前 言
發酵工程是生物工程的重要組成部分,是利用微生物為大規模工業生產服務的一門工程技術,是生物工程產業化的核心環節,不僅在生物技術產業的發展中起舉足輕重的作用,也成為支撐醫藥、食品等生物技術交叉行業的重要技術來源。現代發酵工程在傳統發酵工業的基礎上,融入了分子生物學、生物信息學、系統生物學以及基因工程、細胞工程、代謝工程等新理論和新技術,結合現代生物過程控制及生物分離工程技術的巨大進步,使現代發酵工業的產品種類和生產水平大大提高,發酵工程已成為解決人類面臨的能源、資源和環境等持續性發展課題的關鍵技術,顯示出強大的生命力。
對于師范類高校,特別是地方師范類高校,生物制藥、生物技術、食品科學與工程等專業的教學既需要完善的發酵原理基礎知識,又需要極具時代特色的發酵工藝典型案例。所以,集聚“先進性、實用性、系統性、可操作性”和“少而精,寬基礎”等特點的發酵工程教材就顯得非常缺乏。基于此種需求,筆者積十余年教學科研之心得,結合師范大學的特色和自身的長期科研實踐及該領域國內外科研的前沿知識,精心篩選教學內容,科學設計課程體系,力求使編寫的教材具備較高的科學性、系統性、前沿性,體現專業發展的鮮明時代性,反映發酵工業的最新進展和最新應用技術。
本教材編寫宗旨是讓學生系統性地掌握發酵產品的生產原理和工藝流程,熟悉現代發酵工業的發展領域和重點方向,為生物技術、生物制藥、食品科學與工程等相關專業學生今后從事與發酵工業相關的新產品、新工藝的研究和開發打下良好的理論基礎和技能基礎。在章節結構上,從發酵工程知識系統性、完整性、科學性出發,本教材緊緊圍繞發酵產品的產業化生產技術流程來安排各章節的內容,突出代謝調控機制和完整的工藝設備流程,力求提供系統完整的發酵工程知識。在內容設計上,按發酵工藝涉及的共性理論由上游、中游到下游技術有序開展,基于好氧發酵和厭氧發酵、初級代謝和次級代謝視角篩選典型發酵產品,弱化理論推導,強化能力培養。在重點知識上,引入發酵工程典型案例,注重分析與啟示,引導學生全面靈活地掌握發酵工程的基礎理論和實用技術。因此,本教材的最大創新和特色之處在于既注重發酵工程基礎理論,又體現學科發展的前沿動態,注重發酵理論與應用緊密結合與聯系,注重實用性、刪繁就簡,盡量避免過多的理論分析和復雜的數學運算,從學生易于接受的心理學視角,引導學生的學習興趣,重點培養學生的實際應用能力,形成有“多模塊、多層次、多接口”特色的教學,能滿足食品科學與工程、生物技術、生物制藥等不同專業的教材需求。
總體上看,本教材可作為綜合性大學、師范類院校、農林院校生物工程專業、生物技術專業、食品科學與工程專業、生物制藥專業及相關專業的本科生和研究生的教材,可供從事發酵工程、食品科學與工程、生物化工和生化工程等相關領域的科研人員和教學工作者參考。
由于編著者時間和編寫水平所限,本書一定存在諸多不足之處,懇請讀者提出寶貴意見,以便今后進一步修正提高。
編著者
2018年6月