海洋食品酶工程

第一章緒論1
第一節酶的分類與命名1
一、酶的分類1
二、酶的命名2
第二節酶的結構與性質5
第三節酶催化反應動力學6
一、Michaelis-Mete方程6
二、Briggs-Haldae修飾Michaelis-Mete方程7
三、米氏方程中Km、vmax的測定8
第四節酶活力及其測定10
一、分光光度法11
二、螢光法12
三、同位素法12
四、電化學方法12
五、其他方法12
參考文獻13

第二章酶的生產14
一、提取分離法14
二、生物合成法14
三、化學合成法15
第一節酶的發現15
一、傳統的自然分離篩分15
二、分子篩選15
三、環境基因組篩選技術16
四、基因組篩選技術16
第二節酶的分離純化16
一、細胞破碎16
二、酶的提取17
三、酶的純化17
四、酶的濃縮、乾燥與結晶29
第三節酶的表達30
一、RA的生物合成——轉錄30
二、蛋白質的生物合成——翻譯32
第四節酶的發酵35
一、產酶微生物35
二、發酵方法37
三、發酵條件37
四、提高產酶的措施40
參考文獻41

第三章酶的分子修飾技術42
第一節酶的化學修飾42
一、被修飾酶的性質43
二、修飾反應的條件45
三、酶蛋白修飾反應的主要類型46
第二節酶的有限水解修飾48
一、肽鏈有限水解修飾的定義48
二、肽鏈有限水解修飾的原理48
三、肽鏈有限水解修飾的作用49
第三節酶的氨基酸置換修飾技術49
第四節酶的親和標識修飾技術50
一、親和標記51
二、酶的不可逆抑制劑51
三、親和試劑與光親和標記52
第五節酶的大分子結合修飾技術52
一、通過修飾提高酶活力53
二、通過修飾可以增強酶的穩定性53
三、通過修飾降低或消除酶蛋白的抗原性53
第六節金屬離子置換修飾55
一、金屬離子置換修飾的方法55
二、金屬離子置換修飾的作用55
第七節酶分子定向進化理論與應用56
第八節應用蛋白質工程技術修飾酶57
參考文獻59

第四章酶的固定化技術60
第一節酶的吸附法固定化技術61
一、物理吸附法61
二、離子吸附法62
第二節酶的共價結合法固定化技術62
一、重氮法63
二、疊氮法63
三、溴化氰法63
四、烷化法和芳基化法64
第三節酶的離子結合法固定化技術65
第四節酶的包埋法固定化技術66
一、凝膠包埋法66
二、微膠囊包埋法66
第五節酶的交聯法固定化技術68
第六節酶的固定化新技術70
一、酶的新型固定化載體70
二、酶的新型固定化形式73
三、酶的定向固定化技術74
四、酶的其他新型固定化技術76
第七節酶的固定化反應影響因素76
一、磁場的影響76
二、介孔材料的孔徑及孔道結構的影響77
三、介孔材料的表面特性和形態結構的影響77
四、溶液pH值的影響77
第八節酶的固定化評價指標77
一、固定化酶的活力78
二、固定化酶的結合效率和酶活力回收率78
三、固定化酶的半衰期79
參考文獻81

第五章酶在水產品保鮮中的應用84
第一節溶菌酶在水產品保鮮中的應用84
一、溶菌酶的來源及分類84
二、溶菌酶的理化性質、結構及作用機理85
三、溶菌酶在水產品保鮮中的應用研究86
第二節葡萄糖氧化酶在水產品保鮮中的應用88
一、葡萄糖氧化酶的來源及生產89
二、葡萄糖氧化酶的理化性質、結構及作用機理89
三、葡萄糖氧化酶在水產品保鮮中的應用研究90
第三節穀氨醯胺轉氨酶在水產品保鮮中的應用91
一、穀氨醯胺轉氨酶的來源及分類91
二、穀氨醯胺轉氨酶的理化性質、結構及作用機理92
三、穀氨醯胺轉氨酶在水產品保鮮中的應用研究93
第四節脂肪酶在水產品保鮮中的應用94
一、脂肪酶的來源及分類94
二、脂肪酶的理化性質、結構及作用機理94
三、脂肪酶在水產品保鮮中的應用研究96
參考文獻97

