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本书为系统论述单细胞油脂（微生物和藻类来源的油脂）的专著。全书涵盖了各种单细胞油脂的功能、性质和制取加工方法，以及单细胞油脂的积累机制及相关产油微生物、藻类的生理生化特性和育种方法；着重介绍了富含各种多不饱和脂肪酸的单细胞油脂的生产，以及单细胞油脂作为生物燃料原料的商业应用进展及前景预测。全书分6部分，共20章，内容紧密结合当前单细胞油脂科学与技术发展的近期新进展，以资源、功能、应用、制取为主线，在阐述当前研究成果与技术现状的同时反映了其发展态势与开发前景。

本书可供相关科研院所、高等院校和企业等从事食用油脂、生物能源等研究和开发工作的科研管理人员、科研工作者和研发生产人员借鉴与参考；也可以作为研究生教学用书，尤其适合作为生物化工、发酵工程、能源化工、食品科学与工程等学科的教学参考用书。

第一部分导论和概述

第1章21世纪的单细胞油脂2

1.1引言2

1.2最初阶段3

1.320世纪后25年的发展6

1.3.1GLA的生产过程6

1.3.2与可可脂等效的油脂生产过程8

1.421世纪单细胞油脂9

1.4.1探求富含DHA的SCO9

1.4.2富含ARA的油脂11

1.4.3其他PUFA-SCO资源12

1.5SCO与转基因植物油的竞争16

参考文献18

第二部分利用异养生长微生物生产单细胞油脂

第2章产花生四烯酸菌株高山被孢霉：突变株的产生、相关酶基因的分离 和分子育种24

2.1引言24

2.2从高山被孢霉1S-4衍生的突变株26

2.2.1Δ9-脱饱和酶缺陷型菌株26

2.2.2Δ12-脱饱和酶缺陷型菌株27

2.2.3脱饱和酶活性提高的突变株27

2.2.4Δ6-脱饱和酶缺陷型菌株27

2.2.5Δ5-脱饱和酶缺陷型菌株27

2.2.6Δ12-脱饱和酶和Δ5-脱饱和酶双缺陷型突变株28

2.2.7n-3脱饱和酶缺陷型突变株28

2.2.8延长酶（EL1促使棕榈酸转化成硬脂酸）缺陷型菌株28

2.2.9积累甘油二酯的突变株28

2.2.10分泌油脂的突变株29

2.3高山被孢霉中多不饱和脂肪酸生物合成中

涉及的酶编码基因分析29

2.3.1Δ9-脱饱和酶30

2.3.2Δ12-脱饱和酶和ω-3脱饱和酶30

2.3.3Δ5-脱饱和酶和Δ6-脱饱和酶31

2.3.4延长酶32

2.3.5NADH-细胞色素b5还原酶和细胞色素b533

2.4脱饱和酶缺陷型突变株中突变位点的鉴定33

2.5高山被孢霉菌株的遗传操作35

2.6结论38

参考文献38

第3章通过代谢工程使产油酵母生产ω-3脂肪酸44

3.1引言44

3.2筛选解脂耶氏酵母作为生产主体47

3.3生物合成途径生产EPA和DHA49

3.4可行性论证：一种解脂耶氏酵母菌株通过“Δ6途径”生产EPA50

3.5分离和使用强启动子51

3.6合成解脂耶氏酵母密码子优化基因52

3.7将C原子引入或者移除改造的途径54

3.8通过“Δ6途径”用解脂耶氏酵母菌株生产EPA，占总FAME的40%55

3.9生成解脂耶氏酵母菌株通过“Δ6途径”

