纤维素生物技术

第1章 纤维素生物技术概述

1.1 天然纤维素原料定义

1.2 木质纤维素资源特点

1.2.1 原料组成结构复杂性

1.2.2 原料组织结构不均一性

1.3 纤维素生物技术开发研究的意义

1.3.1 在自然界物质循环中的作用

1.3.2 在绿色化学与工程中的地位与作用

1.3.3 纤维素生物技术在循环经济中的地位与作用

1.3.4 化学工业、发酵工业的原料战略转移

1.4 纤维素生物技术开发的研究进展

1.4.1 天然纤维素原料转化研究的发展过程

1.4.2 天然纤维素原料微生物转化存在的问题及前景

1.4.3 打开生物质资源宝库的钥匙——酶

参考文献

第2章 天然纤维素原料化学组成与结构

2.1 天然纤维素原料的主要成分

2.2 植物细胞壁生物结构

2.3 纤维素

2.3.1 纤维素的化学结构

2.3.2 纤维素的物理结构

2.3.3 纤维素的理化性质

2.3.4 纤维素的生物合成

2.4 半纤维素

2.4.1 半纤维素的化学结构

2.4.2 半纤维素的化学性质

2.4.3 半纤维素的生物合成

2.4.4 半纤维素的生理功能

2.5 木质素

2.5.1 木质素的分布

2.5.2 木质素的结构

2.5.3 木质素的理化性质

2.5.4 木质素的合成

2.5.5 木质素的生物功能

2.6 灰分

2.7 果胶

2.8 色素

2.9 细胞壁蛋白

2.9.1 结构蛋白

2.9.2 酶蛋白

2.9.3 疏水性蛋白

参考文献

第3章 纤维素生物学基础

3.1 降解天然纤维素原料的微生物

3.1.1 纤维素微生物

3.1.2 半纤维素微生物

3.1.3 木质素微生物

3.1.4 纤维素微生物群落

3.2 降解天然纤维素原料的动物

3.2.1 原生动物

3.2.2 无脊椎动物

3.3 纤维素酶学性质与酶解机制

3.3.1 纤维素酶学性质

3.3.2 纤维素酶解机制

3.4 纤维素酶解糖化

3.4.1 纤维素酶解的因素

3.4.2 纤维素酶解的方式

3.5 半纤维素生物转化

3.5.1 半纤维素的物质组分与结构特点

3.5.2 半纤维素的降解机理

3.6 木质素生物转化

3.6.1 木质素降解相关酶系

3.6.2 木质素降解的机理

3.7 天然纤维素原料微生物降解过程

3.7.1 天然纤维素原料的营养性质

3.7.2 微生物对纤维素原料的侵入

3.7.3 天然纤维素的微生物降解机理

3.8 纤维素生物技术生态学基础

3.8.1 纤维素微生物生态学发展历程

3.8.2 纤维素微生物与地球生态系统的碳素循环

3.8.3 工业生态学的形成及纤维素生物技术的生态产业化研究进展

参考文献

第4章 天然纤维素原料的预处理及初级炼制技术

4.1 天然纤维素原料初级炼制的内涵与发展历程

4.1.1 天然纤维素预处理的必要性

4.1.2 天然纤维素原料组分分离概念的提出

4.1.3 生物质原料炼制新思路——选择性结构拆分的提出

4.2 天然纤维素原料预处理技术

4.2.1 物理预处理

4.2.2 化学预处理

4.3 组分分离

4.3.1 组分分离的评价标准

4.3.2 组分分离技术研究进展

4.3.3 组分分离技术发展前景

4.4 选择性结构拆分

4.4.1 选择性结构拆分发展历程

4.4.2 选择性结构拆分技术现状分析

4.4.3 选择性结构拆分技术发展趋势

参考文献

第5章 纤维素生物技术与生态农业

