全書分為基礎發(fā)酵實驗和綜合發(fā)酵實驗兩大類�；A發(fā)酵實驗部分以抗生素發(fā)酵為主要內(nèi)容，涵蓋菌種的選育、復壯與保藏，培養(yǎng)基及培養(yǎng)條件的優(yōu)化，發(fā)酵效價的測定和污染的檢測等內(nèi)容，還編入了甜酒釀發(fā)酵、酸乳發(fā)酵、泡菜發(fā)酵和工程菌發(fā)酵等實驗內(nèi)容，適合常規(guī)教學體制下的實驗安排。綜合發(fā)酵實驗包括液態(tài)通氣攪拌發(fā)酵（以谷氨酸發(fā)酵為代表）、液態(tài)靜置發(fā)酵（以啤酒發(fā)酵為代表）和固態(tài)發(fā)酵（以紅曲發(fā)酵為代表）3個系列共50余個實驗，涉及培養(yǎng)基的配制和滅菌，菌種擴大培養(yǎng)、發(fā)酵分析、過程控制和產(chǎn)物提取等內(nèi)容，適于集中式教學的實驗安排。
發(fā)酵工程是利用生物，特別是微生物的特定性狀和功能，通過現(xiàn)代化工程技術來生產(chǎn)有用物質(zhì)或?qū)⑸镏苯佑糜诠I(yè)化生產(chǎn)的技術體系，是建立在發(fā)酵工業(yè)基礎上，與化學工程相結(jié)合而發(fā)展起來的一門學科，是連接生命科學研究與應用的橋梁。在當今生物技術領域起領頭羊作用的基因工程和細胞工程，只是利用分子生物學的最新成就，操縱基因，定向地改造物種。若要將它們轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品，還必須依靠發(fā)酵工程，對這些“工程菌”或“工程細胞株”進行大規(guī)模培養(yǎng)，以生產(chǎn)出大量有用的產(chǎn)物或發(fā)揮其獨特的生理功能。因此發(fā)酵工程與諸如生物制藥、食品、化工、環(huán)境工程、飼料加工、微生物冶金、生物質(zhì)能等國民經(jīng)濟領域具有非常密切的聯(lián)系，掌握發(fā)酵工程的基本理論，熟悉發(fā)酵工藝流程及常用的實驗技術，無論對今后有志于科學研究的學生，還是對希望在生產(chǎn)中大顯身手的學生，都具有十分重要的意義。
在傳統(tǒng)的教學體系中，理論學習往往占主導地位，實驗教學只是為驗證理論課的某些內(nèi)容而設立。因此無論是教學課時數(shù)、學分數(shù)，還是老師和學生的重視程度，都無法與理論教學相比，而現(xiàn)代社會對學生動手能力和綜合素質(zhì)的要求越來越高。我們參照國外某些大學的做法，將發(fā)酵工程設定成一門以實驗操作為主、理論講解為輔的技能訓練課程，通過學習，要求學生掌握發(fā)酵工程的基本理論，了解發(fā)酵工業(yè)的特點及發(fā)酵工程學的發(fā)展概況，更重要的是通過幾種常見發(fā)酵產(chǎn)品的實驗室中型發(fā)酵實驗，熟悉發(fā)酵工業(yè)的整體流程，掌握有氧發(fā)酵和無氧發(fā)酵、液態(tài)發(fā)酵和固態(tài)發(fā)酵等常規(guī)發(fā)酵方法及發(fā)酵產(chǎn)品的后處理技術。由于發(fā)酵工程實驗的集成度較高，牽涉到分析化學、有機化學、生物化學、微生物學、發(fā)酵工藝學、化學工程等多個學科的內(nèi)容，進行這樣的實驗不僅可鞏固原來已學過的知識，還可以極大地提高學生的綜合實驗能力。發(fā)酵工程實驗還是一門開放。
發(fā)酵工程實驗時間安排表
緒論
一、發(fā)酵工程的定義
二、發(fā)酵工程的研究內(nèi)容
三、發(fā)酵工程與化學工程的關系
四、當今發(fā)酵工程研究中的一些主要難題
五、發(fā)酵工程的發(fā)展概況
六、發(fā)酵工業(yè)的特點及其范圍
七、我國的發(fā)酵工業(yè)
第一部分 基礎發(fā)酵實驗
實驗1-1 發(fā)酵菌種的自然選育
實驗1-2 稀有放線菌的選擇性分離
實驗1-3 發(fā)酵菌株的初篩
實驗1-4 工業(yè)發(fā)酵菌種的復篩
實驗1-5 生長抑制物質(zhì)活性的測定
實驗1-6 液化型淀粉酶活力的測定
實驗1-7 蛋白酶活力的測定
實驗1-8 發(fā)酵菌種的誘變選育
實驗1-9 發(fā)酵菌株的原生質(zhì)體融合育種
實驗1-10 發(fā)酵工程菌的構(gòu)建
實驗1-11 發(fā)酵菌種的復壯和保藏
實驗1-12 生產(chǎn)菌株發(fā)酵條件的優(yōu)化
實驗1-13 生長曲線和產(chǎn)物形成曲線的測定
