《高纯天然产物绿色生物制造关键技术》是“先进化工材料关键技术丛书”（第二批）的一个分册。
本书基于笔者二十余年的工作积累，是围绕高纯天然产物绿色生物制造关键技术开展科学研究和技术开发的系统总结。全书共十一章，包括绪论，石榴皮制备高纯度安石榴苷和鞣花酸，十字花科植物制备高纯度硫代葡萄糖苷和异硫氰酸酯，大豆皂苷和大豆异黄酮的制备工艺，玉米芯绿色制备低聚木糖、木糖和木糖醇，酶法制备黄芪甲苷和环黄芪醇，酶法制备阿可拉定，酶法制备薯蓣皂素，酶法制备甘油葡萄糖苷，高纯度光甘草定和甘草次酸制备工艺，典型芳香环植物功能因子的异源生物合成。本书所涉及的研究内容为相关领域国际学术前沿的热点，部分成果为原创。
《高纯天然产物绿色生物制造关键技术》是多项国家和省部级科技成果的系统总结，适合生物、化学、化工、材料领域，特别是对高纯天然产物绿色生物制造关键技术感兴趣的科学技术人员阅读，也可作为高等院校生物、化学、化工、材料及相关专业高年级本科生和研究生的教材使用。

袁其朋，北京化工大学教授，博士生导师。教育部长江学者特聘教授。1992年在清华大学获化学工程学士学位，1997年在天津大学获生物化工博士学位。1999年至2000年在澳大利亚新南威尔士大学作访问学者，2001年至2003年赴香港理工大学从事中药方面的研究工作。1997年至今在北京化工大学工作。主要研究领域为：合成生物学及代谢工程，高纯天然产物规模制备及应用基础研究。以第一或通讯作者在Nature Communications、Angewandte Chemie-International Edition、Metabolic Engineering、AIChE Journal、Chemical Engineering Science等期刊发表SCI论文240余篇，授权PCT、中国发明专利60余项。在国内外率先实现了大豆异黄酮、鞣花酸、安石榴苷、莱菔硫烷、莱菔素、熊果苷、5-羟基色氨酸等的工业生产，创造了良好的经济效益。以第一获奖人获国家科技进步二等奖1项，省部级科技进步特等奖1项、一等奖2项、二等奖2项。第十一届中国青年科技奖获得者，科技北京百名领军人才。兼任化工资源有效利用国家重点实验室副主任、科技部合成生物学专项项目组专家、中国化工学会生物化工专业委员会副主任委员、中国生物化学与分子生物学会工业专业分会副理事长、中国纺织工程学会化纤专业委员会副主任委员，享受国务院特殊津贴。

梁浩，北京化工大学教授，博士生导师。2002年获北京化工大学生物化工学士学位，2007年获北京化工大学生物化工博士学位。2014年至2016年在加拿大滑铁卢大学作访问学者。2007年至今在北京化工大学生命科学与技术学院工作，主要从事天然活性成分的生物合成与纳米增效研究。先后开发了莱菔硫烷、甘草次酸、阿克拉定、环黄芪醇和甘油葡萄糖苷等的酶法生产技术和虾青素、光甘草定、植物精油等纳米制剂，作为主要技术负责人参与建成了国内外高纯度莱菔硫烷的生产线。发表论文80余篇，授权中国发明专利6项。作为第二完成人获得教育部高等学校科学研究优秀成果奖（技术发明奖）二等奖1项、中国商业联合会科技进步奖一等奖1项。兼任中国生物发酵产业协会生物发酵美妆原料分会理事、中国药学会制药工程专委会青年委员、全国生物资源提取行业专家委员会委员、北京理化分析测试技术学会青年学术委员会常务理事。

第一章 绪论 001
第一节　天然产物简介 002
第二节　天然产物的绿色生物制造技术发展历程 008
一、天然产物分离纯化技术 008
二、天然活性因子绿色生物制造技术 010
第三节　天然产物绿色生物制造未来发展的技术展望 015
一、新型绿色溶剂的研究 015
二、糖苷酶的理性改造与设计 016
三、天然产物生物合成中的共培养和动态调控 016
参考文献 017

