绪论 1
一、酶与酶工程研究的目的 1
二、酶与酶工程的研究内容与方法 1
第一章 酶学 3
第一节 酶学概念 3
一、酶学的基本概念 3
二、酶学研究的重要性 5
三、酶的分类和命名 6
第二节 酶学性质及催化机理 9
一、酶的催化特性 9
二、酶的活性部位 10
三、酶催化作用机理 11
第三节 酶催化反应动力学 15
一、单底物酶反应动力学 15
二、有抑制的酶催化反应动力学 18
三、复杂的酶催化反应动力学 23
四、酶的失活动力学 25
第四节 酶学研究的新进展 27
一、酶与生物催化剂 27
二、非水相中的生物催化 28
三、极端微生物研究进展 29
四、分子定向进化 33
参考文献 33
第二章 酶技术 34
第一节 酶技术的相关概念 34
一、酶学及酶技术 34
二、酶技术发展概况 34
第二节 酶分子的定向进化 34
一、酶分子定向进化概述 34
二、酶分子定向进化的历史 36
三、定向进化的策略 38
四、定向进化的优势、现状和未来 41
一、模拟酶的理论基础和策略 42
第三节 人工模拟酶 42
二、模拟酶的分类 43
三、抗体酶 44
四、印迹酶 45
五、模拟酶的研究进展 47
第四节 非水介质中的酶学及酶催化 47
一、非水介质中酶的催化反应及其特征 47
二、微水有机溶剂体系 49
三、酶的选择性 49
四、“pH记忆”与“分子印迹”技术 50
五、反向胶团的酶学研究 50
六、水－有机溶剂两相体系 52
七、非水介质酶催化反应在有机合成中的应用 52
参考文献 52
第一节 酶的分离纯化策略 54
一、基本原则 54
第三章 酶的分离纯化 54
二、纯化方法的选择 55
三、纯化策略 56
四、纯度的检定 58
第二节 酶液的制备和初分离 59
一、发酵液的固液分离 59
二、细胞破碎 60
三、抽提 61
五、浓缩 62
四、脱盐 62
六、初分离 63
第三节 酶的分离纯化方法 63
一、根据溶解度不同建立的纯化方法 64
二、按照分子大小不同建立的纯化方法 68
三、依据电学解离性质不同建立的纯化方法 73
四、利用亲和作用进行纯化的方法 78
五、根据稳定性差别建立的纯化方法 82
第四节 酶的结晶 83
参考文献 84
第四章 酶的固定化 85
第一节 固定化酶概述 85
一、固定化酶的定义 85
二、固定化酶的优缺点 85
三、固定化酶的重要性 86
第二节 酶的固定化方法 87
一、吸附法 87
二、包埋法 88
三、共价结合法 89
四、交联法 92
五、各种固定化酶的特点比较 93
第三节 固定化酶的形态与性质 94
一、固定化酶的形状 94
二、固定化酶的活力 94
四、固定化酶的催化特征 95
三、固定化酶的稳定性 95
第四节 固定化酶的反应动力学 96
一、影响固定化酶促反应的主要因素 96
二、固定化酶促反应的过程分析 97
参考文献 99
第五章 酶的生产 100
第一节 天然植物酶和动物酶的生产 100
一、植物细胞培养产酶 100
第二节 微生物酶的生产 101
二、动物细胞培养产酶 101
一、产酶菌的获取 103
二、产酶菌的培养 104
三、微生物酶的生产流程 110
第三节 提高酶发酵产量的方法 111
一、酶的合成调控机制 111
二、通过条件控制提高酶产量 114
三、通过基因突变提高酶产量 115
四、通过体内基因重组提高酶产量 117
五、通过体外基因重组提高酶产量 119
六、其他提高酶产量的方法 122
第四节 酶制剂生产设备 122
一、微生物选育设备 122
二、无菌空气制备设备 122
三、发酵设备 123
四、提取设备 124
第五节 酶生产车间的设计与要求 125
一、工艺设备平面布置设计 125
二、发酵罐设计 125
三、培养基灭菌 126
四、无菌空气制备 127
五、发酵过程的自动化控制 128
参考文献 129
二、酶制剂的分类 130
一、酶制剂的定义 130
第六章 酶制剂 130
第一节 酶制剂概述 130
第二节 酶的保存与酶制剂的生产技术 131
一、酶的失活机理及稳定化技术 131
二、酶制剂的生产技术 133
第三节 液体酶制剂 136
一、液体酶生产工艺流程 136
二、液体酶生产工艺 136
一、固体酶生产工艺流程 139
第四节 固体酶制剂 139
二、酶在制粒过程中的稳定性 140
三、填料及载体的选择 140
四、固体酶制剂的干燥方法 141
参考文献 141
第七章 酶的应用 143
第一节 酶在轻工方面的应用 143
一、酶在纺织品加工中的应用 143
二、酶在造纸工业中的应用 144
三、酶制剂在制革中的应用 147
四、酶在洗涤剂工业中的应用 148
第二节 酶在食品方面的应用 150
一、在食品原料生产中的应用 150
二、直接参与食品的生产过程 151
三、用酶制剂改善食品风味、品质和产量 158
四、在食品保鲜和贮藏中的应用 160
五、用于制备生物活性成分 162
第三节 酶在饲料方面的应用 165
