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现代生物技术丛书-生物化学工程 |
| 编 号： 213401 |
| 著 作 者： 谭天伟 主编 |
| 出 版 社：
化学工业出版社
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| 书 号： 9787122016393 |
| 出版日期： 2008-3-1 |
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市 场 价： ￥49 元 |
| 书 店 价： ￥46.6 元 |
| 立即节省： ￥2.5 元 |
| 人 气： |
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咨询电话：029-86698115
到款传真：029-82086768
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内容简介
本书是《
现代生物技术丛书》的分册之一，由国内该领域的权威专家执笔，全面论述生
物化学工程学科的原理和相关技术。体现了下列特色：理论阐述到位，比较细致地介绍了反应
动力学、各种分离技术原理等
基础理论知识；
注重理论与应用的结合，除讲解一般原理以外，突出介绍具体的应用实例；
强调新技术、新方法，如有专门章节论述非水相
酶催化、代谢工程等内容。
本书可作生
化工程、
发酵工程、生物工程、食品工程等专业的本科生或研究生
教材，也可供这些领域的相关研究人员阅读参考。
生物
化学工程（biochemical engineering,简称“
生物化工”）是20世纪40年代因为青霉素发酵工业化放大而形成的一门新的学科，是利用生物体系（包括酶、细胞及多细胞组织等），结合化学和工程学原理，进行产品的加工或提供相应的社会服务如环境治理等。酶工程、微生物发酵优化、动植物细胞培养都是生物化工的主要研究领域，它是化学工程与技术的一个新兴学科，已在精细
化学品如药物中间体、
食品添加剂等
生产中发挥重要作用。
进入21世纪以后，人类社会面临资源、
能源短缺和环境恶化的压力，必须寻找新的清洁、可持续的化工经济模式。生物化工在新能源（如
燃料乙醇、
生物柴油等）、
材料（如生物可降解聚酯）和化学品（如丙烯酰胺等）生产中起着越来越重要的作用。生物化工已成为社会可持续发展和节能降耗的重要学科和研究方法之一，已成为清洁与可持续的工业生物技术的主要支撑技术之一。
随着现代生物技术的快速发展，特别是基因组学、代谢工程、生物信息学和现代酶工程技术（包括酶分子的定向进化等技术）的发展，生物化工不断增添着新内容。生物化工是一个不断发展的新兴学科，从最早的微生物发酵放大、酶反应动力学及固定化酶技术、动植物细胞培养技术等，发展到现在成为和现代生物技术、
计算机控制和放大技术等学科紧密交叉融合的一门学科，其涉及的技术领域不断扩大。
本书由国内北京化工大学、华东理工大学、大连理工大学等多所高校从事该领域研究的教授在自己多年的教学科研基础上整理而成的，力图反映生物化工主要领域的一些
最新进展，如代谢工程、非水相催化、新型分离技术等。可以用作生物化工专业的本科和研究生教材，也可供相关领域的技术及研发人员参考。
本书第1章、第2章由北京化工大学戚以政教授编写，谭天伟教授编写了第7章到第11章，华东理工大学许建和教授撰写了第4章，大连理工大学滕虎博士与修志龙教授编写第5章和第6章，此外北京科技大学尹春华博士负责第3章的撰写。北京化工大学研究生赵晓蕾等在文章的校对和文献核对中也付出了大量心血，谨致谢意。
该书的部分内容得到了国家科技部973项目、863项目和国家自然科学基金项目的资助，在此深表谢意。
由于编者水平有限，加上生物化工学科涉及的内容广泛，技术更新比较快，书中难免有不妥之处，敬请相关专家和广大读者批评指正。
973项目首席科学家
教育部长江学者、特聘教授
谭天伟
2008年1月
第1章生物反应过程动力学1
１１酶催化反应动力学2
１１１单底物酶反应动力学2
１１２酶的抑制动力学5
１１３多底物酶反应动力学8
１１４别构酶反应动力学11
１１５ｐＨ和温度对酶反应的影响12
１２细胞反应过程动力学15
１２１细胞反应的特征及其动力学的
描述方法15
１２２细胞反应计量学16
１２３细胞生长的非结构动力学18
124产物生成与底物消耗动力学20
125细胞生长的结构模型23
126细胞生长的分离模型28
13固定化
生物催化反应过程动力学32
131固定化生物催化反应的特征32