實驗1-14 發(fā)酵過程中糖的利用
實驗1-15 抗生素的分離純化
實驗1-16 淀粉酶的初步純化
實驗1-17 發(fā)酵污染的檢測
實驗1-18 噬菌體的檢測
實驗1-19 甜酒釀發(fā)酵
實驗1-20 酸乳的發(fā)酵
實驗1-21 泡菜的發(fā)酵及其觀察
實驗1-22 工程菌株的發(fā)酵及控制
第二部分 液態(tài)通氣攪拌發(fā)酵——谷氨酸發(fā)酵系列實驗
1.系列實驗目的
Ⅱ．谷氨酸發(fā)酵概述
一、谷氨酸發(fā)酵機制
二、谷氨酸發(fā)酵工藝簡介
三、淀粉水解糖的制備
四、無菌空氣的制備
五、茵種的擴大培養(yǎng)
六、發(fā)酵規(guī)律
七、谷氨酸發(fā)酵的工藝控制
八、谷氨酸的提取
九、味精的制備
Ⅲ．實驗室谷氨酸發(fā)酵
實驗2-1 谷氨酸發(fā)酵菌種的制備
實驗2-2 發(fā)酵罐的構(gòu)造及空消
實驗2-3 培養(yǎng)基的配制及實罐滅菌
實驗2-4 谷氨酸的中糖發(fā)酵及控制
實驗2-5 發(fā)酵過程中還原糖的測定
實驗2-6 發(fā)酵過程中谷氨酸含量的測定
實驗2-7 噬菌體的檢測
實驗2-8 谷氨酸高糖流加發(fā)酵及控制
實驗2-9 谷氨酸發(fā)酵液的除菌體
實驗2-10 谷氨酸的等電回收心
實驗2-11 谷氨酸鈉的精制
實驗2-12 谷氨酸的離子交換回收
……
第三部分 液態(tài)靜置發(fā)酵——啤酒發(fā)酵系列實驗
第四部分 固態(tài)發(fā)酵——紅曲發(fā)酵系列實驗
�。�1）碳源：碳源是菌體和產(chǎn)物谷氨酸的碳架來源及能量來源。谷氨酸產(chǎn)生菌是異養(yǎng)型微生物，只能從有機化合物中取得營養(yǎng)。我國一般以淀粉質(zhì)材料作為發(fā)酵原料，只有極少數(shù)廠家以糖蜜為碳源。不論是大米還是淀粉，生產(chǎn)的第一步是先將所含淀粉水解成葡萄糖，并以此為發(fā)酵的碳源。大米中存在的蛋白質(zhì)，雖然在壓濾中能以米渣的形式被濾掉一部分，但還是會對水解糖的質(zhì)量產(chǎn)生影響。與淀粉水解糖相比，大米水解糖的色澤、黏度和非發(fā)酵型干物質(zhì)含量均要高，因此，在許多發(fā)酵參數(shù)上，如糖酸轉(zhuǎn)化率、殘?zhí)堑龋矸鬯馓蔷純?yōu)勢。在一定的范圍內(nèi)谷氨酸產(chǎn)量隨糖含量增加而增加，但是，糖含量過高，滲透壓變得過大，對菌體的生長不利，谷氨酸對糖的轉(zhuǎn)化率也低。糖含量的多少主要依菌種特性來定，同時，還要與其他工藝條件相配合。
�。�2）氮源：氮源是菌體蛋白質(zhì)和產(chǎn)物谷氨酸中氮的來源。由于谷氨酸分子本身含有氮，加上菌體大量增殖，因此，谷氨酸發(fā)酵需要的氮源比一般的發(fā)酵工業(yè)要多。
氮源分為無機氮源和有機氮源。菌體利用有機氮源比較緩慢，利用無機氮源比較迅速，無機氮源有氨水、尿素、液氨、硫酸銨、碳酸銨、氯化銨、硝酸銨等。銨氮和尿素氮較硝基氮優(yōu)越，因為硝基氮要先經(jīng)過還原才能被利用。因此，要根據(jù)菌種和發(fā)酵特點合理選擇氮源。不同的氮源其使用方法也不同，如采用液氨、尿素作氮源，應采用流加的方法，液氨作用快，對pH影響大，以連續(xù)流加為好，尿素使用方便，但發(fā)酵液的pH響應較慢。pH的響應受到菌種脲酶活性、攪拌轉(zhuǎn)速、罐壓及風量的影響，使pH的波動較大，影響產(chǎn)酸，生產(chǎn)上一般使用液氨，為了便于學生理解菌種脲酶活性和氨氮同化速度之間的關系，增加發(fā)酵過程中的調(diào)控手段，本實驗建議采用尿素作氮源。生產(chǎn)上一般不使用有機氮（玉米漿更多的是作為生物素源），但在種子培養(yǎng)基中，添加一些有機氮，如酵母粉等，可提高菌體在發(fā)酵后期的活性，對生產(chǎn)的穩(wěn)定性大有好處。
�。�3）生物素：生物素在發(fā)酵中起著細胞膜通透的開關作用，對發(fā)酵影響極大。如過量，則只長菌，不產(chǎn)酸；如不足，則菌體生長緩慢甚至不長。菌體從培養(yǎng)液中攝取生物素的速度很快，遠遠超過菌體繁殖所需要的生物素量。因此，培養(yǎng)液中殘存的生物素量很少，在培養(yǎng)過程中菌體內(nèi)的生物素含量由豐富轉(zhuǎn)向貧乏，保證谷氨酸的積累。
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