生物燃料

1用生物乙醇推动工业生物技术发展

1.1 导言

1.1.1 工业生物技术

1.2 市场驱动力

1.2.1 原材料驱动：石油经济

1.2.2 运输燃料替代品——生物乙醇

1.2.3 满足生物乙醇的需求

1.3 工业系统生物学：X组学

1.3.1 基因组学

1.3.2 转录组学

1.3.3 蛋白质组学

1.3.4 代谢物组学

1.3.5 代谢通量组学

1.3.6 工业系统生物学和生物乙醇

1.4 展望

致谢

参考文献

2高效生物乙醇生产中的木质纤维原料预处理

2.1 导言

2.2 对预处理的评估

2.3 预处理方法

2.3.1 物理法

2.3.2 化学法

2.3.3 物理化学法

2.3.4 生物法

2.4 预处理研究进展

2.4.1 玉米秸秆

2.4.2 针叶木材料

2.4.3 两段预处理

2.5 结论

参考文献

3原料预处理是木质纤维材料高效酶解的关键

3.1 背景

3.1.1 预处理工艺概述

3.1.2 生物质的蒸汽预处理

3.2 蒸汽预处理后木材原料的性质

3.3 原料中的木质素

3.3.1 预处理对木质素含量的影响

3.3.2 木质素对酶水解的影响

3.4 原料中的半纤维素

3.4.1 预处理对半纤维素含量的影响

3.4.2 半纤维素含量对水解的影响

3.5 影响纤维素酶水解效果的原料物理性质

3.5.1 比表面积

3.5.2 纤维素的结晶度和聚合度

3.6 结论

参考文献

4开发生物质转化用酶的进展与挑战

4.1 导言

4.2 木质纤维素生物质转化为乙醇过程的综述

4.2.1 得率损失和成本最小化

4.3 工艺过程对酶用量及成本的影响

4.3.1 底物选择对酶的成本的影响

4.3.2 预处理方式的影响

4.3.3 工艺整合对酶性质的要求

4.4 酶的发现：催化效率和生产率

4.4.1 瑞氏木霉纤维素酶：目前的工业标准

4.4.2 对协同作用的研究

4.5 经济地生产酶

4.5.1 去掉酶提取过程

4.6 结论

致谢

参考文献

5木质纤维素水解中的热稳定酶

5.1 导言

5.2 纤维素的酶解

5.3 热稳定纤维素酶

5.4 工艺过程概念

5.5 新型嗜热酶的评价：材料和方法

5.5.1 酶

5.5.2 底物

5.5.3 瑞氏木霉纤维素酶在高温下的酶解性质

5.5.4 嗜热混合酶的酶解性质

5.5.5 化学分析

5.6 嗜热酶混合物的组成

5.7 商品真菌酶制剂在高温下的行为

5.8 新型热稳定酶混合物评价

5.9 热稳定酶在低温下的行为

5.10 讨论

致谢

参考文献

6酿酒酵母的戊糖利用代谢工程

6.1 导言

6.2 木糖

6.2.1 木糖的代谢途径

6.2.2 在酿酒酵母中表达XI

6.2.3 酿酒酵母中表达XR和XDH

6.3 阿拉伯糖

6.3.1 阿拉伯糖代谢途径

6.3.2 酿酒酵母的阿拉伯糖代谢工程

6.4 通过戊糖代谢酿酒酵母改进酒精发酵

6.4.1 糖的转运

6.4.2 改进木糖向木酮糖的转化

6.4.3 木酮糖激酶

6.4.4 磷酸戊糖途径

6.4.5 细胞氧化还原代谢工程

6.4.6 糖酵解代谢流通量

6.4.7 其他遗传修饰

6.4.8 随机方法

6.5 工业戊糖发酵菌株

6.5.1 对抑制物的耐受性

6.5.2 菌株稳定性

6.5.3 水解产物的发酵

6.6 总结与前景

致谢

参考文献

7以木糖异构酶为关键成分进行酿酒酵母高效木糖发酵

7.1 引言

7.1.1 酿酒酵母和木质纤维素水解物的发酵

7.1.2 外源木糖还原酶和木糖醇脱氢酶基因的引入：氧化还原限制

7.1.3 酿酒酵母中内源性的木糖代谢酶

7.1.4 通过木糖异构酶实现木糖到木酮糖的一步转化

7.2 木糖异构酶：特性和分布

7.3 木糖异构酶在酿酒酵母中的表达：一条漫长又曲折的道路

7.4 高水平功能表达真菌木糖异构酶的酵母菌株的特性

7.5 为改进基于木糖异构酶的木糖利用而进行的代谢工程

7.6 为改进基于木糖异构酶的木糖利用而进行的进化工程

7.6.1 提高利用木糖的酿酒酵母菌株对混合底物利用的进化工程

7.6.2 仅包含真菌木糖异构酶的酿酒酵母的进化工程

7.7 面向工业化应用：表达木糖异构酶酿酒酵母的发酵试验

7.7.1 从实验室到实际环境：菌株和培养基

