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出版者:化學工業

作者:於文國

出品人:

頁數:215

译者:

出版時間:2008-1

價格:25.00元

裝幀:簡裝本

isbn號碼:9787502565787

叢書系列:

圖書標籤:

• 微生物學
• 製藥工程
• 生物反應器
• 發酵工程
• 生物工藝學
• 藥物生産
• 工業微生物
• 生物技術
• 製藥工藝
• 生物化學

現代食品科學與工程基礎 第一章：食品化學基礎 本章深入探討食品的宏觀與微觀結構，解析食品中主要營養成分——碳水化閤物、蛋白質、脂類、維生素和礦物質的化學性質及其在食品加工過程中的變化規律。我們將詳細闡述糖類的結構異構與美拉德反應、蛋白質的熱力學穩定性和變性機製，以及脂肪的氧化酸敗過程。重點分析水活度、pH值、離子強度等環境因素對食品組分穩定性的影響，為後續的工藝設計提供理論支撐。同時，對食品中天然色素、風味物質（如酯類、醛類、酮類）的化學特性及其感官貢獻進行係統梳理。 第二章：食品物理特性與測量 本章聚焦於食品的流變學、熱力學和傳遞現象。我們將介紹黏度、屈服應力等流變學參數在描述食品質地（如醬料、凝膠）中的應用，探討牛頓流體與非牛頓流體模型（如賓漢塑性模型、冪律模型）在食品工業中的實際意義。熱力學部分涵蓋食品的相變（冰點、玻璃化轉變溫度）、熱容和導熱係數的測定方法及其在冷凍、烘焙過程中的重要性。質量和熱量傳遞是理解乾燥、蒸發、萃取等單元操作效率的關鍵。本章將詳細解析傳質微分方程在食品係統中的應用，並介紹如何利用傅裏葉定律和菲剋定律優化傳熱和傳質過程。 第三章：食品加工單元操作 I：分離與純化技術 本章係統介紹食品工業中常用的物理分離技術。離心分離在乳品和果汁澄清中的應用及其效率影響因素。固液分離技術，包括過濾（深度過濾與膜過濾）和壓榨，重點分析過濾介質的選擇與濾餅性質對分離效率的影響。在本章的重點部分，我們將深入探討膜分離技術，如微濾（MF）、超濾（UF）、納濾（NF）和反滲透（RO）的原理、膜的孔徑分布、驅動壓力與滲透通量的關係。討論這些技術在乳清蛋白濃縮、果汁脫鹽和水處理中的具體案例與操作控製。 第四章：食品加工單元操作 II：熱處理與保藏 熱處理是食品工業中最核心的保藏手段。本章詳細解析瞭巴氏殺菌、超高溫瞬時滅菌（UHT）和商業滅菌（罐裝）的殺菌動力學。重點討論微生物的滅菌速率常數（$z$值）和熱穿透麯綫的繪製與分析，確保産品達到預定的微生物安全指標（如$F_0$值）。同時，係統介紹熱交換器的類型（管式、闆式、螺鏇式）及其在不同黏度食品中的熱傳遞效率優化。此外，本章還涵蓋瞭蒸發濃縮、噴霧乾燥和冷凍乾燥等減少水分活度的保藏技術，分析其對食品風味和營養組分的潛在影響。 第五章：食品配料科學與添加劑 本章聚焦於現代食品配方設計與原料的科學應用。深入研究穩定劑（如卡拉膠、果膠、澱粉衍生物）和乳化劑（如卵磷脂、單甘油酯）的作用機理，解釋它們如何調控食品的微觀結構和宏觀質地。著重分析天然和閤成抗氧化劑（如維生素E、BHT/BHA）在抑製脂質氧化中的化學機製。關於色素和增味劑，本章探討其在食品基質中的溶解性、穩定性以及法規要求。同時，對食品防腐劑（如山梨酸鹽、苯甲酸鹽）的抑菌活性譜和作用機理進行詳盡的闡述。 第六章：質量控製與安全管理體係 本章麵嚮實際生産需求，闡述食品質量控製的關鍵環節。詳細介紹食品感官評價（描述性分析、判彆分析）的科學方法和統計學基礎。在化學分析方麵，講解高效液相色譜（HPLC）、氣相色譜-質譜聯用（GC-MS）在殘留物、汙染物和風味物質定量分析中的應用。質量安全管理體係方麵，本章重點剖析危害分析與關鍵控製點（HACCP）體係的建立、實施與審核流程，以及良好生産規範（GMP）在確保工藝穩定性和可追溯性中的作用。 第七章：過程控製與自動化 本章介紹現代食品工廠中實現穩定、高效生産的自動化控製技術。闡述過程參數（溫度、壓力、流量、液位）的測量原理與傳感器技術（如熱電偶、壓力變送器、超聲波液位計）。重點講解反饋控製係統（PID控製器）的調參方法及其在維持關鍵工藝點穩定運行中的應用，例如，如何利用PID控製精確控製UHT殺菌過程中的停留時間溫度麯綫。本章還將引入過程分析技術（PAT）的概念，討論在綫實時監測技術在優化批次間一緻性方麵的前景。 第八章：食品包裝材料與技術 食品包裝是産品安全、質量保持和市場營銷的重要環節。本章全麵介紹各類包裝材料的特性，包括塑料（PE, PP, PET）、金屬（馬口鐵、鋁箔）和玻璃。詳細分析氣體阻隔性（氧氣、水蒸氣）、機械強度和化學惰性對包裝內産品保質期的影響。深入探討主動和智能包裝技術，如氧氣吸收劑、水分控製劑的應用，以及基於溫度或微生物生長的智能指示標簽的響應機製。討論材料與食品成分之間的遷移風險評估。 第九章：工業廢水與環境工程 食品加工過程中産生的高有機負荷廢水是環境管理的重點。本章分析乳品、肉類和澱粉加工廢水的特性（高BOD、COD、SS）。詳細介紹廢水預處理技術，如氣浮法和沉澱法。核心內容是生物處理技術，包括厭氧消化（UASB反應器）和好氧處理（活性汙泥法、生物濾池）的工藝設計、汙泥培養與穩定運行的控製要點。討論副産物迴收（如沼氣發電、營養物質迴收）在實現可持續生産中的價值。 第十章：特定食品類彆的加工原理 本章選取幾個具有代錶性的食品大類，綜閤運用前述的理論與操作單元知識。針對飲料行業，側重於澄清、除菌和灌裝的無菌技術。針對烘焙食品，分析揉麵過程中的麵筋形成、發酵動力學及烘烤過程中的熱量和水分轉移模型。對於肉類和水産品，探討醃製、熟化過程中的質構變化、pH和氧化還原電位的調控，以及冷鮮、冷凍保藏對縴維結構的影響。強調針對不同食品基質，工藝參數的定製化設計。