第六章酶在海藻加工中的應用99
第一節褐藻膠裂解酶在海藻加工中的應用100
一、褐藻膠100
二、褐藻膠裂解酶101
三、褐藻膠裂解酶在海藻加工中的應用研究103
第二節瓊膠酶在海藻加工中的應用104
一、瓊膠與瓊膠寡糖104
二、瓊膠酶105
三、瓊膠酶在海藻加工中的應用研究107
第三節卡拉膠酶在海藻加工中的應用109
一、卡拉膠109
二、卡拉膠酶110
三、卡拉膠酶在海藻加工中的應用研究113
第四節岩藻多糖降解酶在海藻加工中的應用114
一、岩藻多糖114
二、岩藻多糖降解酶114
三、岩藻多糖降解酶在海藻加工中的應用研究115
第五節纖維素酶在海藻加工中的應用116
一、纖維素116
二、纖維素酶117
三、纖維素酶在海藻加工中的應用研究120
第六節蛋白酶在海藻加工中的應用121
一、蛋白酶121
二、海洋蛋白資源酶解產物的開發利用124
第七節芳香基硫酸酯酶在海藻加工中的應用125
一、芳香基硫酸酯酶125
二、芳香基硫酸酯酶在海藻加工中的應用研究127
第八節昆布多糖酶在海藻加工中的應用128
一、昆布多糖128
二、昆布多糖酶129
三、昆布多糖酶在海藻加工中的應用研究132
參考文獻133

第七章酶在ω-3型多不飽和脂肪酸製備中的應用135
第一節ω-3型多不飽和脂肪酸概述135
一、ω-3型多不飽和脂肪酸的結構135
二、ω-3型多不飽和脂肪酸的功效136
三、ω-3型多不飽和脂肪酸的來源138
第二節酶在ω-3型多不飽和脂肪酸提取中的應用141
一、物理化學法141
二、酶解法142
第三節酶在ω-3型多不飽和脂肪酸精製中的應用144
一、物理化學法144
二、酶在ω-3PUFA甘油酯製備中的應用146
三、酶在ω-3PUFA型磷脂製備中的應用157
參考文獻159

第八章酶在水產調味料加工中的應用166
第一節酶的賦味特性167
第二節酶在魚類調味料加工中的應用168
一、酶在傳統發酵魚露中的應用169
二、酶在現代速釀魚露中的應用170
三、生物酶解技術在魚調味料中的應用171
四、酶對魚類調味料風味的影響175
第三節酶在蝦調味料加工中的應用177
一、酶在蝦發酵調味品中的應用177
二、酶對蝦類調味料風味的影響179
第四節酶在貝類調味料加工中的應用181
一、酶在不同貝類調味品加工中的應用181
二、酶對貝類調味料營養物質生成的影響183
三、酶對貝類調味品風味的影響184
第五節酶在藻類調味料加工中的應用185
一、酶在不同藻類調味品中的應用185
二、酶對藻類調味品風味的影響186
第六節酶在其他調味料加工中的應用187
參考文獻188

第九章酶在甲殼素加工中的應用191
第一節甲殼素的簡介及應用191
一、甲殼素191
二、甲殼素的應用192
三、甲殼素的提取193
四、甲殼素的生物合成與水解194
第二節酶在甲殼素脫乙醯中的應用195
一、殼聚糖的簡介及應用195
二、甲殼素脫乙醯的研究現狀199
三、酶法製備殼聚糖199
第三節酶在甲殼寡糖及殼寡糖製備中的應用204
一、甲殼寡糖及殼寡糖的簡介及應用204
二、甲殼寡糖及殼寡糖製備的研究現狀207
三、酶法製備殼寡糖209
四、酶法製備甲殼寡糖212
參考文獻215

第十章酶在水產蛋白加工中的應用219
第一節酶法製備水產源多肽的方法219
一、常見的蛋白酶219
二、水產蛋白源221
三、單酶水解221
四、複合酶水解222
第二節多肽的分離純化與結構鑒定223
一、多肽的分離純化223
二、多肽結構的鑒定方法226
第三節水產源呈味肽227
一、鮮味肽228
二、鹹味肽228
三、甜味肽229
四、苦味肽229
第四節水產源生物活性肽231
一、抗氧化肽231
二、ACE抑制肽233
三、免疫調節肽234
四、抗疲勞肽236
五、肽237
六、金屬離子螯合肽238
參考文獻240