7.7.2 小麦秸秆水解物的分批发酵

7.7.3 玉米秸秆水解物的补料分批发酵

7.8 展望

参考文献

8利用酿酒酵母进行统合生物加工生产乙醇

8.1 导言

8.2 作为统合生物加工载体的酿酒酵母

8.3 用于糖类发酵的酿酒酵母工程菌

8.4 纤维素酶在酿酒酵母中的表达

8.5 半纤维素酶在酿酒酵母中的表达

8.6 选育CBP酵母菌株的筛选方法

8.7 不同酶活力在单个CBP酵母中的整合及向工业菌株的转化

参考文献

9产乙醇细菌的构建

9.1 导言

9.2 产乙醇大肠杆菌的工程改造及其功能

9.2.1 产乙醇生物催化剂KO11与LY01

9.2.2 产乙醇的生物催化剂,菌株LY168

9.2.3 其他产乙醇的重组大肠杆菌

9.2.4 非重组的产乙醇大肠杆菌

9.2.5 大肠杆菌外其他生物的乙醇产生

9.3 乙醇产生过程中代谢及转录组的变化

9.3.1 赋予LY01对乙醇抗性的生理差异

9.4 乙醇生产面临的挑战

9.4.1 成本低廉的生长培养基

9.4.2 无机盐培养基中渗透压对功能的限制

9.4.3 半纤维素水解产物包含抑制物

9.4.4 减少对真菌纤维素酶的需求

9.5 产乙醇设计方案在其他大宗化学品中的应用

9.5.1 光学纯D（-）乳酸和L（+）乳酸

9.5.2 乙酸和丙酮酸

9.5.3 木糖醇

9.5.4 琥珀酸

9.5.5 L丙氨酸

9.6 总结

参考文献

10用运动发酵单胞菌生产燃料乙醇和高附加值产品

10.1 导言

10.2 运动发酵单胞菌重组菌株的构建

10.2.1 通过表达单一异源基因来扩展底物利用范围

10.2.2 构建能够利用五碳糖的菌株

10.2.3 利用NMR分析重组菌株的代谢特征

10.2.4 重组菌株的动力学特征

10.2.5 动力学模型的构建

10.2.6 木质纤维素水解液中抑制物的影响

10.2.7 应用于工业原料

10.3 运动发酵单胞菌的基因组序列

10.4 应用于高附加值产品

10.4.1 代谢物和相关产品

10.4.2 用于有机酸和TCA循环中间产物的代谢工程

10.4.3 基于酶的生物转化

10.5 讨论和总结

参考文献

11乙醇和其他生物燃料的联产

11.1 导言

11.2 产氢

11.3 产甲烷

11.4 用燃料最大化概念生产生物燃料

11.4.1 预处理

11.4.2 水解

11.4.3 分离

11.4.4 发酵

11.4.5 废水处理

11.4.6 生物/催化精炼

11.4.7 传统炼油和生物/催化精炼的整合

11.5 结论

参考文献

12生物乙醇生产的过程工程经济学

12.1 导言

12.2 流程图

12.2.1 木质纤维性材料生产乙醇的模拟

12.3 过程经济学

12.3.1 各种参数对能耗和生产成本的影响

12.3.2 木质纤维素与淀粉的比较

12.3.3 与其他工厂同地建设

12.4 结论

参考文献

13支持生物燃料生产的政策选择

13.1 导言

13.2 生物燃料的生产

13.2.1 巴西

13.2.2 美国

13.2.3 欧盟

13.2.4 其他生物燃料生产国

13.3 美国的直接投资计划

13.4 美国的免税政策

13.5 政治目标和生物乙醇相关政策

13.6 结论

致谢

参考文献

索引

伴随着目前对经济可持续性发展的重视，生物乙醇和其他生物燃料受到了极大的关注。而且生物燃料的生产正由传统的原料向其他原料如木质纤维素材料转变。然而，这种转变需要新的更加经济可行的生产过程。
　　《生物燃料》不仅从不同的技术和工艺选择的多个方面讨论了生物燃料生产的现状，而且从经济和政治视角对此进行了讨论，是一部现实和全面的综述。具体包括高效生物乙醇生产中的木质纤维原料预处理、原料预处理足木质纤维素高效酶解的关键、开发生物质转化用酶的进展与挑战、木质纤维素水解中的热稳定酶、酿酒酵母的戊糖利用代谢工程、以木糖异构酶为关键成分进行酿酒酵母高效木糖发酵、利用酿酒酵母进行统合生物加工生产乙醇、产乙醇细菌的构建、用运动发酵单胞菌生产燃料乙醇和高附加值产品、乙醇和其他生物燃料的联产、生物乙醇生产的过程工程经济学、支持生物燃料生产的政策选择等内容。
　　全书内容丰富、新颖、简明易懂，足一本较全面、深入的有关生物燃料生产过程方面的论著，可供从事生物燃料生产和研究的企业技术人员和管理人员阅读，也可供工业生物技术等相关专业的师生参考。