1 概述 1
1.1 生物质的概念 1
1.2 生物质转化方式 2
1.2.1 生物质物理转化技术 2
1.2.2 生物质化学转化技术 3
1.2.3 生物质生化转化技术 4
1.3 生物质生化转化技术的作用与地位 4
1.4 生物质生化转化平台技术总论 5
1.5 生物质生化转化产业化前景 6
参考文献 7
2 生物质生化转化单元操作及过程工程总论 9
2.1 生物质原料的特点 9
2.1.1 生物质原料的复杂性 9
2.1.2 生物质原料复杂性对工艺的要求 10
2.2 生物质生化转化的单元操作 11
2.2.1 生物质生化转化前处理单元操作 11
2.2.2 生物质生化转化糖化单元操作 12
2.2.3 生物质生化转化发酵单元操作 12
2.2.4 生物质生化转化后处理单元操作 13
2.3 生物质生化转化过程工程与集成 13
参考文献 14
3 生物质生化转化前处理平台 15
3.1 生物质生化转化的抗降解屏障 15
3.1.1 生物质生化转化抗降解屏障在生产生活中的应用 15
3.1.2 生物质生化转化的抗降解屏障提出 17
3.1.3 生物质生化转化的抗降解屏障定义 17
3.1.4 生物质生化转化的抗降解屏障解析 18
3.1.5 生物质生化转化抗降解屏障的研究进展 25
3.2 生物质生化转化的前处理平台概述 26
3.2.1 生物质的自然生化转化过程 26
3.2.2 生物质的人工降解发展历程 28
3.3 生物质生化转化的前处理技术机制及应用 30
3.3.1 生物质生化转化前化学处理机制 31
3.3.2 生物质生化转化前物理处理机制 37
3.3.3 生物质生化转化前生物处理机制 41
3.4 生物质生化转化的前处理分级技术 41
3.4.1 生物质生化转化前汽爆处理技术 41
3.4.2 生物质生化转化前组织分级分离技术 42
3.4.3 生物质生化转化前细胞分级分离技术 43
3.4.4 生物质生化转化前组分分级分离技术 44
3.5 生物质生化转化前处理分级技术的特点 47
3.6 生物质生化转化的前处理分级技术评价 47
3.6.1 生物质生化转化的前处理分级技术评价指标 47
3.6.2 生物质生化转化的前处理分级技术比较 48
参考文献 49
4 生物质生化转化酶平台 56
4.1 生物质降解过程中酶的概述 56
4.1.1 纤维素酶 56
4.1.2 半纤维素酶 57
4.1.3 木质素降解酶系 62
4.1.4 纤维素酶解协同因子 64
4.2 生物质转化酶平台的搭建 65
4.2.1 酶的生产制备 65
4.2.2 酶的化学修饰 71
4.2.3 生物酶工程 73
4.3 生物质转化酶平台的使用 79
4.3.1 酶协同作用 79
4.3.2 多组分酶系统 79
4.3.3 纤维小体 80
4.3.4 CBH-EG-BG系统的优化 81
4.3.5 多酶复合物的设计使用 81
4.3.6 酶反应器 82
参考文献 84
5 生物质生化转化细胞炼制平台 89
5.1 生物炼制 89
5.2 细胞炼制 90
5.2.1 细胞炼制的宏基因组学 91
5.2.2 细胞炼制的代谢工程 94
5.2.3 细胞炼制的系统生物学技术 97
5.2.4 细胞炼制与合成生物学 100
5.3 细胞功能全能性——人工细胞 103
5.3.1 多酶反应体系 104
5.3.2 载体固定化 105
5.4 细胞间协同作用 107
5.4.1 混菌发酵的特点 108
5.4.2 混合发酵的注意事项 110
5.5 细胞炼制工厂构建 110
5.5.1 微生物细胞特性的改造 112
5.5.2 细胞炼制工厂的设计 113
5.5.3 细胞炼制工厂的构建 114
5.5.4 细胞炼制工厂的优化 115
参考文献 116
6 生物质生化转化糖平台 120
6.1 葡萄糖的全能性 120
6.1.1 葡萄糖的分解代谢 120
6.1.2 初级代谢产物和次级代谢产物 123
6.2 木糖的全能性 125
