陈坚，江南大学，校长，教授，江南大学校长，食品科学与技术国家重点实验室主任。主要从事发酵工程和食品生物技术方面的研究。

　生物加工技术是利用活细胞和其产生的酶生产能源与化学品的先进技术，具有高效、清洁、低成本、低能耗等特点，是降低对化石资源依赖、增加品种和提高品质的有效途径，是实现生物技术产业化的关键。
　　本书以相关项目研究成果为基础，从原料－转化－分离－废物资源化等生物过程复杂系统的整体性角度出发，介绍原料利用、转化反应、产物分离和废物资源化的相互作用和影响；阐述废物流分流处理和综合利用，体现了工业生物过程特征的系统综合优化方法。书中还结合具体的研究实例，对如何实现生物加工过程的绿色制造和无废制造进行了系统介绍。

第1章多级生物加工系统的原理和技术进展
11概述1
12一级生物加工过程优化的原理与技术3
121一级生物加工过程优化的基本特征4
122一级生物加工过程优化与控制的主要内容及步骤4
13二级生物加工过程优化的原理与技术7
131生物转化的基本特征7
132生物转化过程的主要内容及步骤8
14三级生物加工过程优化的原理与技术11
141三级生物加工的基本特征12
142三级生物加工优化与控制实例12
参考文献20
第2章兽疫链球菌发酵生产透明质酸过程优化与控制
21概述22
22HA发酵过程的混合与传质特性24
221HA分批发酵过程代谢动力学25
222HA分批发酵混合与传质动力学25
223添加氧载体正十二烷对Szooepidemicus发酵生产HA的影响27
224HA发酵系统传质特性的模型化研究31
23降解透明质酸提高发酵系统的混合与传质效率33
231添加透明质酸酶对HA发酵系统混合与传质特性的研究34
232添加透明质酸酶对HA发酵代谢动力学的影响34
233氧化还原反应（过氧化氢/抗坏血酸）降解HA的条件研究36
234添加过氧化氢/抗坏血酸对HA发酵系统混合与传质特性的影响36
235添加过氧化氢/抗坏血酸对HA发酵代谢动力学的影响37
24转变产能途径、提高产能效率优化透明质酸发酵38
241恒化培养体系中H2O2流加浓度对HA发酵的影响39
242分批培养中H2O2流加浓度对HA发酵的影响41
243间歇性pH胁迫策略对HA发酵的影响42
25基于细胞生理代谢特性的透明质酸发酵优化与控制43
251HA发酵过程中氨基酸代谢动力学44
252添加核苷酸碱基对HA发酵过程的影响45
253添加关键营养因子对HA发酵过程的影响46
26透明质酸发酵过程培养模式优化研究47
261分批培养代谢动力学47
262补料分批培养对HA发酵的影响49
263两阶段培养模式对HA发酵的影响50
参考文献51
第3章重组大肠杆菌酿酒酵母耦合系统高效合成谷胱甘肽的机制及其优化调控
31概述53
32大肠杆菌腺苷脱氨酶缺失对耦合系统ATP再生的影响55
321腺苷脱氨酶缺失对大肠杆菌利用腺苷的影响56
322腺苷脱氨酶缺失对大肠杆菌菌体生长和谷胱甘肽合成能力的影响57
323外加ATP下重组大肠杆菌合成谷胱甘肽反应体系中腺嘌呤核苷（酸）分析57
324酿酒酵母Scerevisiae WSH2以腺苷和腺嘌呤为底物合成ATP分析57
325大肠杆菌腺苷脱氨酶缺失对耦合系统中谷胱甘肽合成和ATP再生的影响58
33大肠杆菌腺苷脱氨酶和腺嘌呤脱氨酶缺失对其ATP代谢的影响59
331构建腺苷脱氨酶和腺嘌呤脱氨酶双基因缺失菌株60
332腺苷脱氨酶和腺嘌呤脱氨酶缺失对大肠杆菌利用腺苷的影响61
333腺苷脱氨酶和腺嘌呤脱氨酶缺失对大肠杆菌利用ATP的影响61
334腺苷脱氨酶和腺嘌呤脱氨酶缺失对大肠杆菌菌体生长及GSH合成的影响62
335外加ATP条件下重组大肠杆菌Ecoli Δ add/ade合成谷胱甘肽过程中腺嘌呤核苷
（酸）分析62
336Ecoli Δ add/ade（pBV03）和Scerevisiae WSH2组成的耦合系统合成GSH62
34大肠杆菌生物合成谷胱甘肽过程中的关键降解酶63
341大肠杆菌合成谷胱甘肽过程中的降解分析63
342大肠杆菌中降解谷胱甘肽的关键酶64
343培养条件对大肠杆菌γ谷氨酰转肽酶酶活性的影响64
344大肠杆菌三肽酶缺失突变株合成GSH的研究65
345重组大肠杆菌Δ add/ade/pep T的构建过程66
346重组大肠杆菌Δ add/ade/pep T对腺苷的代谢66
347腺苷脱氨酶、腺嘌呤脱氨酶及三肽酶缺失对菌体生长及GSH合成的影响66
348耦合系统合成GSH67
35用于生物合成谷胱甘肽的大肠杆菌细胞通透性处理方式68