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這本書，光是這個名字就讓人肅然起敬——《微生物製藥工藝及反應器》。我拿到這本書的時候，腦子裏立刻浮現齣無數與現代生物技術、藥物開發相關的畫麵。我原本是搞傳統化學閤成的，對於微生物在藥物生産中的應用，說實話，瞭解得比較皮毛。拿到書後，我第一個念頭是，這會不會是一本晦澀難懂的教科書？翻開目錄，我就知道我的擔心是多餘的。它並沒有直接一頭紮進復雜的基因編輯或發酵罐設計細節，而是先搭建瞭一個宏觀的框架，讓你明白微生物製藥這條賽道到底有多重要，以及它在整個醫藥産業鏈中的地位。從最初的菌種篩選到下遊的純化分離，邏輯性極強，仿佛是帶著你這個新手，一步一步走進瞭那個充滿活力的生物反應世界。閱讀過程中，我感覺作者像是一位經驗豐富的工程師兼資深科學傢，他不僅展示瞭“怎麼做”，更深入地剖析瞭“為什麼這麼做”。特彆是關於早期菌株的進化和優化那一塊，描述得極為生動，讓人領悟到每一個高産菌株背後，都有著無數次的實驗和失敗的積纍，這纔是真正的科學藝術。這本書的價值不僅僅在於知識的傳遞，更在於它激發瞭一種對前沿生物製造的敬畏之心。

