推动食品工业发展的引擎：新一代食品生物技术

传统的食品生物技术包括食品发酵和酿造等经典的生物技术加工过程。随着基因编辑、合成生物学等技术的出现，食品生物技术也进入了新的纪元。近年来，细胞工程、酶工程、发酵工程、蛋白质工程、生物工程下游技术、基因工程、分子检测技术、多组学技术、酶分子进化工程和生物信息学等都已被应用于食品原料的生产、加工和制造过程中。学科之间的相互渗透与交叉，使食品科学技术与现代生物技术相互交织形成一类综合性学科技术，可称为新一代食品生物技术。

新一代食品生物技术属于高新技术范畴，对改造传统食品工业和农副产品深加工具有革命性意义，具有高效益、高投入、高竞争、高风险、高潜力等特点，已经广泛应用于食品工业的方方面面，涵盖了从原材料开发、加工阶段到成品的检测与储存等各个环节，贯穿着整个食品产业，是推动食品工业发展的重要引擎。

在某种意义上，基于现代分子生物学的基因工程技术是新一代食品生物技术的核心和基础。现代发酵工程是建立在DNA 重组技术基础上的，通过DNA 重组技术获得的基因工程菌株可以获得外源基因所赋予的特殊代谢途径，进而产生特定的代谢产物，这是传统发酵工程所无法实现的。经历了数千年的发展，食品生物技术已成为现代生物技术的重要组成部分。

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《新一代食品生物技术》（刘龙，陈坚，吕雪芹主编. 北京：科学出版社；济南：山东科学技术出版社，2024.6）主要从食品微生物资源挖掘与高通量选育、食品组学与食品生物技术、酶工程与食品生物技术、发酵工程与食品生物技术、代谢工程与食品生物技术、合成生物学与食品生物技术以及食品生物技术与未来食品这几个方面来介绍新一代食品生物技术。其中，

• 食品微生物资源挖掘与高通量选育主要从食品微生物的概念和分类、菌种资源的高效挖掘技术以及高通量选育技术等方面来阐述；

• 食品组学与食品生物技术主要从系统生物学与食品组学、食品组学的研究方法与关键技术和功能食品研究这三个方面来阐述；

▲ 食品蛋白质组研究流程

• 酶工程与食品生物技术主要讲述了酶工程在食品生产中的应用、新酶的挖掘与设计改造技术、酶高效表达系统的设计与构建以及酶固定化及全细胞催化技术在食品工业中的应用；

• 发酵工程与食品生物技术主要包括了发酵工程在食品生产中的应用、食品发酵微生物的改造和性能优化、食品发酵过程的精准调控和优化技术；

• 代谢工程与食品生物技术主要介绍了代谢工程、代谢元件的挖掘与创制技术、代谢途径的设计与重构技术、代谢网络的组装与适配技术；

• 此外，本书还详述了合成生物学与食品生物技术，重点介绍了食品合成生物学的概念、基因编辑工具、食品底盘细胞的开发等；

• 最后，介绍了食品生物技术在未来食品中的应用，包括功能蛋白、油脂、淀粉、植物基食品等，并展望了新时代未来食品的发展前景、挑战及应对措施。

▲ 植物基食品原料及产品

本书编写分工如下：第1 章由刘龙、陈坚编写；第2 章由翟齐啸编写；第3 章由徐勇将、刘元法编写；第4 章由刘松、张国强编写；第5 章由吕雪芹、刘龙编写；第6 章由吕雪芹、刘龙编写；第7 章由刘延峰、陈坚编写；第8 章由陈坚、刘龙、常明、王小三、陈晟、李兆丰、刘潇、张康编写。此外，书中采用的多个研究案例，来自作者团队研究生的研究工作。

本书详细介绍了新一代食品生物技术及其应用，可供食品工程、生物工程、发酵工程以及合成生物学等领域的研究人员参考，也可以作为研究生教学参考用书。

本文摘编自《新一代食品生物技术》（刘龙，陈坚，吕雪芹主编. 北京：科学出版社；济南：山东科学技术出版社，2024.6）一书“前言”“第1 章 绪论”，有删减修改，标题为编者所加。

能源合成生物学

吕雪峰主编

ISBN 978-7-03-078739-2

生物能源在增加能源与资源供给、改善生态环境、支撑碳中和目标实现等方面有着其他可再生能源不可替代的显著优势。合成生物学在生物能源研发方面具有重要的应用价值和广阔的发展空间，有利于解决生物能源的关键研发问题。本书结合编者在能源合成生物学领域的研究工作，围绕合成生物学使能技术与改造策略、生物催化剂和细胞工厂的性能优化，系统总结了如何通过合成生物学技术改造能源生物底盘，以显著提高从二氧化碳到生物质、从生物质到糖，以及从糖到乙醇、丁醇、萜烯、脂肪烃等生物燃料产品和一碳资源直接转化为生物燃料产品等各个环节的转化效率，并对能源合成生物学未来的发展方向与挑战进行了展望。

本书可供合成生物学、生物能源、微生物学和植物学相关领域的科研人员、工程技术人员和高等院校师生参考，以期共同推动能源合成生物学的蓬勃发展。

基因组合成生物学

沈玥，付宪主编

ISBN 978-7-03-078657-9

本书对合成基因组学的核心内容进行了系统性介绍，既涉及相关的原理和技术，亦包括里程碑式科学事件和前沿应用展望。具体而言，本书序为国内外该研究领域的知名学者George Church 教授和杨焕明院士对该领域的概述和展望；第1 章围绕合成基因组所涉及的四大类设计原则（区分、重构、精简与赋能）进行深入介绍；第2 章深入阐述如何从头人工合成基因组，以及该过程涉及的关键技术；第3 章全面分享在病毒、原核生物及真核生物基因组人工合成方面取得的重大科研成果；第4 章展望领域未来的应用场景并探讨发展带来的伦理安全问题。

本书可供合成生物学的基因组学技术与应用领域的高年级本科生、研究生和科研人员参考使用，对于合成生物学产业的从业人士也有参考意义。

新一代食品生物技术

刘龙，陈坚，吕雪芹主编

本书主要从食品微生物资源、食品组学、酶工程、发酵工程、代谢工程、合成生物学等方面系统介绍了新一代食品生物技术。在此基础上，阐述了食品生物技术在未来食品中的应用。其中，第1 章简述了食品生物技术的概念、主要内容及其在食品工业中的应用；第2 章介绍了食品微生物资源挖掘与高通量选育技术；第3～7 章详述了食品组学、酶工程、发酵工程、代谢工程，以及合成生物学等系列生物技术与食品科学的交织融合与应用；第8 章阐述了未来食品的概念与内涵，并介绍了食品生物技术在功能蛋白、功能糖、植物基食品等未来食品生产中的应用。

本书详细介绍了新一代食品生物技术及其应用，可供食品工程、生物工程、发酵工程以及合成生物学等领域的研究人员参考，也可以作为研究生教学参考用书。

（本文编辑：刘四旦）

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