351重组大肠杆菌JW1667（pBV03）的构建过程68
352大肠杆菌lpp基因敲除对细胞生长代谢的影响69
353大肠杆菌lpp基因敲除对其合成GSH能力的影响69
354lpp基因敲除和甲苯直接处理对重复利用大肠杆菌细胞生物合成GSH的影响70
36用于生物合成谷胱甘肽的ATP再生系统运行机制71
361用于生物合成GSH的耦合系统中腺苷类物质代谢分析71
362酿酒酵母WSH2中腺苷和腺嘌呤代谢分析72
363酿酒酵母中腺嘌呤脱氨酶酶活性对耦合系统ATP代谢和GSH合成能力的影响73
364推迟重组大肠杆菌耦合对耦合系统合成GSH的影响74
365重组大肠杆菌和酿酒酵母构建的生物合成GSH的耦合系统运转机制75
参考文献76
第4章基于生化策略与组学技术的维生素C生产菌株间生理关系解析
41概述78
42维生素C生产菌株间生理依赖关系的调控80
421Bmegaterium对Kvulgare生长和产酸的影响81
422溶菌酶对Kvulgare和Bmegaterium静息细胞的影响81
423溶菌酶对2KLG生产的影响82
424适量添加溶菌酶的分批发酵实验83
43Kvulgare全基因组测序与功能基因分析84
431基因组的基本特性85
432复制与修复86
433转录与翻译87
434碳水化合物的代谢与转运87
435氨基酸和辅酶的代谢88
436与2KLG合成相关酶的编码基因88
437Kvulgare进化关系89
44Bmegaterium全基因组测序与功能基因组分析90
441基因组的基本特性91
442复制与修复92
443转录与翻译93
444碳水化合物代谢与转运93
445氨基酸和辅酶的代谢93
446芽孢形成94
447蛋白质分泌94
448Bmegaterium WSH002进化关系94
449Bmegaterium WSH002与Kvulgare WSH001基因组比较94
45基于蛋白质组学的两菌关系解析96
451Bmegaterium伴生与否时Kvulgare胞内蛋白质2DE图谱分析96
452Kvulgare在Bmegaterium伴生与否时产酸稳定期的胞内蛋白质组2DE差异表达
谱分析97
453Bmegaterium对Kvulgare代谢途径的影响98
46维生素C发酵菌株全合成培养基的研究100
461玉米浆批次对维生素C发酵的影响101
462生产批次对玉米浆成分的影响101
463玉米浆主要成分与2KLG生产的线性相关性分析103
464关键因素对2KLG生产的影响104
465关键组分亚适量供给下的分批发酵过程105
参考文献105
第5章1，3丙二醇生物合成过程及其优化与控制
51引言107
521,3丙二醇的生产方法108
521化学法108
522生物转化法109
53甘油生物歧化为1,3丙二醇的代谢工程110
531甘油生物歧化为1,3丙二醇的菌种110
532甘油生物歧化为1,3丙二醇的代谢途径112
533甘油生物歧化为1,3丙二醇代谢通量分析113
54甘油生物歧化为1,3丙二醇过程的动力学与优化116
541非线性动力学和动态行为的研究116
542过量代谢动力学117
543酶催化动力学118
544单反应器、双反应器优化128
551，3丙二醇的提取分离131
551发酵液中1，3丙二醇分离概述131
5521，3丙二醇发酵液中固态物质和菌体的去除132
5531，3丙二醇的粗分离132
5541，3丙二醇的纯化136
555超滤醇沉工艺分离发酵液中的1，3丙二醇136
556盐析萃取工艺分离发酵液中的1，3丙二醇137
参考文献139
第6章二羟基丙酮生物合成过程的优化与控制
61概述140
62产二羟基丙酮微生物及其快速筛选方法142
63二羟基丙酮生物合成调控机制144
64产二羟基丙酮微生物代谢特性分析146
641氧化葡糖杆菌代谢甘油的途径分析147
642通风量对氧化葡糖杆菌代谢的影响147
643pH值对氧化葡糖杆菌代谢的影响149
65二羟基丙酮生产工艺条件优化152
651微生物发酵法生产二羟基丙酮152
652整体细胞生物转化法生产二羟基丙酮155
66应用代谢工程方法调控二羟基丙酮生物合成156
参考文献157
第7章废水产氢产酸/同型产乙酸耦合系统厌氧发酵产酸优化与控制
71概述161
72产氢产酸/同型产乙酸耦合作用提高乙酸产率162
721加热种泥与未加热种泥产酸比较163
722产氢产酸/同型产乙酸耦合作用促进乙酸产生163
723产氢产酸/同型产乙酸耦合作用强化有机底物的降解166
