生物催化工艺学

　　1 绪论1
　　11 生物催化的基本概念1
　　111 生物催化与生物催化工艺学1
　　112 生物催化的产生与发展3
　　113 生物催化研究的重要意义7
　　12 生物催化的主要内容8
　　121 生物催化的主要方式8
　　122 生物催化反应的特点9
　　123 生物催化研究的主要内容12
　　124 生物催化的应用12
　　13 生物催化发展趋势15
　　131 生物催化的研究动态15
　　132 生物催化的发展趋势与前景18
　　133 我国生物催化产业的发展策略与建议20
　　参考文献23
　　基 础 篇
　　2 微生物学基础27
　　21 生物催化剂与微生物27
　　211 生物催化剂27
　　212 微生物是生物催化剂的宝库27
　　22 微生物的形态与分类27
　　221 微生物的基本特点27
　　222 微生物的分类与命名29
　　223 常用的工业微生物30
　　23 微生物细胞的结构及功能34
　　231 原核生物和真核生物34
　　232 核糖体36
　　233 生物膜与蛋白质的运输37
　　24 微生物的遗传和变异38
　　241 遗传变异的物质基础38
　　242 遗传信息的传递和基因表达41
　　243 微生物的变异41
　　25 代谢工程与微生物代谢的调控42
　　251 微生物代谢调控的基本特点42
　　252 酶活性的调控43
　　253 酶合成的调控46
　　254 微生物代谢调控的模式50
　　255 代谢的人工调控53
　　256 代谢工程55
　　26 微生物的生长与环境条件56
　　261 微生物的营养56
　　262 微生物的培养方法59
　　263 环境条件对微生物生长和代谢的影响60
　　264 极端环境与极端微生物61
　　参考文献63
　　3 应用酶学基础65
　　31 酶的基本概念65
　　311 酶是生物催化剂65
　　312 酶的化学本质68
　　313 酶的分类和命名69
　　32 酶的结构与功能72
　　321 酶蛋白的结构72
　　322 酶的活性中心77
　　323 酶催化反应机制78
　　33 酶动力学和抑制作用84
　　331 单底物酶催化反应动力学85
　　332 多底物酶催化反应动力学91
　　333 影响酶反应速率的因素93
　　334 酶的抑制95
　　34 生物催化用酶98
　　341 对酶的认识98
　　342 酶作为生物催化剂的优点99
　　343 酶作为生物催化剂的缺点101
　　参考文献102
　　4 手性化学基础103
　　41 手性概念的提出103
　　42 手性的意义105
　　421 对映体的不同作用行为105
　　422 单一对映体手性化合物的重要意义106
　　43 有机分子的三维结构与手性106
　　431 异构体106
　　432 立体异构108
　　433 手性与光学活性112
　　434 手性与不对称性115
　　44 构型的联系和测定117
　　441 构型的联系117
　　442 构型的测定119
　　45 对映体组成的测定122
　　451 比旋光度的测量122
　　452 对映体过量123
　　453 手性色谱法123
　　454 核磁共振光谱(NMR)法124
　　46 生物催化的手性化学125
　　461 生物催化反应的选择性125
　　462 对映选择率E126
　　参考文献128
　　5 生物有机化学与生物催化129
　　51 概述129
　　511 生物有机化学的发展129
　　512 生物有机化学的主要研究方向及内容131
　　52 生物体内的有机化学132
　　521 生物有机化学中的立体效应133
　　522 生物体内发生的基本有机化学反应类型135
　　53 生物催化的有机化学反应137
　　531 生物催化反应与有机化学合成137
　　532 生物催化的水解反应138
　　533 生物催化的氧化还原反应140
　　534 生物催化的缩合反应141
　　535 生物催化的加成反应142
　　536 生物催化的卤化和脱卤反应143
　　537 生物催化的胺化反应143
　　538 生物催化的酯化反应144
　　539 生物催化的降解反应144
　　参考文献145
　　6 生物催化剂的来源与筛选146
　　61 概述146
　　611 生物催化剂的概念146
　　612 生物催化剂来源与多样性146
　　613 生物催化剂的寻找和发现149
　　62 微生物酶筛选的策略150
