合成生物学与食品制造

食品科学与技术前沿丛书《合成生物学与食品制造》，作为第一本介绍合成生物学技术用于食品制造的著作，系统性显著、前沿性突出、交叉性鲜明，一方面总结了合成生物学技术在食品制造方面的应用，另一方面提出了一些合成生物学技术在食品领域今后可能的发 展方向。对食品和生物相关专业教育以及食品生物制造的发展大有裨益。

本书系统地论述了合成生物学在食品制造中的相关研究与应用，围绕植物蛋白肉、细胞培养肉、人造蛋与人造奶、新食品蛋白资源、婴幼儿配方乳粉中活性组分的生物制造、黄酮类化合物的生物制造、食品生物制造风险评估以及食品生物制造中危害物质分析进行总结和 探讨。全书共9章。第一章主要从合成生物学技术概述、合成生物学技术与食品制造的融合发展趋势、食品合成生物学技术概述、食品细胞工厂设计与构建、功能性营养素生物合成优化与控制和食品制造过程风险甄别与安全评价等方面，介绍了食品合成生物学技术。第 二~五章分别介绍了植物蛋白肉、细胞培养肉、人造蛋与人造奶和新食品蛋白资源，总结了相关的研究与应用。第六章重点介绍了婴幼儿配方乳粉中活性组分的生物制造，着重介绍母乳寡糖、唾液酸、乳铁蛋白、脂肪酸和结构脂肪以及维生素的生物制造。第七章从关键 黄酮合成基因的挖掘、复杂式黄酮从头合成途径的设计与组装和高效黄酮分泌系统的研发等方面总结了黄酮类化合物的生物制造。第八~九章介绍了食品生物制造过程危害物质风险评估与分析。

陈坚 中国工程院院士，发酵与轻工生物技术专家，现任江南大学未来食品科学中心教授、博士生导师，兼任中国工程院环境与轻纺学部副主任、国务院学位委员会轻工技术与工程学科评议组召集人、中国生物工程学会副理事长、中国食品科技学会副理事长。陈坚院士 长期从事发酵工程、食品生物技术领域的研究和教学工作，针对发酵工业中高产量、高转化率、高生产强度三大关键工程技术难题，创新开发出一系列工程技术，应用于典型发酵产品工业生产；作为第一完成人获国家技术发明奖二等奖2项、国家科学技术进步奖二等奖1 项、何梁何利基金科学与技术创新奖、中国专利奖金奖；国家“973”计划首席科学家、国家杰出青年基金获得者。 刘延峰 江南大学研究员，博士生导师，国家优秀青年基金获得者，主要从事利用合成生物技术构建细胞工厂用于合成重要营养化学品及食品组分的研究。作为第一作者/通讯作者在Nature Chemical Biology、Nature Communications和Metabolic Engineering等期刊发 表论文30余篇；作为第一发明人获得授权发明专利12项，其中授权美国发明专利2项；作为项目负责人承担国家自然科学基金、江苏省优秀青年基金等国家和省部级科研项目9项。获得江苏省科学技术一等奖（2020年）、闵恩泽能源化工奖青年进步奖（2019年）；现为中 国微生物学会工业生物微生物学专业委员会委员、Frontiers in Bioengineering and Biotechnology和Fermentation期刊编委、Food Bioengineering期刊青年编委。

