Enzymes in Industry pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:Aehle, Wolfgang 编

出品人:

页数:516

译者:

出版时间:2007-11

价格:2224.00 元

装帧:

isbn号码:9783527316892

丛书系列:

图书标签:

酶
工业酶
生物催化
酶工程
生物技术
酶应用
食品工业
制药工业
洗涤剂
纺织工业

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具体描述

Leading experts from all over the world present an overview of the use of enzymes in industry for: the production of bulk products, such as glucose, or fructose food processing and food analysis laundry and automatic dishwashing detergents the textile, pulp and paper and animal feed industries clinical diagnosis and therapy genetic engineering. The book also covers identification methods of new enzymes and the optimization of known ones, as well as the regulatory aspects for their use in industrial applications.

Up to date and wide in scope, this is a chance for non-specialists to acquaint themselves with this rapidly growing field. "...The quality...is so great that there is no hesitation in recommending it as ideal reading for any student requiring an introduction to enzymes.... Enzymes in Industry—should command a place in any library, industrial or academic, where it will be frequently used."

—The Genetic Engineer and Biotechnologist "Enzymes in Industry' is an excellent introduction into the field of applied enzymology for the reader who is not familiar with the subject.... offers a broad overview of the use of enzymes in industrial applications. It is up-to-date and remarkable easy to read, despite the fact that almost 50 different authors contributed. The scientist involved in enzyme work should have this book in his or her library. But it will also be of great value to the marketing expert interested in the present use of enzymes and their future in food and nonfood applications."

—Angewandte Chemie "This book should be available to all of those working with, or aspiring to work with, enzymes. In particular academics should use this volume as a source book to ensure that their 'new' projects will not 'reinvent the wheel'."