5.1 生物饲料

5.1.1 单细胞蛋白

5.1.2 人工瘤胃发酵饲料

5.1.3 青贮饲料

5.1.4 微贮饲料

5.2 生物肥料

5.2.1 秸秆生态肥料

5.2.2 木质素肥

5.3 生物农药

5.3.1 木霉源生物农药

5.3.2 寡糖素

5.3.3 果胶酶

参考文献

第6章 纤维素生物技术与生物质能源

6.1 纤维素燃料乙醇发酵

6.1.1 木质纤维素生产乙醇的途径

6.1.2 木质纤维素发酵制备乙醇工艺

6.1.3 木质纤维素发酵燃料乙醇的关键技术

6.1.4 示范工程

6.2 生物制氢

6.2.1 氢能概述

6.2.2 制氢技术研究现状

6.2.3 生物质制氢的发展、现状及存在的问题

6.2.4 木质纤维素发酵制氢技术

6.3 沼气发酵

6.3.1 沼气国内外利用现状

6.3.2 沼气发酵生理生化过程

6.3.3 沼气的发酵工艺

6.3.4 沼气发酵的问题

6.3.5 木质纤维素产沼气的研究

参考文献

第7章 纤维素生物技术与化工

7.1 丙酮-丁醇的发酵生产

7.1.1 菌种的选育

7.1.2 丙酮-丁醇发酵菌株的底物利用

7.1.3 连续发酵和固定化细胞发酵

7.1.4 溶剂回收工艺

7.1.5 纤维素丁醇发酵技术现状及其问题

7.2 有机酸的生产

7.2.1 乳酸与聚乳酸

7.2.2 乙酰丙酸

7.2.3 柠檬酸

7.3 2,3-丁二醇的生产

7.3.1 产生2,3-丁二醇的微生物

7.3.2 菌株的2,3-丁二醇代谢途径

7.3.3 2,3-丁二醇的微生物转化

7.4 木糖醇的生产

7.4.1 产木糖醇的微生物

7.4.2 微生物体内木糖醇合成的调控

7.4.3 木糖醇的微生物转化

7.5 糠醛的生产

7.5.1 制备糠醛的原料

7.5.2 糠醛的制备方法

7.5.3 玉米秸秆半纤维素蒸汽爆破分离制备糠醛

7.6 黄原胶的生产

7.6.1 生产菌种及其改造

7.6.2 发酵的微生物转化

7.6.3 黄原胶生产技术的改进

7.7 细菌纤维素的生产

7.7.1 细菌纤维素的生产菌株

7.7.2 细菌纤维素的生物合成途径

7.7.3 细菌纤维素的微生物转化

7.8 木质素生物转化化工产品

7.8.1 酶法合成木质素基高分子材料

7.8.2 木质素的生物降解产物

参考文献

第8章 纤维素生物技术与制浆造纸

8.1 生物制浆

8.1.1 生物制浆机制

8.1.2 生物制浆用微生物及酶

8.1.3 生物制浆工业化及经济分析

8.1.4 生物制浆存在的问题

8.2 生物漂白

8.2.1 原料和纸浆中的半纤维素

8.2.2 木聚糖酶在漂白过程中的作用机制

8.2.3 木聚糖酶在生物漂白过程中的效能

8.2.4 生物漂白过程

8.2.5 生物辅助漂白工艺

8.2.6 木聚糖酶技术的开发和前景

8.2.7 木质素降解酶的生物漂白

8.3 生物技术在制浆造纸其他方面的应用

8.3.1 基因工程技术在改良造纸用材方面的应用

8.3.2 微生物发酵在亚硫酸盐制浆废液中的应用

参考文献

第9章 纤维素生物技术在其他工业中的应用

9.1 在纺织工业中的应用

9.1.1 棉纤维的结构与性能

9.1.2 再生纤维素纤维及其纺织品

9.2 在环境保护中的应用

9.2.1 白腐真菌在环境污染治理中的应用

9.2.2 秸秆生态工程恢复材料方面的应用

参考文献

第10章 纤维素生物技术生态工业模式

10.1 清洁生产理论