　　621 常规生物催化剂筛选的一般策略150
　　622 从极端微生物中筛选极端酶的策略156
　　623 未培养生物催化剂的发现策略158
　　63 微生物和酶的一般筛选方法159
　　631 从自然界发现产酶微生物159
　　632 生物催化剂的高效筛选163
　　64 优良菌种选育166
　　641 自然选育167
　　642 诱变选育167
　　65 从生境中微生物基因组DNA筛选酶的方法171
　　651 从土壤和水样中提取DNA 171
　　652 土壤微生物DNA文库的构建172
　　参考文献173
　　7 生物催化剂的修饰与改造175
　　71 生物催化剂的化学修饰176
　　711 酶蛋白修饰的目的177
　　712 酶蛋白修饰的方法177
　　713 酶蛋白修饰的局限性180
　　72 生物催化剂的有理设计改造181
　　721 生物催化剂的有理设计工具与方法181
　　722 有理设计应用的成功例子183
　　723 有理设计的局限性与展望185
　　73 生物催化剂的定向进化185
　　731 酶的定向进化的产生及定义185
　　732 定向进化方法188
　　733 定向进化应用的成功例子192
　　734 定向进化的发展概况196
　　74 目的物的检验方法：筛选和选择197
　　741 筛选198
　　742 选择199
　　75 生物催化剂改造的研究概况与展望200
　　751 生物催化剂改造的研究概况200
　　752 生物催化剂的组合改造201
　　753 生物催化剂改造的展望201
　　参考文献203
　　8 生物催化剂的发酵生产205
　　81 微生物产酶菌种205
　　811 对产酶微生物菌种的要求205
　　812 常用的产酶微生物206
　　813 产酶菌种的保藏207
　　814 产酶菌种的退化208
　　82 产酶培养基209
　　821 微生物发酵与产酶原料210
　　822 培养基配制与灭菌213
　　83 种子培养与发酵产酶218
　　831 产酶发酵工艺流程218
　　832 产酶发酵方法218
　　833 种子扩大培养219
　　834 无菌操作的接种技术220
　　84 微生物生长与发酵产酶动力学221
　　841 微生物的生长繁殖规律221
　　842 发酵产酶的模式222
　　843 细胞生长动力学223
　　844 产酶动力学223
　　85 发酵条件对产酶的影响224
　　851 温度224
　　852 pH值225
　　853 溶解氧(供氧)225
　　854 搅拌226
　　855 泡沫226
　　856 湿度226
　　86 发酵染菌和防治227
　　861 杂菌污染的途径227
　　862 杂菌污染的原因及防止措施227
　　863 噬菌体的危害和防止措施228
　　87 工业用生物催化剂与酶制剂229
　　871 工业用生物催化剂的要求229
　　872 商品酶的剂型229
　　参考文献230
　　9 酶的纯化与表征231
　　91 酶或蛋白质的分析与检测232
　　911 纯度的标准232
　　912 酶活的测定232
　　913 蛋白质的测定232
　　914 蛋白质的化学分析234
　　92 酶的分离和纯化235
　　921 分离纯化概述235
　　922 酶的提取236
　　923 分离纯化方法240
　　924 结晶253
　　925 选择性变性纯化254
　　93 酶的稳定性254
　　931 纯化过程中的稳定性254
　　932 酶的保存255
　　933 酶的修饰对稳定性的作用256
　　94 分离纯化过程设计策略257
　　941 材料的选择257
　　942 预处理257
　　943 酶性质的初步研究258
　　944 制定酶的纯化步骤258
　　945 提取、分离和纯化方法评价260
　　参考文献260
　　10 非水相生物催化262
　　101 引言262
　　102 典型的生物催化介质系统265
　　1021 单一的水或缓冲溶液系统265
　　1022 水-有机溶剂单相系统266
　　1023 水-有机溶剂两相系统266
　　1024 含有表面活性剂的乳液或微乳液系统267
　　1025 微水有机溶剂单相系统268
　　1026 超临界流体系统268
　　1027 离子液体介质系统269
　　1028 无溶剂或少溶剂反应系统270
　　103 非水溶剂的影响及其选择原则270
　　1031 非水溶剂对酶选择性的影响271