产生占总FAME的6%的DHA58

3.10通过“Δ6途径”提高EPA和DHA产量的策略59

3.11通过“Δ9途径”在不提供GLA的情况下生产EPA60

3.12结论60

参考文献61

第4章利用裂殖壶菌发酵生产二十二碳六烯酸的技术发展：历史回顾和

展望66

4.1引言66

4.1.1ω-3长链多不饱和脂肪酸对人体健康的重要性66

4.1.2ω-3长链多不饱和脂肪酸的来源67

4.1.3可替代技术发展的必要性68

4.2生物理性技术的应用发展69

4.2.1初步毒理学探究72

4.3发酵的扩大72

4.4菌体和提取DHA油脂的安全性评价77

4.5产品77

4.6裂殖壶菌产品的近期新相关研究78

4.7结论79

参考文献80

第5章花生四烯酸：利用被孢霉属真菌发酵生产85

5.1引言85

5.2花生四烯酸来源86

5.3高山被孢霉和高山被孢霉油脂的一些性能88

5.4长链多不饱和脂肪酸在高山被孢霉中的生物合成91

5.5高山被孢霉发酵93

参考文献94

第6章双鞭藻类产单细胞油脂101

6.1引言101

6.2二十二碳六烯酸的重要性102

6.3双鞭藻类产单细胞油脂的商业化成功103

6.4双鞭藻类油脂与传统油脂的对比104

6.5商业化生产双鞭藻类油脂106

6.5.1菌株的选育和优化106

6.5.2工业生产双鞭藻类油脂（DHA油脂）107

6.6DHA油脂的特性111

6.7DHA油脂的安全性112

参考文献112

第7章海洋微藻寇氏隐甲藻利用可替代碳源异养生产二十二碳六烯酸 研究114

7.1引言114

7.2可替代碳源的利用115

7.3乙酸的使用116

7.4乙醇用作碳源124

7.5C2为碳源生产脂肪酸126

7.6甘油作为碳源128

参考文献129

第8章利用异养型微藻生产二十碳五烯酸131

8.1引言131

8.2EPA132

8.2.1结构、影响和重要性132

8.2.2生物合成134

8.2.3来源136

8.3微藻生产EPA140

8.3.1EPA生产的影响因素140

8.3.2微藻的培养体系143

8.3.3微藻生产EPA的培养策略146

8.4微藻生产EPA的前景148

8.5结论150

参考文献150

第9章单细胞油脂的下游处理、萃取与纯化157

9.1总论157

9.2油脂的萃取过程159

9.2.1卷枝毛霉中γ-亚麻酸的萃取159

9.2.2高山被孢霉中ARA油脂的萃取161

9.2.3工艺流程设计161

9.3寇氏隐甲藻和裂殖壶菌中DHA油脂的萃取164

9.3.1发酵和富集164

9.3.2预处理和细胞破碎165

9.3.3萃取和精制166

9.3.4品质特征168

9.4微藻中油脂的萃取168

9.4.1概述168

9.4.2萃取169

9.4.3纯化170

参考文献171

第三部分利用光合自养生长微生物生产单细胞油脂

第10章寻求富含不饱和脂肪酸的光合藻类176

10.1简介176

10.2富含PUFA-TAG微藻的出现178

10.2.1微藻中油脂的积累178

10.3富含PUFA的TAG可用于叶绿体脂质

修饰的PUFA储存池179

10.4缺刻缘绿藻的分离及其特性179

10.4.1在缺刻缘绿藻中诱导ARA的积累181

10.4.2细胞密度对ARA含量的影响183

10.4.3缺刻缘绿藻中ARA的生物合成185

10.4.4ARA在缺刻缘绿藻中的作用187

10.5DGLA的生产191

10.5.1DGLA生产力193

10.6结论194

参考文献194

第11章用微生物生产类胡萝卜素198

11.1引言198

11.2β-胡萝卜素199

11.2.1杜氏盐藻199

11.2.2三孢布拉霉菌201

11.3虾青素202

11.3.1雨生红球藻202

11.3.2红法夫酵母/Xanthophyllomyces dendrorhous203

11.4叶黄素204

11.5其他类胡萝卜素和其他生物体206

11.6结论206

参考文献207

第四部分利用单细胞油脂生产生物燃料

第12章微藻作为生物柴油原料的商业化生产进展216

12.1引言216

12.2藻类：利与弊217

12.3微藻能源研究历史218

12.4开放式池塘222

12.4.1Aquaflow Bionomic Corporation Ltd.222

12.4.2PetroSun Inc.223

12.4.3Seambiotic Ltd.223

12.4.4PetroAlgae224

12.4.5HR Biopetroleum225

12.4.6Green Star Products Inc.226

12.4.7Sapphire Energy227

12.5光生物反应器228

12.5.1GreenFuel Technologies Corporation228

12.5.2AlgaeLink N.V.229

12.5.3Valcent Products230

12.5.4Solix Biofuels232

12.5.5OriginOil232

12.6发酵233

12.6.1Solazyme233