132外扩散对反应速率的影响35
133内扩散对反应速率的影响38
134内外扩散同时存在时的有效
因子44
135化学抑制和分配效应对扩散
过程的影响46
136固定化生物
催化剂的表观稳
定性46
主要符号一览表47
参考文献48
第2章生物反应器50
21生物反应器的操作模型51
211间歇操作的搅拌槽式反应器
(BSTR)52
212连续操作的搅拌槽式反应器
(CSTR)55
213连续操作的管式反应器
(CPFR)61
214半间歇式操作的反应器
(FedBatch)63
215反应分离偶合操作的反应器64
22机械搅拌槽式反应器65
221反应器结构与搅拌装置65
222反应器的传递特性67
223反应器的混合特性74
23气体搅拌塔式反应器78
231鼓泡式反应器78
232气升式反应器82
24固定床式生物反应器85
241固定床式反应器85
242固态发酵反应器87
25膜式生物反应器89
251直接接触式膜式反应器89
252扩散式膜式反应器90
253多相式膜式反应器90
26生物反应器的动态特性91
261底物限制动力学条件下CSTR的
稳定性92
262底物抑制动力学条件下CSTR的
稳定性93
27生物反应器的放大94
271经验放大法95
272缩小放大法96
273
数学模型法97
主要符号一览表100
参考文献101
第3章酶和细胞的固定化技术及其
应用102
31酶的概述102
32酶固定化的概念和优点103
33固定化载体的选择104
331常用的固定化酶载体104
332新型固定化载体105
34酶的固定化方法105
341常见的固定化法105
342新型固定化方法112
35固定化酶的性质114
351稳定性114
352最适温度115
353最适pH值115
354催化活性115
36细胞固定化116
361吸附法固定细胞116
362包埋法固定细胞117
37固定化酶在
精细化学品
合成方面的
应用117
371类可可脂的合成117
372酶促长链单脂肪酸甘油酯的
合成118
373酶促维生素A棕榈酸酯的合成119
374酶促维生素棕榈酸异辛酯的
合成120
参考文献120
第4章非水相生物催化122
41概述122
42典型的生物催化介质系统124
421单一的水或缓冲溶液系统125
422水有机溶剂单相系统125
423水有机溶剂两相系统125
424含有
表面活性剂的乳液或微乳液
系统126
425微水有机溶剂单相系统127
426超临界流体系统128
427离子液体介质系统128
428无溶剂或少溶剂反应系统129
43非水溶剂的影响及其选择原则130
431非水溶剂对酶选择性的影响130
432非水溶剂对酶稳定性的影响130
433非水溶剂的选择原则131
44水活度的影响及其控制方法132
441酶的柔性与结合水132
442水活度与酶的活性133
443水活度缓冲体系134
45添加剂对非水相生物催化反应的
影响135
451无机盐类添加剂135
452有机助溶剂135
453多醇类添加剂136
454表面活性剂136
46非水介质中酶的活化方法137
461有机溶剂中酶的活力为何不如
水相中高138
462提高有机相酶催化活力的对策140
47非水相生物催化的主要特征141
471酶在有机溶剂中的催化活性142
472酶在有机溶剂中的稳定性142
473溶剂对酶选择性的调控作用142
474非水相酶催化的其他特征144
48非水相生物催化的典型反应144
481酯合成反应145
482酰胺化反应150
483多肽合成反应151
484氧化还原反应153
参考文献154
第5章生物过程优化控制157
51生化过程控制概述157
52生化过程状态
监测158
521生化过程参数
检测方法158
522生物参数在线检测和计算161
53生化过程最优控制167
531生化过程的基本数学描述模型167
532生化过程常规控制方法168
533动态最优控制方法169
534利用遗传算法的最优控制方法171
54生化过程的在线自适应（预测）
控制173
541基于时间序列模型的自适应
控制173
542基于神经网络的自适应控制177
543结合模糊技术的发酵过程控制178
544基于专家系统的发酵过程控制180
55结语181
参考文献181
第6章代谢工程184
61代谢工程概述184
62代谢通量
分析技术185
621化学计量模型185
622代谢通量分析186
623代谢通量模型186
624代谢通量分析的应用187
625代谢通量测量技术187
626实例：甘油代谢途径最大理论
