聚氨基酸功能高分子
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作者徐虹 等 著 中国化工学会 编
出版社化学工业出版社
ISBN9787122420145
出版时间2024-08
装帧精装
开本16开
定价199元
货号1203332816
上书时间2024-11-04
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作者简介
徐虹，女，1964年7月生，南京工业大学食品与轻工学院教授，中国化工学会会士，绿色生物制造国家重点研发项目首席科学家。2000年于南京工业大学生物化工专业获博士学位，研究方向为工业生物技术，长期从事生物高分子和健康产品生物制造技术创新，获国家技术发明奖二等奖1项（排名1）、中国专利奖银奖1项（排名1）、江苏省科学技术奖一等奖（排名1）、首届江苏省专利发明人奖（排名1）等荣誉。发明了生物高分子聚氨基酸生物合成新技术，建立了具有国际竞争力的聚氨基酸新产业，创造性地将γ-聚谷氨酸应用于农业领域，产品推广应用到全国二十多个省和自治区，应用面积超5亿亩次，受邀成为国家行业标准主要起草人。开发成功生物防腐剂ε-聚赖氨酸合成新菌种和新技术，通过工程技术全程创新，打破了长期依赖进口的局面，并推动了其进入国家食品添加剂目录。发明系列生物催化剂筛选、改造和工业应用新技术，实现多个新型氨基酸和功能糖的绿色制造和替代。下一步将致力突破以蛋白、多糖材料为代表的生物高分子材料的高产、低成本制造及高附加值产品开发，为国家生物基战略新材料技术走在世界前列做出更大贡献。
目录
第一章 绪论 001
第一节 聚氨基酸的定义与分类 002
第二节 聚氨基酸的制备方法 004
一、微生物合成法 004
二、化学合成法 009
第三节 聚氨基酸的应用 012
一、农业领域的应用 014
二、日化领域的应用 014
三、食品领域的应用 014
四、环保领域的应用 015
五、医药领域的应用 015
第四节 技术展望 016
一、不同聚合度、构型和二级结构聚氨基酸的生物制备 016
二、发酵工艺及新型反应器的开发 017
三、聚氨基酸修饰衍生物及其应用 017
四、聚氨基酸水凝胶制备及其应用 017
五、新型天然聚氨基酸的挖掘 018
参考文献 030
第二章 γ-聚谷氨酸的结构与理化性质 035
第一节 γ-聚谷氨酸的结构 036
一、γ-聚谷氨酸的结构及组成 036
二、γ-聚谷氨酸的构型 037
三、γ-聚谷氨酸的二级结构 040
第二节 γ-聚谷氨酸的性质 044
一、保湿性能 044
二、金属离子的配位螯合 046
三、絮凝特性 048
四、抗冻活性 050
五、降解性能 052
六、结构可修饰性 054
第三节 γ-聚谷氨酸分子量以及含量的检测方法 056
参考文献 057
第三章 γ-聚谷氨酸的生物合成与调控 061
第一节 γ-聚谷氨酸合成菌株的研究概述 062
一、γ-聚谷氨酸的来源与发现 062
二、γ-聚谷氨酸产生菌株的筛选 063
第二节 γ-聚谷氨酸的生物合成机制 065
一、基于13C标记的γ-聚谷氨酸生物合成代谢途径分析 065
二、外源谷氨酸跨膜运输机制及调控的研究 069
三、γ-聚谷氨酸生物聚合酶研究 074
第三节 基因工程改造策略强化γ-聚谷氨酸的合成 076