第一章 合成生物学与食品制造概述
第一节 合成生物学技术体系及其在食品制造中的应用
一、合成生物学
二、食品合成生物学
第二节 合成生物学与食品制造研究趋势
一、人造肉
二、“人造奶”和“人造蛋”
三、营养化学品
四、风味化合物
五、食品安全评价与生物安全防护
参考文献
第二章 植物蛋白肉
第一节 概述
一、植物蛋白肉发展背景
二、植物蛋白肉与传统肉的区别
三、植物蛋白肉行业发展现状
四、植物蛋白肉发展意义
第二节 植物蛋白肉的组成
一、植物蛋白
二、碳水化合物
三、酶
四、色素
五、调味物质
六、脂肪
七、风味物质
八、其他营养物质
第三节 植物蛋白肉生产技术
一、挤压技术
二、剪切室技术
三、纺丝技术
四、3D 打印技术
五、调味和增色
第四节 植物蛋白肉的机遇与挑战
一、消费者接受度
二、营养、健康和食品安全
参考文献
第三章细胞培养肉
第一节 概述
一、细胞培养肉的优势
二、细胞培养肉的起源和发展历程
三、细胞培养肉生产流程和技术挑战
第二节 种子细胞的高效获取
一、种子细胞的类型
二、胚胎干细胞系的建立
三、诱导多能干细胞系的建立
四、间充质干细胞的分离和纯化技术
五、肌肉干细胞的分离和纯化技术
第三节 动物干细胞体外高效增殖及干性维持
一、干细胞增殖的方式及机制
二、动物干细胞体外培养技术
三、干性维持技术
第四节 动物干细胞定向诱导成肌和成脂分化
一、动物干细胞定向诱导成肌分化技术
二、动物干细胞定向诱导成脂分化技术
第五节 细胞培养肉食品化加工
一、细胞培养肉塑形技术
二、细胞培养肉增色技术
三、细胞培养肉调味技术
参考文献
第四章 人造蛋与人造奶
第一节 概述
一、蛋白质——人类的第一营养素
二、传统蛋白质资源
三、新兴蛋白质资源
第二节 植物基人造蛋
一、鸡蛋中的蛋白质组成
二、鸡蛋及其生产行业存在的问题
三、植物基人造蛋研究现状
第三节 植物基人造奶
一、牛乳中的主要蛋白质
二、植物基人造奶的类型
三、植物蛋白发酵乳
第四节 基于重组动物蛋白的人造蛋与人造奶
一、蛋清中的蛋白质
二、人工合成卵清蛋白
三、人造乳蛋白研究进展
四、人造蛋白存在的瓶颈和应对策略
参考文献
第五章 新食品蛋白资源
第一节 植物蛋白
一、叶蛋白
二、米糠蛋白
三、豌豆蛋白
第二节 昆虫蛋白
一、概述
二、昆虫的营养价值
三、昆虫功能蛋白
四、昆虫蛋白的提取
五、昆虫蛋白的安全性
六、昆虫蛋白的典型应用
第三节 藻类蛋白
一、概述
二、藻类蛋白的主要来源与生理功能
三、影响藻类蛋白合成的主要因素及合成生物学技术在藻类蛋白研究中的应用
四、新型藻类蛋白在食品中的应用
第四节 酵母蛋白
一、酵母蛋白发展现状
二、新型食品蛋白质表达系统的构建规范和要求
三、酵母蛋白表达宿主
四、酵母蛋白高效表达策略
五、新型食品级酵母蛋白
参考文献
第六章 婴幼儿配方乳粉中活性组分的生物制造
第一节 母乳中的活性组分
一、母乳蛋白质
二、母乳糖类
三、母乳脂肪酸
四、母乳中的维生素
第二节 母乳寡糖的生物制造
一、母乳寡糖的结构
二、母乳寡糖的功能
三、母乳寡糖的制备
四、小结
第三节 唾液酸的生物制造
一、唾液酸的结构
二、 N-乙酰神经氨酸的功能
三、 N- 乙酰神经氨酸的制备
四、小结
第四节 乳铁蛋白的生物制造
一、乳铁蛋白的结构
二、乳铁蛋白的功能
三、乳铁蛋白的异源表达
第五节 脂肪酸与结构脂质的生物制造
一、母乳中的脂肪酸组成
二、脂肪酸与结构脂质的生物合成
第六节 维生素的生物制造
一、母乳中维生素的种类及其功能
二、脂溶性维生素的生物合成
三、水溶性维生素的生物合成
参考文献
第七章 黄酮类化合物的生物制造
第一节 概述
一、黄酮类化合物的结构及分类
二、黄酮类化合物的代谢途径
三、黄酮类化合物生产方式
第二节 关键黄酮类化合物合成基因的挖掘
一、利用合成生物学技术解析水飞蓟宾合成基因
二、利用合成生物技术异位重构黄酮类骨架物质合成途径
第三节 复杂黄酮类化合物从头合成途径的设计与组装
一、基于高效酶级联转化体系的松柏醇全合成途径的构建
二、高效水飞蓟宾体外合成新途径的构建
参考文献
第八章食品生物制造风险评估
第一节 食品生物制造风险分析
一、概述
二、几类食品生物制造的风险因子
第二节 食品合成生物学风险评估方法与对象
一、食品安全风险评估
二、对不同未来食品的安全风险评估
第三节 特殊人群的暴露评估
一、婴幼儿配方食品活性物质的暴露评估
二、代谢综合征人群的暴露评估
参考文献
第九章食品合成生物学危害物质分析
第一节 病原微生物的检测
一、食品合成生物学病原微生物的来源
二、病原微生物检测技术
三、病原微生物检测技术未来发展趋势
第二节 生物毒素的检测
一、概述
二、生物毒素的检测技术
三、生物毒素检测技术未来发展趋势
第三节 食品过敏成分的检测
一、食品生物制造中致敏成分的来源
二、食品过敏原的检测技术
三、过敏原检测技术未来发展趋势
参考文献