得率计算188
63代谢控制分析191
631代谢控制分析的一些概念191
632代谢调控机理192
633通量控制系数的确定方法192
634代谢网络的控制分析193
64代谢途径优化195
641酶反应动力学195
642幂函数近似法196
643S系统方法197
644综合质量作用系统197
645S系统的灵敏度分析198
646代谢途径的S系统优化方法200
65葡萄糖发酵生产乙醇的代谢优化201
651葡萄糖产乙醇代谢机理202
652物料平衡方程203
653动力学模型204
654建立GMA方程206
655S系统表示法207
656模型对数增益分析208
657乙醇生产的优化209
66结语211
参考文献212
第7章细胞破碎和生化分离技术214
71细胞固液分离214
711细胞回收与液固分离214
712过滤215
713微滤219
714离心221
72细胞破碎和分离提取技术226
721细胞破碎方法及机理226
722机械法226
723
物理法229
724化学法230
725生物法231
726超临界细胞破碎技术232
727胞内产物的选择性释放232
73从发酵液中直接分离产物235
731双水相分离技术235
732膨胀床吸附技术235
733泡沫分离技术241
参考文献244
第8章生物产品的萃取和富集246
81生物产品萃取246
811双水相萃取246
812反胶团萃取251
813凝胶萃取256
814固相微萃取259
815超临界萃取260
816超声波和微波萃取264
82沉淀分离技术268
821沉淀分离技术概述268
822有机溶剂沉淀268
823盐析269
824高聚物沉淀271
825其他沉淀方法271
83膜分离技术272
831膜分离技术概述272
832超滤膜分离技术275
833纳滤膜分离技术278
参考文献281
第9章色谱分离技术284
91色谱技术概述284
911色谱基本原理284
912色谱的分类285
913液相色谱的主要检测器285
914生物分离制备液相色谱的类型和
特点285
92色谱理论286
921吸附平衡热力学287
922塔板理论290
923非平衡速率理论291
主要符号一览表294
93凝胶色谱294
931凝胶色谱原理294
932凝胶色谱介质295
933凝胶色谱的应用300
94离子交换色谱301
941离子交换色谱原理302
942离子交换介质302
943离子交换吸附和解吸条件305
944离子交换
树脂的再生、操作
方式306
945离子交换色谱的应用306
95正相色谱和反相色谱307
951正相色谱和反相色谱原理307
952正相色谱和反相色谱的介质308
953流动相的选择309
954正相色谱和反相色谱的放大310
955正相色谱和反相色谱的应用310
96疏水色谱313
961疏水色谱原理313
962疏水色谱介质制备314
963疏水色谱的吸附和解吸条件314
964疏水色谱的应用315
97共价色谱318
971共价色谱原理318
972共价色谱的介质合成319
973色谱吸附和解吸条件319
974共价色谱的应用320
参考文献320
第10章亲和色谱323
101概论323
1011亲和配基324
1012亲和洗脱326
102亲和色谱分离技术327
1021亲和色谱的理论327
1022亲和色谱介质的制备328
1023常见的亲和色谱335
参考文献345
第11章电泳分离技术347
111概述347
112凝胶电泳349
1121凝胶电泳的介质349
1122凝胶电泳的应用352
113等电聚焦355
1131等电聚焦的基本原理355
1132pH值梯度的形成356
1133等电聚焦的应用357
1134双向电泳357
114毛细管电泳358
1141毛细管电泳原理358
1142毛细管电泳的进样技术359
1143毛细管电泳的检测器360
1144毛细管电泳的应用360
1145亲和毛细管电泳 363
1146毛细管电泳色谱364
115制备电泳综述367
1151制备等电聚焦367
1152自由流动电泳369
1153梯度流系统 374
1154多通道流动电泳376
1155制备电泳的发展方向378
主要符号一览表378
参考文献378
本书可作生化工程、发酵工程、生物工程、食品工程等专业的本科生或研究生教材，也可供这些领域的相关研究人员阅读参考。
其他说明
开本：16
装帧：平
版次：1版1次
页数：396页
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