第二章 石榴皮制备高纯度安石榴苷和鞣花酸 023
第一节　安石榴苷和鞣花酸简介 024
一、安石榴苷 024
二、鞣花酸 027
第二节　高纯度安石榴苷制备关键技术 029
一、石榴皮总单宁提取 030
二、高纯度安石榴苷的制备 035
第三节　高纯度鞣花酸制备关键技术 041
一、以石榴皮为原料制备鞣花酸 041
二、高纯度鞣花酸的制备 043
第四节　鞣花酸和安石榴苷活性研究 046
一、鞣花酸和安石榴苷的抗氧化活性研究 046
二、安石榴苷的抗糖尿病活性研究 048
第五节　小结与展望 053
参考文献 054

第三章 十字花科种子制备高纯度硫代葡萄糖苷和异硫氰酸酯 057
第一节　硫代葡萄糖苷和异硫氰酸酯简介 058
一、十字花科植物 058
二、硫代葡萄糖苷 059
三、异硫氰酸酯 060
第二节　硫代葡萄糖苷制备工艺 062
一、化学合成法和生物合成法 063
二、天然产物提取法 064
第三节　高纯异硫氰酸酯制备工艺 069
一、异硫氰酸酯的制备 069
二、异硫氰酸酯的纯化 074
第四节　异硫氰酸酯的稳态化和活性研究 077
一、异硫氰酸酯的稳定性 077
二、异硫氰酸酯的稳态化 080
三、异硫氰酸酯的活性研究 082
第五节　小结与展望 085
参考文献 086

第四章 大豆皂苷和大豆异黄酮的制备工艺 091
第一节　大豆皂苷和大豆异黄酮简介 092
一、大豆皂苷概述 092
二、大豆异黄酮概述 096
第二节　高纯度大豆皂苷制备关键技术 100
一、树脂法纯化大豆皂苷B 100
二、结晶法纯化大豆皂苷B 102
三、中试放大 103
第三节　利用大孔树脂从大豆糖蜜中回收大豆异黄酮 104
一、大豆糖蜜简介 104
二、大豆糖蜜预处理 105
三、树脂法精制大豆异黄酮 106
四、稀糖蜜生产大豆异黄酮 107
第四节　连续萃取法制备大豆异黄酮 109
一、间歇萃取 109
二、连续逆流萃取 110
三、组合溶剂回流萃取制备大豆黄苷及大豆黄素 111
四、甲醇重结晶制备黄豆黄苷及黄豆黄素 111
第五节　利用扩张床吸附技术从大豆糖蜜中分离纯化大豆异黄酮 112
一、扩张床吸附技术及环糊精介绍 112
二、PGMA-TiO2复合扩张床介质的制备及表征 114
三、PGMA-TiO2-β-CD复合扩张床吸附剂的制备及表征 116
四、应用PGMA-TiO2-β-CD复合扩张床吸附剂纯化大豆异黄酮 118
第六节　小结与展望 121
参考文献 121

第五章 玉米芯绿色制备低聚木糖、木糖和木糖醇 125
第一节　低聚木糖、木糖和木糖醇简介 126
一、低聚木糖简介 126
二、木糖简介 127
三、木糖醇简介 128
第二节　低聚木糖绿色制备关键技术 128
一、木聚糖酶的选择和应用 129
二、低聚木糖生产工艺 130
三、絮凝脱色在低聚木糖分离纯化中的应用 130
第三节　木糖绿色制备关键技术 132
一、半纤维素水解液的组成 132
二、玉米芯半纤维素清洁糖化制备木糖 133
三、木糖的纯化与精制 141
第四节　木糖醇绿色制备关键技术 142
一、木糖醇发酵条件的优化 143
二、半纤维素水解液抑制物对于木糖醇发酵的影响 147
三、利用蒸汽爆破水提液发酵生产木糖醇 151
四、利用亚硫酸水解液发酵生产木糖醇 153
第五节　小结与展望 154
参考文献 155

