第二版前言

发酵调控学是生物工程中的重要研究方向,是进行过程优化的基础。只有充分了解与深入研究微生物的内部代谢调节规律,掌握微生物生理和代谢的协调,才能打破其固有的遗传守恒,充分表达其潜在的遗传型。世界上借助细胞培养的产品已占生物技术的40%以上,达数百亿元的产值。要提高生产水平,无不涉及细胞代谢及其调控的研究。由此生产的抗生素、氨基酸、维生素等在整个医药产品中占很大比例。目前大量生物技术已从实验室成果走向产业化,特别是基因工程药物、疫苗、单克隆抗体等现代生物技术产品已进入商品化阶段,成为国民经济重要的支柱产业。

发酵实际上是各种生化反应的综合过程,只要某一条件成为限制因素,就会对最终生产产生影响。如何发现和控制这些限制因素就成为重要的研究课题。发酵过程控制除了要详细了解对象的动态生物特性,对与生产有关的代谢网络作定量分析,还要有工程学的概念与技巧,才能驾驭研究和生产的对象。发酵过程调控应与计算机在线传感监控手段相结合,才能实现过程优化。

本书的特色是以工业发酵过程的调控为主线,运用微生物的生理生化和分子生物学的知识来阐述微生物的代谢调节与发酵规律,并应用工程化的概念去实现生物过程研究成果的产业化。整个教材内容贯穿怎样才能充分表达菌种的生产潜力及如何运用发酵调控的理论和手段来分析和解决发酵研究及生产中遇到的实际问题。

本书旨在让读者系统了解与发酵有关的微生物生理生化、代谢网络、产物合成与调控、代谢工程技术原理及微生物的代谢规律和发酵调控的基本知识;从分子、细胞和工艺工程水平去探讨微生物产物合成与调节的内在机制及外在环境条件的优化、控制;重点介绍典型代谢产物的生产与调节,从物料或能量流的变化去发现其中的代谢本质,判断发酵进程的各种参数变化规律,分析各参数与产物合成之间的关系,并介绍了计算机在发酵工程中的应用及放大策略。

发酵调控学是我校生物化工及发酵工程两个硕士点的学位课程,自开课十几年来,曾采用《发酵生理学》及一些参考文献作教材。通过新老教师的共同努力,已出版了相应的教材《现代工业发酵调控学》,并获2002年第六届石油和化学工业优秀教材二等奖。教学方式也进行了摸索,取得了较好课堂效果,获2002年度研究生课堂教学一等奖。

本书初版自2002年问世以来,一直受到有关读者的欢迎与关注,多次印刷。在这几年里发酵调控学的内涵又有了新的发展,如组合生物化学,代谢系统工程方法在发酵工程上的应用;生物信息,包括基因组学,代谢物组学,蛋白组学,相互作用组学等各种组学技术在工业微生物技术中的应用,运用多尺度(水平)及系统生物学的理论来全局性地优化微生物发酵过程。为了跟上现代发酵技术的发展步伐,第二版经多次修改,删除了一些过时的内容,补充了国内外有关文献的最新内容及科研生产方面的新进展和本校科研的最新成果,并被教育部学位管理与研究生教育司推荐为研究生教学用书。书中的重点概念均用黑体标注,并在每一章的后面列出相应的参考文献和复习思考题。

尽管编者与出版社编辑对再版作了很大的努力,以尽量满足有关读者的需求,但难免有错误与遗漏之处,欢迎有关专家与读者批评指正。

编者

于华东理工大学

2006年5月