10.2 循环经济

10.3 工业生态学

10.3.1 工业生态学概念演绎

10.3.2 工业生态学方法

10.3.3 工业生态学的研究领域与特点

10.3.4 工业生态学研究的意义

10.4 生态工业园区

10.4.1 生态工业园区的建设目标和特点

10.4.2 工业生态园区的设计

10.4.3 工业生态园区的建立

10.5 纤维质原料生物量全利用与生态工业工艺过程的分析

10.5.1 纤维质原料的直接转化

10.5.2 纤维质原料生物量全利用工业概貌

10.6 天然纤维素原料生物量全利用存在的问题

10.7 生态工业理念在天然纤维素生物量全利用技术中的应用

10.7.1 生态工业及其在生态农业产业结构中的作用

10.7.2 天然纤维素原料生物量全利用的技术体系与研究

10.8 纤维素生物技术生态产业新模式典型范例

10.8.1 秸秆生态板材生态肥料生态产业链示范

10.8.2 秸秆酶解发酵燃料乙醇生态产业链示范

10.8.3 秸秆半纤维素发酵丙酮?丁醇的综合利用

10.8.4 甜高粱发酵乙醇及联产有机肥料生态产业链

10.8.5 葛根发酵燃料乙醇及其联产葛根黄酮的生态产业链

10.8.6 麻类纤维清洁脱胶及其生态产业链

10.8.7 皇竹草醇电联产生态产业链

10.8.8 木质纤维素原料选择性液化及其生态产业链

参考文献

第11章 纤维素生物技术研究方法

11.1 纤维素原料初级炼制过程研究方法

11.1.1 引言

11.1.2 纤维素原料初级炼制过程中形貌结构研究方法

11.1.3 纤维素原料初级炼制过程中组成研究方法

11.1.4 纤维素原料初级炼制过程中分子功能基含量研究方法

11.1.5 纤维素原料初级炼制过程工艺研究方法

11.2 纤维素微生物降解及酶解过程研究方法

11.2.1 引言

11.2.2 纤维素降解微生物资源学研究方法

11.2.3 纤维素降解微生物选育方法

11.2.4 纤维素降解相关酶系结构及活力测定方法

11.2.5 纤维素酶解机理研究方法

11.2.6 纤维素酶固定化及回收方法

11.3 纤维素发酵工程研究方法

11.3.1 引言

11.3.2 纤维素生物转化发酵抑制物产生及去除方法

11.3.3 纤维素酶的发酵与分离提取研究方法

11.3.4 纤维素糖平台

11.3.5 纤维素酶解发酵分离偶合方法

11.3.6 半纤维素发酵过程研究方法

11.3.7 木质素降解过程研究方法

11.4 纤维素原料生物转化过程工程研究方法

11.4.1 引言

11.4.2 纤维素生物转化过程放大与缩小研究方法

11.4.3 纤维素原料生物转化过程集成研究方法

11.4.4 纤维素生物转化生态产业链研究方法

11.4.5 纤维素生物转化过程技术经济分析方法

11.4.6 纤维素生物转化过程生命周期研究方法

参考文献

《纤维素生物技术(第2版)》第一版自2005年出版以来，纤维素生物技术发展迅速，研究领域进一步扩展。为此，作者陈洪章结合自身工作，总结国内外研究进展，编写了第二版。新版体现了下列特色： 对各章节内容进行了改编、更新和增补； 新版体现了作者近年来在纤维素生物技术研究中的新思路、新方法和新进展； 提出了天然纤维素“原料初级炼制”、“组分分离”、“分层多级利用”、“选择性结构拆分”等新思路。 《《纤维素生物技术(第2版)》》可供从事纤维素科学研究、教学的科技人员及研究生阅读，也可为从事农业资源利用和产业开发的科技人员和管理人员提供参考。