—Journal of Chemical Technology and Biotechnology

酶的工业应用：生物催化的前沿与实践图书简介本书深入探讨了酶在现代工业领域中的广泛应用，聚焦于生物催化剂如何驱动绿色、高效的化学转化过程。全书系统地梳理了从基础酶学原理到前沿工业化技术的全貌，旨在为化学工程师、生物技术专家以及相关领域的研究人员提供一本兼具理论深度与实践指导价值的参考手册。第一部分：基础篇——酶学的核心概念与工业视角本部分构建了理解酶在工业应用中潜力的理论基础。我们首先回顾了酶的结构、功能和动力学特性，重点阐述了固定化技术如何改变酶的稳定性和可回收性，使其适用于苛刻的工业反应条件。 1.1 酶的结构、稳定性和催化机制的工业重塑详细解析了不同类型酶（如氧化还原酶、水解酶、转移酶）的活性中心结构及其对底物特异性的影响。特别关注了工业环境中常见的温度、pH值、溶剂影响下酶失活的机制，并引入了“酶工程”的概念，介绍如何通过定向进化、理性设计和蛋白质骨架修饰来提高酶的热稳定性和有机溶剂耐受性，使其能适应连续流反应器和非水相体系的需求。 1.2 酶的固定化技术：从实验室到规模化生产的关键固定化是实现酶循环利用和提高操作稳定性的核心技术。本章详尽比较了各种固定化方法，包括吸附法、共价偶联法、包埋法和交联聚合法。针对每种方法，我们分析了其对酶活性的影响、机械强度以及在不同反应器（如固定床、流化床）中的适用性。此外，还探讨了新型载体材料，如金属有机框架（MOFs）和纳米材料在酶固定化中的新兴作用。 1.3 工业生物催化过程的反应器设计讨论了将酶催化反应集成到化工生产流程中的工程挑战。涵盖了搅拌釜反应器（CSTR）、填充床反应器以及膜反应器在酶催化中的应用特点。重点分析了传质限制、热量管理以及如何设计高效的下游分离纯化工艺（如连续色谱分离）以应对高选择性但低产率的生物催化过程。第二部分：应用篇——酶在关键工业领域的突破本部分聚焦于酶催化在几个核心工业部门中已经实现或具有巨大潜力的具体案例。 2.1 制药与精细化学品合成：手性药物的绿色制造手性药物是现代医药产业的基石。本章深入剖析了酶在构建单一对映体方面的无可替代的优势。酮还原酶和脱氢酶：用于选择性还原酮类化合物，高效合成手性醇，这是许多β-受体阻滞剂和抗病毒药物的关键中间体。脂肪酶和酯酶：在动态动力学拆分（DKR）和不对称酯化反应中的应用，实现对外消旋混合物的高效分离与转化。氨基酸酶和转氨酶：用于非天然氨基酸的合成，这些氨基酸是多肽药物和新型抗生素的重要结构单元。 2.2 食品与饮料工业：风味、质构与功能性成分的优化酶在食品工业中扮演着提升产品质量、延长保质期和创造新功能成分的角色。淀粉酶和纤维素酶：在淀粉糖（如高果糖浆）生产以及谷物深加工中的应用，重点讨论了如何通过酶解技术改良面团特性、提高啤酒的澄清度和风味稳定性。蛋白酶与肽的生物活化：探讨了蛋白水解如何用于产生具有特定生理活性（如降血压、抗氧化）的功能性食品配料。脂酶在油脂改性中的作用：讨论了利用酶进行酯交换反应，生产结构化脂质，以替代传统氢化油，用于制造人造奶油和特殊脂肪。 2.3 生物燃料与生物质转化：迈向可持续能源酶是解锁纤维素、半纤维素等复杂生物质资源的关键工具。纤维素酶复合体：详细介绍了几丁质酶、内切葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶的协同作用，用于高效将木质纤维素水解为可发酵的糖类。讨论了提高酶的耐受性和降低生产成本的策略。木质素降解：探讨了漆酶和过氧化物酶在木质素的预处理和解聚中的潜力，旨在提高生物燃料的得率并减少能源消耗。 2.4 纺织与造纸工业：减少环境影响的“绿色”清洗剂酶替代了传统上使用的大量强酸、强碱和有毒化学品。纺织品生物抛光与脱胶：纤维素酶用于牛仔布的“石洗”效果，以及去除棉布上的浆料（脱胶），显著减少了水耗和碱性废水的排放。纸浆漂白与脱墨：漆酶在木质素脱色中的应用，作为氯系漂白剂的有效替代方案，改善了废水处理的难度和环境负荷。第三部分：前沿与未来——工程酶与过程集成本部分展望了生物催化技术的发展方向，重点关注合成生物学和过程强化对工业酶的推动作用。 3.1 合成生物学对“定制酶”的赋能阐述了基因组挖掘、代谢工程和高通量筛选技术如何加速新型酶的发现和优化。讨论了利用非天然氨基酸和共价修饰来重塑酶活性口袋，以适应极端反应条件的最新进展。例如，设计能在高二氧化碳压力或高离子强度下保持活性的酶系统。 3.2 酶的分子动力学模拟与预测性工程利用计算化学工具（如分子动力学模拟、量子化学计算）来理解酶催化反应的过渡态能量，指导定点突变，从根本上提高催化效率（kcat/Km）。这标志着酶工程从随机筛选向理性设计的转变。 3.3 酶催化与化学合成的集成策略（Chemo-Enzymatic Synthesis）在许多复杂的分子合成路线中，单一的生物催化或化学催化都存在局限性。本章分析了如何将高选择性的酶反应与高通量的传统化学反应结合，形成级联反应网络，以缩短合成步骤，提高整体原子经济性。讨论了“一锅法”多酶催化系统的构建与调控，实现复杂分子的多步骤转化。结论：生物催化的工业化蓝图总结了酶技术在可持续发展、能源效率和产品纯度提升方面的不可替代的价值。强调了未来工业界需要重点解决的挑战，包括提高酶的长期稳定性、降低大规模生产成本，以及建立更完善的在线监测与过程控制系统，确保生物催化过程在工业规模上的可靠性和经济性。本书为读者描绘了酶技术如何成为未来化学制造不可或缺的核心驱动力。