第十一章酶在水產食品分析檢測中的應用245
第一節酶在水產品鮮度檢測中的應用245
一、比色法檢測水產品鮮度246
二、生物感測器檢測水產品鮮度246
三、酶聯免疫吸附檢測水產品鮮度247
第二節酶在水產品重金屬檢測中的應用248
一、酶抑制法檢測重金屬248
二、免疫學檢測法檢測重金屬254
第三節酶在水產品藥物殘留檢測中的應用257
一、水產品中磺胺類藥物檢測257
二、水產品中硝基呋喃類藥物的檢測259
三、水產品中孔雀石綠殘留的檢測259
四、水產品中氯黴素的檢測260
五、水產品中泰樂黴素的檢測261
六、水產品中喹諾酮類藥物的檢測262
七、水產品中喹乙醇的檢測263
參考文獻264

第十二章水產加工專用酶的研究進展和應用前景266
第一節酶在水產品加工中的研究進展267
一、海洋活性物質組成267
二、水產加工專用酶的研究進展269
第二節應用前景及展望275
一、挖掘和開發新型酶庫資源276
二、蛋白質工程技術改造現有酶資源276
參考文獻276

海洋面積遼闊、生物資源豐富,為人類提供了大量的魚、蝦、貝、藻等食物,海洋食品已逐漸成為人們賴以生存的重要食物來源,國內外都將開發利用海洋資源作為經濟發展的重要內容。海洋經濟近年來蓬勃發展,2017年海洋水產品產量已達3300余萬噸,占全國漁業總產量的51.5%。2017年全國海洋經濟生產總值7.76萬億元,占國內生產總值的9.4%,已成為國民經濟中的一個嶄新亮點。

近年來,海洋食品加工技術水準有了長足的發展,但海洋食品加工業的發展空間依然較大。酶工程技術因其高效可控、反應溫和、綠色節能等優點,在食品、醫藥、化工和能源等產業發揮著越來越重要的作用,加速了傳統產業向綠色生物製造產業的變革。然而,海洋生物資源中的多糖、脂質和蛋白質等營養成分的結構特殊、組分複雜,現有酶工程技術應用到海洋生物資源的加工過程仍然面臨著較多的困難和挑戰。因此,針對海洋食品資源的結構和組分特點,開發適用于海洋食品加工的酶工程技術,是解決這些問題的關鍵。

為此,我們編寫了《海洋食品酶工程》一書,以滿足科研、教學和生產的需要。本書除了涵蓋酶的生產、酶的分子修飾技術、酶的固定化技術等酶的基本應用理論知識之外,重點歸納了現階段酶工程在水產品保鮮、海藻加工、ω-3型多不飽和脂肪酸製備、水產調味料加工、甲殼素加工、水產蛋白加工和水產食品分析檢測等領域的應用情況。全面系統地介紹了海洋食品的酶工程加工技術,並對海洋水產加工專用酶的研究進展和應用前景進行了展望,力求保證本書的專業性、科學性和實用性,使之更適宜於教學和科研的需要。

本書編寫分工如下:第一~三章由毛相朝和孫建安編寫;第四章與第八章由解萬翠、李銀平和劉振編寫;第五章由董平編寫;第六章與第十一章由倪輝、朱豔冰和黃文燦編寫;第七章由馬磊編寫;第九章由劉炳傑編寫;第十章由侯虎編寫;第十二章由孫慧慧編寫。全書由毛相朝負責統稿。

本書在編寫過程中得到了中國海洋大學教材建設基金和重點教材建設專案的資助,作者在此表示衷心的感謝。

本書適用於高等院校食品科學與工程、水產品加工與貯藏工程、生物工程等專業的學生使用,也可作為從事海洋食品加工的科技人員及相關研究人員的參考書。

本書涉及內容較廣,加之編者水準與能力有限,書中難免存在不足和疏漏之處,敬請廣大讀者批評指正。

毛相朝
中國海洋大學
2019年4月