本书是“合成生物学专业融合创新系列教材”之一，系统围绕食品合成生物学的理论体系与应用展开编写。全书共八章：第一章系统阐述了食品合成生物学的概念内涵、学科特征、发展背景与趋势，明确其研究范畴与关键挑战；第二章解析了食品生物制造中宿主细胞的资源特征，涵盖从原核微生物、真核微生物到高等真核细胞的主要类别，详述各类宿主的生物学特点及其在食品制造中的选育策略；第三章聚焦合成生物学核心工具的设计与开发，涵盖基因编辑技术、基因表达调控元件及代谢调控元件的设计原理与创新进展；第四章梳理食品合成生物学使能技术，包括定向进化与高通量筛选、基因合成与组装、数字细胞模型构筑、合成途径酶组装及代谢网络动态调控技术；第五至七章分别围绕功能糖、蛋白质与脂质等关键食品组分，系统阐释相关细胞工厂的设计原理与构筑路径；第八章探讨食品合成生物学在替代食品领域的应用，重点剖析替代蛋白、细胞培养肉等前沿方向的技术突破与产业化潜力。

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目录
丛书序
前言
第一章 绪论 1
第一节 食品合成生物学的概念和特征 1
一、食品合成生物学的概念与重要性 1
二、食品合成生物学的特征 3
第二节 食品合成生物学的背景、发展历程与发展趋势 4
一、食品合成生物学的出现和背景 4
二、食品合成生物学的发展历程与发展趋势 7
第三节 食品合成生物学的研究范畴、任务与挑战 10
一、食品合成生物学的研究范畴 10
二、食品合成生物学的任务 12
三、食品合成生物学面临的挑战 15
主要参考文献 17
第二章 食品宿主细胞的特点和筛选 19
第一节 原核微生物 20
一、原核微生物的分类和特点 20
二、原核微生物在食品生物制造中的选育与应用 21
第二节 真核微生物 26
一、真核微生物的分类和特点 26
二、真核微生物在食品生物制造中的选育与应用 28
第三节 高等真核细胞 35
一、高等真核细胞的分类和特点 35
二、高等真核细胞在食品生物制造中的选育与应用 37
主要参考文献 44
第三章 核心工具的设计与开发 48
第一节 基因编辑工具的设计与开发 48
一、ZFN技术 49
二、TALEN技术 51
三、CRISPR/Cas技术 53
第二节 基因表达调控元件的挖掘与创制 58
一、启动子与终止子 59
二、核糖体结合位点 62
三、N 端编码序列 64
第三节 代谢调控元件的设计与开发 67
一、转录水平调控元件 67
二、转录后水平调控元件 71
三、蛋白质水平调控元件 73
主要参考文献 74
第四章 食品合成生物学使能技术的开发与优化 76
第一节 定向进化与高通量筛选技术 76
一、面向高通量筛选的定向进化策略 77
二、高通量筛选技术 81
第二节 基因合成与组装技术 86
一、基因合成技术 86
二、适配基因合成的定向进化策略 92
三、合成基因纠错与转移技术 93
第三节 数字细胞模型的构筑技术 94
一、基于多约束的数字细胞模型构筑技术 94
二、基于多组学的数字细胞模型构筑技术 98
三、基于机器学习的数字细胞模型构筑技术 100
第四节 合成途径酶组装技术 102
一、基于空间支架的多酶复合体构建技术 103
二、基于亚细胞结构的合成途径酶组装技术 107
三、基于人工细胞器的代谢途径区室化技术 111
第五节 代谢网络动态调控技术 112
一、环境因子依赖型动态调控技术 112
二、代谢物响应型动态调控技术 113
三、群体响应型动态调控技术 116
主要参考文献 118
第五章 功能糖细胞工厂的设计与构筑 121
第一节 单糖 121
一、氨糖 121
二、阿洛酮糖 126
第二节 寡糖 134
一、母乳寡糖 134
二、低聚乳果糖 139
第三节 糖苷 143
一、罗汉果甜苷 143
二、甜茶苷和莱鲍迪苷 149
主要参考文献 156
第六章 蛋白质细胞工厂的设计与构筑 160
第一节 活性蛋白 160
一、乳蛋白 160
二、血红蛋白 168
第二节 高分子蛋白 175
一、胶原蛋白 175
二、蛛丝蛋白 181
主要参考文献 191
第七章 脂质细胞工厂的设计与构筑 193
第一节 脂肪酸 194
一、二十碳五烯酸 194
二、γ-亚麻酸 201
三、二十二碳六烯酸 206
第二节 结构脂 211
一、母乳结构脂 211
二、甘油二酯 216
三、可可脂 221
主要参考文献 226
第八章 食品合成生物学和替代食品 229
第一节 食品合成生物学与替代蛋白 229
一、替代蛋白的发展与挑战 229
二、食品合成生物学与植物蛋白 236
三、食品合成生物学与微生物蛋白 240
第二节 食品合成生物学与细胞培养肉 245
一、细胞培养肉的发展及挑战 245
二、食品合成生物学在细胞培养肉生产中的应用 250
主要参考文献 263