一、饲料的组成 166
二、饲料中酶制剂的种类及主要作用 167
三、适当选择和合理使用饲用酶制剂 169
第四节 酶在医药方面的应用 170
一、酶制剂按其临床应用分类 171
二、主要治疗酶的种类介绍 172
第五节 酶在环保与能源开发方面的应用 176
一、酶在环保方面的应用 176
二、酶在能源方面的应用 178
第六节 酶在分析检测方面的应用 179
一、酶在食品检测中的应用 179
二、酶在医药诊断方面的应用 179
参考文献 180
第八章 酶反应器 182
第一节 酶的应用形式 182
一、概述 182
二、应用形式 182
第二节 酶反应器的分类与特点 184
一、酶反应器简介 184
二、酶反应器的分类及特点 184
二、酶反应器的性能评价 187
三、与设计有关的参数 187
第三节 酶反应器的设计与选型 187
一、酶反应器的设计 187
四、选择反应器时应考虑的因素 188
第四节 酶反应器的操作 189
一、酶反应器中流动状态的控制 189
二、酶反应器恒定生产能力的控制 190
三、酶反应器的稳定性 190
四、酶反应器的微生物污染 191
第五节 酶反应器的应用与发展 191
一、酶反应器的应用 191
二、酶反应器的发展 195
参考文献 197
第九章 酶化工 198
第一节 酶与化学工业 198
一、生物酶可催化生产的化学品 198
三、为化学合成新产品提供原料 199
四、酶法生产生物柴油 199
二、生物酶催化合成手性化合物 199
第二节 化学工业中酶催化的反应过程及特点 200
一、酶催化氨基酸合成 200
二、酶催化有机酸合成 200
三、酶催化抗生素生产 200
四、酶催化肽类药物的合成 200
第三节 非水介质中的酶催化反应 201
七、酶催化酯交换 201
六、酶催化人造奶油的生产 201
五、酶催化芳香酯合成 201
一、酶在非水介质催化反应中的优点 202
二、多液相体系酶催化反应 202
三、反胶束体系酶催化反应 204
四、非水相酶催化反应 205
第四节 超临界介质中的酶催化 206
一、超临界流体的选择 206
二、载体的选择 207
三、工艺参数的影响 208
第五节 油脂工业中的酶催化 209
四、超临界流体中酶催化的应用前景 209
一、油脂酶催化水解 210
二、植物油脱臭馏分中提取维生素E 210
三、酶促菜子油选择性水解制取芥酸 210
四、酶促酯交换 210
五、生物精炼——酶促酯化 211
六、脂肪酶的选择及固定化 212
七、固定化脂肪酶生物反应器 213
第六节 酶催化合成表面活性剂 214
一、酶法合成甘油单酯类生物表面活性剂 215
二、酶法合成糖脂类生物表面活性剂 215
三、酶法合成氨基酸类生物表面活性剂 218
四、酶法合成和修饰磷脂类生物表面活性剂 218
五、酶法合成异头碳上构成单一的烷基糖苷类生物表面活性剂 218
第七节 石油工业中的酶催化反应 219
一、石油的生物催化脱硫 219
二、生物柴油的合成 221
第八节 酶催化的有机合成 224
一、酶催化的水解及合成反应 225
二、酶催化的氧化－还原反应 233
三、酶催化的取代反应 234
四、酶催化的加成与消除反应 234
五、酶聚合反应 235
参考文献 235
第十章 酶工程的研究方法 236
第一节 酶活力测定 236
一、影响酶活力的因素 236
二、酶活力的测定原理 237
三、酶活力的测定方法 239
四、酶活力的单位 241
第二节 电泳检测和分子量测定 241
一、电泳检测 241
二、聚丙烯酰胺凝胶电泳 243
三、酶的相对分子质量测定 245
第三节 酶蛋白的定量、组成和氨基酸分析 247
一、蛋白质的定量 247
二、酶的氨基酸组成测定 250
三、酶蛋白的一级结构测定 251
四、酶的二级结构、三级结构测定 255
五、酶的四级结构测定 256
六、活性中心的测定 257
第四节 酶的免疫学方法 257
一、非均相酶免疫测定法 258
二、均相酶免疫测定法 260
三、双抗体酶免疫测定法 261
四、其他类型和方法 262
五、免疫分析中几个主要的操作步骤 262
六、测定实例 263
参考文献 265
一、α-淀粉酶活力测定 266
附录1 常用酶的检测方法 266
二、糖化酶活力测定 269
三、蛋白酶活力测定 271
四、脂肪酶活力测定 275
五、葡萄糖异构酶活力测定 276
六、果胶酶活力测定 278
七、碱性磷酸酶活力测定 280
八、葡萄糖氧化酶活力测定 281
一、工业用α-淀粉酶制剂 283
附录2 工业化酶制剂的标准 283
二、耐高温α-淀粉酶制剂 284
三、工业用糖化酶制剂 284
四、工业用蛋白酶制剂 286
五、洗涤剂用碱性蛋白酶制剂 288
六、工业用脂肪酶制剂 289
七、食品添加剂固定化葡萄糖异构酶制剂 290
八、工业酶制剂通用试验方法 290
九、工业酶制剂通用检验规则和标志、包装、运输、贮运 295