　　1032 非水溶剂对酶稳定性的影响271
　　1033 非水溶剂的选择原则272
　　104 水活度的影响及其控制方法273
　　1041 酶的柔性与“必需水”273
　　1042 水活度与酶的活性274
　　1043 水活度缓冲体系275
　　105 添加剂对非水相生物催化反应的影响276
　　1051 无机盐类添加剂276
　　1052 有机助溶剂277
　　1053 多醇类添加剂277
　　1054 表面活性剂277
　　106 非水介质中酶的活化方法279
　　1061 有机溶剂中酶的活力为何不如水相中高279
　　1062 如何提高有机相酶的催化活力281
　　107 非水相生物催化的主要特征283
　　1071 酶在有机溶剂中的催化活性283
　　1072 酶在有机溶剂中的稳定性283
　　1073 溶剂对酶选择性的调控作用284
　　1074 非水相酶催化的其他特征285
　　108 非水相生物催化的典型反应286
　　1081 酯合成反应287
　　1082 酰胺化反应292
　　1083 多肽合成反应293
　　1084 氧化还原反应294
　　参考文献296
　　11 固定化生物催化剂299
　　111 固定化生物催化剂概述299
　　1111 固定化生物催化剂的定义299
　　1112 固定化生物催化剂的研究历史与发展300
　　1113 固定化生物催化剂的优缺点301
　　112 固定化生物催化剂制备方法302
　　1121 固定化生物催化剂的制备原则302
　　1122 固定化方法303
　　1123 各种固定化方法的优缺点比较310
　　113 固定化生物催化剂的性质311
　　1131 固定化生物催化剂的特征参数311
　　1132 固定化后催化活性的变化312
　　1133 固定化对生物催化剂稳定性的影响312
　　1134 固定化对生物催化反应动力学的影响314
　　114 评价固定化生物催化剂的指标及其测定317
　　1141 固定化生物催化剂的活力及其测定317
　　1142 偶联率及相对活力的测定318
　　1143 固定化生物催化剂的半衰期318
　　1144 单位产品的生物催化剂消耗318
　　115 固定化生物催化剂的应用319
　　1151 固定化生物催化剂的应用319
　　1152 固定化生物催化剂应用的几个例子319
　　116 固定化技术研究新进展321
　　1161 共固定化技术321
　　1162 酶的定向固定化技术322
　　1163 交联酶晶体323
　　1164 脂质体包埋325
　　参

　　孙志浩，江苏无锡人，1941年9月生。江南大学教授，博士生导师，享受政府特殊津贴。1965年毕业于无锡轻工业学院发酵工学专业，1965-1986年先后从事酒精发酵、丙酮丁醇发酵生产等技术管理工作。1986年至今先后在江苏省微生物研究所、无锡轻工业大学（现江南大学）从事生物技术科研与教学工作。长期从事微生物、酶和生物催化研究。承担多项国家与省部级课题并应用于生产，取得较好效益。获国家技术发明二等奖1项，部级科技进步二等奖与技术发明二等奖各1项，2004年荣获江苏省五一劳动奖章。在国内外学术期刊发表论文数十篇，主编、参编专著6部。作为第一发明人申请专利6项，其中已授权4项。

　　本书内容包括3部分共22章。第1章绪论，介绍生物催化的基本概念、主要内容与发展趋势。第一篇为基础篇，包括第2章至第12章，分别介绍生物催化的微生物学基础、应用酶学基础、手性化学基础、生物有机化学与生物催化、生物催化剂的来源与筛选、生物催化剂的修饰与改造、生物催化剂的发酵生产、酶的纯化与表征、非水相生物催化、固定化生物催化剂与生物催化反应器，着重阐述生物催化基本知识与理论。第二篇为应用篇，包括第13章至第22章，分别以酶法制备L-氨基酸、酶法制备D-氨基酸、固定化细胞方法生产L-苹果酸与L(+)-酒石酸、生物催化法制备手性2-芳基丙酸、酶法生产L-肉碱、微生物酶法拆分制备D-泛解酸内酯、酶法生产光学活性拟除虫菊酯、脂肪酶非水相催化生产短链脂肪酸酯、酶法拆分手性环氧化物及邻位二醇、香草醛等生产实践为实例，详细阐述了生物催化工艺技术的过程及应用。
　　本书内容有一定的理论深度，同时结合典型生物催化产品的工艺实例，并介绍了许多有关生物催化前沿性的内容。主要可用作高校生物工程、精细化工等学科的研究生及高年级本科生的教材或参考教材，也可供从事生物化工、医药、食品、饲料、发酵等行业以及其他有关生物技术领域的科技工作者、企业生产人员阅读参考。