅和线条粗细，直观地反映了通量分配的相对重要性，即便初次接触这个领域的读者，也能迅速把握核心的物质转化路径。总而言之，这本书超越了基础工程学的范畴，它更像是一部关于生命如何在极端条件下进行“精妙算计”的史诗。

这本书的结构安排，给我带来了一种极为舒缓和有条理的阅读感受，它仿佛在引导我经历一次完整的工业发酵周期。最让我印象深刻的是，它在讨论**“过程分析技术（PAT）”**的应用时，所展现出的系统集成能力。作者没有将PAT视为孤立的传感器技术，而是将其融入到整个质量控制循环中。他详细解析了**拉曼光谱和近红外光谱（NIR）**在线监测发酵液中葡萄糖消耗率和生物质浓度的物理化学原理，并着重强调了如何处理这些光谱数据中由气泡、泡沫和搅拌引起的“噪声干扰”。书中特别提出了一种**多变量偏最小二乘（PLS）回归模型**，用于实时校准传感器读数与离线HPLC结果之间的关系，这种处理复杂数据的务实态度，极大地增强了技术的可操作性。此外，在涉及**发酵终点的自动判定与收获策略**时，作者也展现了极高的工程智慧。他提出了一套基于“代谢熵减速率”的提前预警机制，以规避传统依赖单一指标（如pH或氧气消耗率）判断终点可能导致的收率损失。这本书的叙事风格，稳健而厚重，如同一个经验丰富的老船长，在平静的语气中，为你指引出通往丰收的最安全航道。

说实话，我本来以为这是一本工具书性质的读物，没想到它在**工业级发酵罐的放大效应（Scale-up）问题**上的剖析，简直是细致入微，简直就是为有经验的工程师量身定做的“避坑指南”。作者没有采用那种云山雾罩的理论堆砌，而是直接切入了核心的工程难题：**湍流剪切力与非牛顿流体在搅拌系统中的实际影响**。他花了整整一个章节来分析不同类型搅拌桨（如Rushton涡轮、轴流式等）在不同黏度流体中产生的宏观混合时间与微观滞留时间分布（RTD）的差异。我印象特别深刻的是，他提供了一套基于计算流体力学（CFD）模拟结果的经验修正系数，用于预测从5升实验室反应釜到50立方米中试车间的氧传递速率（kLa）的下降趋势，这比教材上单纯的几何相似性放大模型要实用得多。另外，对于**污染控制和灭菌验证**部分，作者的视角非常务实。他详细对比了干热灭菌、湿热灭菌以及化学消毒剂的残效性与对微生物细胞壁的穿透深度，并给出了基于微生物生长曲线的“安全裕度”计算方法。很多同行在讨论放大问题时只关注了传质传热，但这本书却把“罐壁生物膜的脱落与二次污染风险”也纳入了系统性风险评估的框架，这种对全生命周期风险的把控，体现了作者深厚的工程实践功底。

初次翻开这本关于“发酵工程”的巨著，最吸引我的是它对**代谢工程和合成生物学前沿交叉领域**的广阔视野。这已经不再是简单的微生物“培养”技术，而是深入到了基因组编辑和通路重构的层面。作者并没有陷入到过分晦涩的分子生物学细节中，而是巧妙地将这些前沿技术“工程化”。他用大量的篇幅解释了**“代谢流量平衡分析”（FBA）**在预测底物利用效率和副产物生成方面的应用，并且清晰地展示了如何通过高通量筛选技术来验证理论预测。更具启发性的是，书中对**“非天然氨基酸”的微生物工厂构建**的讨论，展示了如何通过异源基因的模块化导入，实现对宿主菌原有代谢流的“重新布线”。例如，在提高特定萜类化合物产率的案例中，作者详细对比了使用CRISPRi进行基因沉默和使用启动子工程进行基因过表达在能耗和遗传稳定性上的差异。这本书的价值在于，它成功地搭建了一座从基因蓝图到工业化产品之间的桥梁，让读者看到，基因层面的微小改动，是如何在宏观的发酵罐中引发巨大的经济效益转变。这对于所有希望将实验室创新成果转化为实际生产力的研究人员来说，都是一份极具前瞻性的参考。