724耦合系统和对照系统发酵过程中pH值的变化166
725耦合系统同型乙酸化作用及产氢产酸相连续排气效应167
726氢抑制的解除促进中间产物向乙酸的转化168
73产氢产酸/同型产乙酸耦合系统产酸条件优化169
731底物浓度对耦合系统生产乙酸的影响169
732初始pH值对产酸过程的影响170
733种泥浓度对产氢速度与耗氢速度以及乙酸生产的影响173
734耦合系统乙酸生产优化条件的确定175
74气体循环和分批补料提高产氢产酸/同型产乙酸耦合系统产乙酸强度和产率176
741气体循环和分批补料提高耦合系统产乙酸强度和乙酸产率177
742耦合系统的传质模型及动力学分析179
743基于耦合系统乙酸直接来源的分析182
75产氢产酸/同型产乙酸耦合系统产酸过程微生态种群动态及代谢机理分析183
751基于分批补料的耦合系统运行稳定性分析184
752基于TRFLP分析的产酸微生物群落结构185
753同型产乙酸菌群的定量PCR分析187
754耦合系统生产乙酸关键酶活性及代谢机理分析188
参考文献189
第8章有机废物厌氧消化过程中的乙酸累积机理
81概述191
82厌氧生境中同型乙酸菌的定量方法193
821FTHFS基因定量可行性193
822FTHFS引物特异性193
823新引物设计及验证194
824Realtime PCR条件优化196
825Realtime PCR的灵敏度和检测限197
826环境样品的FTHFS基因的定量198
827富集培养与温度对同型乙酸菌生长的影响199
83产甲烷抑制剂对有机废物厌氧发酵各阶段的毒性研究200
831抑制剂浓度对产甲烷过程的影响201
832产甲烷抑制剂对发酵产酸过程的影响202
833产甲烷抑制剂对产氢产乙酸过程的影响202
84产甲烷抑制剂对古细菌群落及同型产乙酸的影响205
841不同抑制模型下酸气累积状况205
842热力学分析206
843厌氧污泥古细菌群落结构207
844产甲烷抑制剂作用下的产甲烷种群动力学209
845产甲烷抑制状态下的同型乙酸菌群动力学210
85产甲烷抑制状态下发酵产酸菌群生态学212
851不同抑制模型下丙酸和丁酸累积状况212
852TRFLP网络比对212
853厌氧污泥细菌群落结构214
854非产甲烷菌群动力学215
855产氢产乙酸过程220
86产甲烷抑制状态下有机物的碳流分析221
861稳定性同位素13C比例判断产甲烷途径222
862有机碳平衡分析223
863产甲烷抑制状态下［U14C］葡萄糖和［214C］乙酸的转化224
864产甲烷抑制状态下乙酸累积的微生物机理模型224
参考文献226
第9章城市有机废物厌氧发酵产酸及利用有机酸发酵生产角质酶过程优化
91概述228
92厌氧发酵产酸的有机废物预处理技术230
921污泥浓度对挥发性短链脂肪酸产率的影响231
922预处理技术对污泥有机质融出率的影响235
923预处理后固相和液相成分的变化235
924预处理技术对污泥颗粒粒径的影响236
925预处理技术对污泥颗粒表观结构的影响237
926预处理技术对总挥发性脂肪酸产率的影响238
927预处理技术对挥发性短链脂肪酸分布特征的影响238
928预处理技术对酸化过程固相和液相成分的影响239
929热碱预处理污泥产酸动力学分析241
93碱性条件强化有机废物蛋白质厌氧发酵产酸243
931pH对总挥发性短链脂肪酸产率的影响243
932pH对发酵初始可溶性蛋白质和碳水化合物浓度的影响244
933不同pH值条件下可溶性蛋白质和沉淀蛋白质的热分析244
934pH对发酵过程蛋白质浓度的影响248
94酸碱调控有机废物厌氧发酵产酸的微生物学机理249
941pH对发酵过程挥发性短链脂肪酸分布特征和产率的影响249
942pH对发酵气相产物的影响251
943pH对微生物种群结构的影响252
944不同pH值条件下乙酸累积的微生物学机理分析254
945强碱性条件下挥发性短链脂肪酸累积的主要代谢途径分析255
95C/N调控有机废物厌氧发酵产酸类型及其代谢机理257
951C/N对发酵产酸类型的影响258
952C/N对产酸过程气相组分变化的影响259
953不同C/N条件下产酸微生物群落分析260
954不同发酵产酸类型代谢机理分析263
96嗜热子囊菌利用短链有机酸发酵生产角质酶264
961嗜热放线菌利用单种有机酸发酵生产角质酶265
962嗜热放线菌利用丁酸生产角质酶的环境条件优化271
963嗜热放线菌利用混合有机酸发酵生产角质酶277
参考文献281
索引