一、CRISPR-Cas基因编辑技术在γ-聚谷氨酸合成菌株中的构建 076
二、γ-聚谷氨酸高效工程菌株的改造和代谢调控 079
第四节 γ-聚谷氨酸的发酵工艺及反应器开发 088
一、氧供应策略对强化γ-聚谷氨酸生物合成的研究 088
二、柱式固定化反应器设计及其在γ-聚谷氨酸合成中的应用 093
第五节 γ-聚谷氨酸多元分子量可控制备工艺 096
一、高效γ-聚谷氨酸降解酶的降解性质研究及其适配性优化 096
二、基于CRISPRi理性调控γ-聚谷氨酸降解酶表达合成多元分子量γ-聚谷氨酸 103
三、γ-聚谷氨酸构型调节制备超低分子量γ-聚谷氨酸的研究 108
参考文献 113
第四章 γ-聚谷氨酸在农业上的应用 117
第一节 γ-聚谷氨酸作为土壤保水材料的应用 119
一、γ-聚谷氨酸高吸水树脂的制备及特性表征 119
二、γ-聚谷氨酸高吸水树脂的应用效果评价 121
第二节 γ-聚谷氨酸作为肥料增效剂的应用 123
一、含γ-聚谷氨酸肥料在不同作物上的应用效果及肥料利用率评价 124
二、γ-聚谷氨酸提高肥效的作用机制 133
第三节 γ-聚谷氨酸作为植物生物刺激素的应用 144
一、提高植物盐胁迫抗性 144
二、提高植物低温胁迫抗性 148
三、γ-聚谷氨酸促进植物抗逆的信号机制 152
第四节 γ-聚谷氨酸作为金属钝化剂应对农田重金属胁迫 168
一、缓解土壤重金属对作物的毒害作用 169
二、γ-聚谷氨酸与Pb、Cd、Cr、Cu螯合物的理化表征 173
参考文献 176
第五章 γ-聚谷氨酸在食品及动物营养领域的应用 181
第一节 γ-聚谷氨酸作为食品加工助剂的应用 182
一、冷冻保护剂 182
二、凝胶增强剂 189
三、面粉改良剂 190
四、味道改良剂 191
五、增稠剂与稳定剂 193
第二节 γ-聚谷氨酸作为食品营养助剂的应用 194
一、钙补充剂 194
二、口腔护理剂 196
三、降血糖 196
四、预防高血压 197
五、抗氧化剂 197
第三节 γ-聚谷氨酸在动物营养领域的应用 198
一、在蛋鸡养殖上的应用 198
二、在淡水鱼养殖上的应用 206
参考文献 214
第六章 γ-聚谷氨酸在医学及日化领域的应用 217
第一节 γ-聚谷氨酸生物黏合剂 218
一、γ-聚谷氨酸贻贝仿生水凝胶的制备 218
二、γ-聚谷氨酸贻贝仿生水凝胶的性能表征 219
三、γ-聚谷氨酸贻贝仿生水凝胶的应用 225
第二节 γ-聚谷氨酸组织修复支架 228
一、γ-聚谷氨酸单交联网络水凝胶的性能表征及应用 228
二、γ-聚谷氨酸/透明质酸双交联水凝胶的性能表征及应用 237
第三节 γ-聚谷氨酸皮肤防护材料 249
一、γ-聚谷氨酸皮肤防护水凝胶的制备 249
二、γ-聚谷氨酸皮肤防护水凝胶的性能表征 250
三、γ-聚谷氨酸皮肤防护水凝胶的应用 254
第四节 γ-聚谷氨酸医用涂层 262
一、γ-聚谷氨酸抗菌涂层的制备 262
二、γ-聚谷氨酸抗菌涂层的体外生物学测试 264
三、γ-聚谷氨酸抗菌涂层的小鼠皮下模型生物学测试 269
参考文献 270
第七章 ε-聚赖氨酸的结构与理化性质 275
第一节 ε-聚赖氨酸的结构 276
一、ε-聚赖氨酸的紫外吸收光谱 276
二、ε-聚赖氨酸的红外光谱 277
三、ε-聚赖氨酸的核磁氢谱 278
四、ε-聚赖氨酸的圆二色谱 279