6.3 葡萄糖制备途径 127
6.3.1 木质纤维素的预处理 128
6.3.2 天然纤维素的水解 129
6.4 木糖制备途径 131
6.4.1 木糖制备工业概况 131
6.4.2 工业上木糖产品制备工艺 132
6.5 抑制物作用机制及其破解途径 134
6.5.1 抑制物及其作用机制 134
6.5.2 破解途径 136
参考文献 137
7 生物质生化转化发酵平台 140
7.1 同步糖化发酵 141
7.1.1 同步糖化发酵（SSF）工艺特点 141
7.1.2 同步糖化发酵的抑制性因素 144
7.2 组合生物转化工艺 145
7.2.1 组合生物转化工艺（SSCF工艺）的优势和突破点 145
7.2.2 木质纤维素组合生物转化 145
7.3 统合生物工艺 148
7.4 共培养发酵 150
7.5 固态发酵优势与前景 151
7.5.1 传统固态发酵技术的难点 152
7.5.2 新型固态发酵清洁技术 155
7.5.3 纤维素乙醇发酵示范工程 157
7.5.4 固态发酵的应用与发展前景 159
参考文献 160
8 生物质生化转化后处理平台 163
8.1 生物质生化转化后处理原则 163
8.2 生物质生化转化后处理的操作单元 164
8.2.1 发酵液的预处理和固液分离 164
8.2.2 生物技术产品分离和纯化技术 165
8.2.3 单一后处理方式的局限性与优势 167
8.3 生物质生化转化后处理的耦合集成 167
8.3.1 生物反应-分离耦合 168
8.3.2 分离过程与分离过程的耦合 172
8.4 生物质生化转化产品2，3-丁二醇的发酵后处理技术举例 175
参考文献 177
9 生物质生化转化多联产模式 179
9.1 原料特性与多联产模式的必要性 179
9.1.1 生物质原料的特性 179
9.1.2 生物质资源开发存在的问题 179
9.1.3 生物质生化转化多联产的必要性 180
9.2 多联产关键黏结技术的突破 180
9.2.1 无污染汽爆及其组分分离技术平台 180
9.2.2 节水节能固态纯种发酵技术平台 181
9.2.3 秸秆固相酶解-液体发酵乙醇耦合技术平台 181
9.2.4 汽爆秸秆膜循环酶解耦合发酵工业糖平台 181
9.3 清洁生产与多联产 182
9.3.1 清洁生产概念与内涵 182
9.3.2 清洁生产与生物质资源多联产 183
9.4 生态工业与多联产 184
9.4.1 生化工程与工业生态学 184
9.4.2 工业生态学理论 185
9.4.3 工业生态学研究方法 190
9.4.4 生态工业与过程集成 193
9.4.5 生态工业与多联产技术范例 196
9.5 循环经济与多联产 200
9.5.1 循环经济的概念及技术特征 201
9.5.2 循环经济与生物质资源多联产 204
9.6 低碳经济与生物基产品 204
9.6.1 低碳经济 204
9.6.2 低碳经济与生物炼制 205
9.6.3 低碳经济与生物基产品多联产 205
参考文献 209
10 生物质生化转化制备新型平台化合物 211
10.1 C1平台化合物 211
10.1.1 生物质合成气 211
10.1.2 甲烷 212
10.2 C2平台化合物 214
10.2.1 乙醇 214
10.2.2 乙烯 214
10.2.3 乙酸 215
10.3 C3平台化合物 216
10.3.1 甘油 216
10.3.2 乳酸 217
10.3.3 1，3-丙二醇 220
10.4 C4平台化合物 221
10.4.1 丁醇 221
10.4.2 2，3-丁二醇 222
10.4.3 琥珀酸 222
10.5 C5平台化合物 225
10.5.1 乙酰丙酸 225
10.5.2 糠醛 226
10.6 C6平台化合物 228
10.6.1 柠檬酸 228
10.6.2 赖氨酸 228
10.6.3 葡萄糖酸 230
10.7 C10平台化合物 230
参考文献 231