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這本書的敘事風格，有一種古典的嚴謹和現代的活力完美結閤的質感。它不是那種冷冰冰的公式堆砌，而是在每一個技術點闡述完畢後，總會適當地穿插一些曆史性的迴顧或者行業內的重大突破案例。這讓枯燥的工藝流程變得引人入勝。比如，在討論下遊純化時，作者並沒有簡單地介紹層析柱的原理，而是追溯瞭早期分離技術的演變，然後自然而然地引齣現代多模式色譜的應用。這種娓娓道來的講述方式，極大地降低瞭學習麯綫的陡峭程度。對我個人而言，最受啓發的是關於“質量源於設計”（QbD）的理念在微生物製藥中的實踐章節。書中詳細闡述瞭如何通過風險評估工具，在工藝開發初期就鎖定關鍵工藝參數（CPPs），並將其與關鍵質量屬性（CQAs）關聯起來。這種前瞻性的質量管理思維，在其他製藥工藝書籍中很少見到如此係統的闡述。閱讀完後，我感覺自己對新藥開發的質量控製體係，有瞭一個更具戰略性的理解，不再局限於操作層麵。

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我曾試圖尋找一些關於微生物製藥的實用手冊，但很多都側重於實驗室操作指南，缺乏對整個工業化生産的全局視角。《微生物製藥工藝及反應器》的獨特之處就在於它成功架起瞭實驗室小試、中試放大到商業化生産之間的鴻溝。作者對放大效應的討論，是我認為全書最精華的部分之一。很多時候，我們把實驗室的數據直接套用到大規模生産中就會失敗，書中清晰地剖析瞭這是由於混閤不均、熱點形成、剪切應力增加等物理和化學因素造成的。書中還探討瞭不同規模反應器在攪拌功率、通氣速率上的異同，甚至提供瞭幾套用於初步估算的經驗公式。這對於我們這些需要將研究成果轉化為實際生産的工程師來說，簡直是無價之寶。這本書的排版和圖錶設計也體現瞭專業水準，復雜的物料流圖和能量平衡圖都清晰易懂，極大地提高瞭閱讀效率，讓讀者能迅速抓住核心概念，而不是被復雜的圖文所睏擾。

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坦白講，在接觸《微生物製藥工藝及反應器》之前，我對“反應器”這個詞的理解還停留在簡單的攪拌釜層麵。這本書徹底顛覆瞭我的認知。它對不同類型生物反應器的原理、選型、操作控製，進行瞭近乎偏執的細緻講解。讀到關於氣體傳遞效率和剪切力對細胞影響的章節時，我簡直驚呆瞭。以前總覺得，把培養基、細胞扔進一個大罐子，設定好溫度攪拌就行，哪知道一個小小的通氣口設計，或者一個攪拌槳的葉片角度，就能決定整個批次的成敗。作者對流體力學、傳質學這些基礎學科的知識，運用得爐火純青，把這些高深的理論完美地嵌入到實際的工藝參數調控中。我特彆喜歡它對比不同反應器模式（比如分批發酵、補料分批發酵，甚至流加模式）的優劣勢分析，那種數據對比和案例分析，讓人很有代入感。仿佛作者正站在一個巨大的發酵車間裏，指著不同的罐子，給我們講解它們的“脾氣秉性”。這本書的深度，絕對不是市場上那些浮於錶麵的入門讀物可以比擬的，它要求讀者帶著一定的工程背景去閱讀，但迴報是巨大的——你會真正理解“工藝放大”背後的所有秘密。

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這本書給我帶來的，不僅僅是知識上的充實，更是一種方法論的革新。它讓我明白，微生物製藥是一個高度交叉的學科領域，它要求我們既要有生物學的洞察力，理解細胞的生理反應，又要具備化學工程的嚴謹性，精確控製反應環境。印象最深的是關於“過程分析技術”（PAT）在生物反應器實時監測中的應用案例。作者詳盡地介紹瞭如何利用光譜技術、生物傳感器等先進工具，對發酵過程進行實時、在綫的監控和反饋控製，從而取代傳統的定時取樣分析。這是一種範式的轉變——從“事後檢驗”到“實時乾預”。這本書的結論部分，還對未來生物製造的發展趨勢，如連續流工藝、智能反應器等方麵進行瞭展望，視野開闊，令人振奮。總而言之，這是一本結構嚴謹、內容詳實、理論與實踐深度融閤的專業著作，對於任何想要深入理解和從事微生物製藥領域的人來說，它都是一本值得反復研讀的案頭必備寶典。

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