12.6.2Bayer Technology234

12.7合成基因234

12.8前景235

参考文献236

第13章利用微藻油脂制备生物燃料：化学、生理学和生产241

13.1引言241

13.2油脂和脂肪酸242

13.3烃类242

13.4甘油三酯、脂肪酸和生物柴油制备242

13.5藻类生理学、油脂含量和脂肪酸组成245

13.5.1营养元素（N，P，Si）247

13.5.2碳供给247

13.5.3光照248

13.5.4盐度248

13.5.5温度249

13.5.6生物化学249

13.6藻种筛选250

13.7微藻生产250

13.8结论253

参考文献253

第14章利用细菌油脂制备生物燃料259

14.1引言259

14.2酶法催化油脂制备生物柴油261

14.3全细胞催化油脂制备生物柴油262

14.4微生物中性油脂及其功效263

14.5中性油脂的生物合成及其相关的酶266

14.6微生物中性油脂生产的研究268

14.7基因工程改造大肠杆菌制备生物柴油269

14.8规模化培养用于制备生物柴油的细菌271

14.9前景与展望271

参考文献272

第五部分单细胞油脂的安全性和营养

第15章单细胞油脂的安全性评估和作为食品添加剂的调节需求282

15.1引言282

15.2安全性评估283

15.2.1安全性评估方法284

15.2.2微生物菌种安全性284

15.2.3单细胞油脂成分的安全性286

15.2.4单细胞油脂的婴幼儿配方奶粉和人类牛奶的临床研究286

15.2.5儿童和特殊人口研究287

15.2.6潜在出血288

15.2.7耐受性289

15.2.8ARA289

15.2.9DHA和ARA的过敏性评估289

15.2.10市场和临床数据290

15.3适用于单细胞油脂的法规292

15.3.1美国——食品成分292

15.3.2欧洲294

15.3.3澳大利亚和新西兰296

15.3.4加拿大296

15.4单细胞油脂目前的法规状态297

15.4.1美国298

15.4.2欧盟299

15.4.3澳大利亚和新西兰300

15.4.4加拿大300

15.5结论301

参考文献302

第16章单细胞油脂的营养方面：花生四烯酸和二十二碳六烯酸油脂的

应用311

16.1引言311

16.2单细胞油脂对动物的研究：组织中的PUFA水平和功能研究314

16.3SCO的安全性方面316

16.4SCO应用于婴幼儿的研究316

16.4.1实验设计和处理316

16.4.2结果317

16.5早产婴儿中LC-PUFA实验317

16.5.1实验设计和处理318

16.5.2结果318

16.6成人中SCO研究319

16.7结论320

参考文献321

第17章单细胞油脂中的多不饱和脂肪酸在人体营养中的近期新发展328

17.1引言328

17.2单细胞油脂在婴幼儿配方食品中的应用329

17.2.1早产婴儿的单细胞油脂添加330

17.2.2足月婴儿的单细胞油脂添加331

17.3哺乳期产妇的单细胞油脂添加332

17.4单细胞油脂对心血管健康的作用333

17.4.1单细胞油脂对脂蛋白的影响334

17.4.2单细胞油脂对甘油三酯水平的影响335

17.4.3单细胞油脂对心脏和血管功能的影响336

黄和，南京工业大学生物与制药工程学院，科技处处长，教授，国家杰出青年基金获得者。现为南京工业大学教授，博士生导师。现任南京工业大学科技处处长，江苏省工业生物技术创新中心主任，中国石化南京工业生物技术联合研究中心主任，同时兼任中国生物工程学会副秘书长，中国化工学会生物化工专业委员会副主任委员，国家自然科学基金委员会化学科学部专家评审组成员、科技部“十二五”863生物与医药技术领域主题专家，还担任Bioprocess and Biosystems Engineering和Biotechnology and Applied Biochemistry 杂志的编委。荣获全国很好科技工作者，入选“新世纪很好人才”支持计划。

主要从事生物基化学品的生物制造研究，先后主持与此相关的20余项国家自然科学基金、“973”计划和“863”计划等国家和省部级课题。共计在Biotechnology Advances（IF 9.646）、Green Chemistry （IF 6.320）、Carbon（IF 5.378）、Bioresource Technology （IF 4.98）等期刊发表SCI论文90余篇，他引400余次，H指数为12；靠前发明人申请中国专利90余项、靠前PCT专利3项，其中授权48项。

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编辑推荐

1.本书是靠前上关于“单细胞油脂”的很专著，由以色列古里安大学兹斐?科恩教授和英国赫尔大学考林?腊特列杰教授共同组织编写。

2.单细胞油脂是由微生物或藻类积累的一类可食用的油脂，富含丰富的多不饱和脂肪酸，对婴幼儿智力及视网膜发育、成年人心脑血管疾病预防和治疗等具有促进作用；此外，单细胞油脂还可以用于制备工业用生物燃料。因此，近年“单细胞油脂备受关注。

3.目前靠前无同类书，本书填补该类书空白。