五、ε-聚赖氨酸的粒径分析 280
六、ε-聚赖氨酸的分子量及其测定方法 281
第二节 ε-聚赖氨酸的性质 282
一、ε-聚赖氨酸的理化性质 282
二、ε-聚赖氨酸的生物学性质 284
第三节 ε-聚赖氨酸的抑菌机制 286
一、ε-聚赖氨酸对菌体细胞超微结构的影响 287
二、ε-聚赖氨酸对细胞完整性的影响 288
参考文献 291
第八章 ε-聚赖氨酸的生物合成 293
第一节 ε-聚赖氨酸合成菌株研究 294
一、ε-聚赖氨酸产生菌株及其发酵策略 294
二、ε-聚赖氨酸产生菌株的筛选与鉴定 295
三、ε-聚赖氨酸发酵工艺优化 297
第二节 ε-聚赖氨酸的生物合成原理 303
一、ε-聚赖氨酸合成酶及其相关基因 303
二、ε-聚赖氨酸降解酶及其基因 308
三、ε-聚赖氨酸代谢途径分析 314
第三节 生物法合成ε-聚赖氨酸的强化策略 317
一、ε-聚赖氨酸产生菌遗传转化体系的建立 318
二、透明颤菌血红蛋白强化ε-聚赖氨酸生物合成 318
三、异源表达策略高效制备低聚合度ε-聚赖氨酸 322
四、固定化重复批次发酵生产ε-聚赖氨酸研究 326
参考文献 329
第九章 ε-聚赖氨酸在食品中的应用 333
第一节 ε-聚赖氨酸作为食品防腐剂的应用 334
一、在冷鲜肉保鲜中的应用 335
二、在烟熏火腿保鲜中的应用 343
三、在其他食品中的应用 354
第二节 ε-聚赖氨酸作为食品包装材料的应用 355
一、ε-聚赖氨酸自组装抗菌涂层材料制备与应用 355
二、ε-聚赖氨酸微胶囊抗菌材料制备与应用 360
参考文献 363
索引 365
内容摘要
《聚氨基酸功能高分子》是“先进化工材料关键技术丛书”（第二批）的一个分册。
作为先进有机高分子材料（聚合物材料）的重要分支，聚氨基酸功能高分子具有重要的理论研究和应用价值。本书凝结了作者们在聚氨基酸制造和应用等方面多年的理论研究和实践经验，是多项国家和省部级科技成果的结晶。本书从聚氨基酸的结构和功能出发，侧重应用导向，围绕关键菌株选育、生物合成原理、制造过程调控和主要应用领域等方面展开介绍，展望了相关聚氨基酸的发展趋势和前景。内容包括：绪论，γ-聚谷氨酸的结构与理化性质，γ-聚谷氨酸的合成机制，γ-聚谷氨酸在农业上的应用，γ-聚谷氨酸在食品及动物营养领域的应用，γ-聚谷氨酸在医学及日化领
域的应用，ε-聚赖氨酸的结构与性质，ε-聚赖氨酸的合成机制，ε-聚赖氨酸在食品中的应用。
《聚氨基酸功能高分子》适合生物高分子材料以及先进化工材料各领域开发和应用的科技人员、管理人员阅读，也可供高等院校生物、化工、材料、农林、食品等专业师生学习参考。
主编推荐
先进高分子材料（聚合物材料）作为重大的基础和结构性材料，是整个新材料产业的发展基石。随着“碳中和”和“碳达峰”国家战略的提出，实现先进高分子材料的生产系统绿色转型是未来发展的必然趋势。 徐虹教授在国际上率先实现了聚氨基酸材料的万吨级工业化生产和产业化应用，本书凝结了作者们在聚氨基酸制造和应用等方面多年的理论研究和实践经验，是多项国家和省部级科技成果的结晶。该书以聚氨基酸材料的性质和应用为主线，重点从聚氨基酸材料的生物合成细胞工厂构建、过程调控、构效关系及在农业、日化和食品等领域的产业化应用角度进行详细论述。
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