第六章 酶法制备黄芪甲苷和环黄芪醇 161
第一节　黄芪甲苷和环黄芪醇简介 162
一、黄芪甲苷简介 162
二、环黄芪醇简介 164
第二节　生物法制备黄芪甲苷的关键技术 166
第三节　生物法制备环黄芪醇的关键技术 169
第四节　小结与展望 172
参考文献 173

第七章 酶法制备阿可拉定 175
第一节　淫羊藿及阿可拉定简介 176
一、淫羊藿 176
二、阿可拉定 177
第二节　酶法制备阿可拉定关键技术 178
一、直接提取法 178
二、化学合成法 178
三、酶解法 179
第三节　固定化双酶制备阿可拉定关键技术 185
一、单一酶交联酶聚集体 185
二、双酶交联酶聚集体 189
第四节　小结与展望 194
参考文献 195

第八章 酶法制备薯蓣皂素 199
第一节　薯蓣皂素简介 200
一、薯蓣皂素理化性质 200
二、薯蓣皂素的制备 200
第二节　酶法制备薯蓣皂素工艺 204
一、微生物转化筛选及水解酶分级纯化 204
二、薯蓣皂素水解酶的异源表达及其功能探究 206
三、Rhase-TS和Gluase-TS酶学性质研究及催化残基预测 209
四、酶催化制备薯蓣皂素 216
第三节　小结与展望 219
参考文献 220

第九章 酶法制备甘油葡萄糖苷 225
第一节　甘油葡萄糖苷简介 226
一、甘油葡萄糖苷简介及来源 226
二、甘油葡萄糖苷的功效及市场前景 227
三、甘油葡萄糖苷的制备方法 228
第二节　酶法制备甘油葡萄糖苷关键技术 229
一、蔗糖磷酸化酶的筛选、表达、活性研究 229
二、蔗糖磷酸化酶催化制备2-O-α-甘油葡萄糖苷 230
第三节　固定化酶制备甘油葡萄糖苷关键技术 231
一、Ni-NTA功能化琼脂糖微球特异性吸附固定化蔗糖磷酸化酶 232
二、壳聚糖调控的仿生杂化纳米花自组装固定化蔗糖磷酸化酶 240
第四节　小结与展望 253
参考文献 254

第十章 高纯度光甘草定和甘草次酸制备工艺 259
第一节　光甘草定和甘草次酸简介 260
一、光甘草定简介 260
二、甘草次酸简介 261
第二节　光甘草定绿色制备关键技术 263
一、光甘草定的提取工艺 263
二、光甘草定的分离纯化工艺　 265
三、光甘草定纳米复合物的制备 269
第三节　酶法制备甘草次酸关键技术 272
一、甘草次酸的制备方法 272
二、葡萄糖醛酸酶简介 273
三、固定化酶催化制备甘草次酸 274
四、一锅法提取水解甘草酸制备甘草次酸 277
五、甘草次酸纳米复合物的制备 278
第四节　小结与展望 280
参考文献 281

第十一章 典型芳香环植物功能因子的异源生物合成 289
第一节　典型芳香环植物功能因子简介 291
一、芳香环植物功能因子的合成途径 291
二、莽草酸途径 291
三、莽草酸途径中的酶 293
四、莽草酸途径的代谢调控 296
第二节　熊果苷异源生物合成 297
一、熊果苷的生物活性 298
二、熊果苷生物合成途径设计及关键酶的表征 300
三、熊果苷从头合成 302
四、通过将碳通量转入熊果苷生物合成途径实现熊果苷的高水平生产 303
五、熊果苷生物合成的培养条件优化 304
第三节　红景天苷异源生物合成 305
一、红景天苷的用途及生产方式 307
二、共培养工程高效生物合成芳香环植物功能因子 308
三、共培养生物合成红景天苷路径设计 310
四、三种共培养生物合成红景天苷的比较 311
五、红景天苷的扩大生产 313
第四节　5-羟基色氨酸异源生物合成 314
一、5-HTP的用途及生产方法 314
二、转化5-羟基邻氨基苯甲酸生产5-HTP 316
三、利用水杨酸-5-羟基化酶转化AA生成5-HAA 317
四、5-HAA合成的模块化优化 318
五、5-HTP的生物合成 319
第五节　小结与展望 319
参考文献 321

索引 330