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第1章 生物炼制技术综述1

1.1 简介1

1.2 原料2

1.3 生物质的热化学转化3

1.3.1 快速裂解过程以及水热液化4

1.3.2 气化6

1.4 生物转化9

1.4.1 预处理10

1.4.2 酶水解11

1.4.3 发酵12

1.4.4 预处理前的前处理13

1.5 结论13

参考文献14

第2章 植物初级和次级代谢产物与化学原理19

2.1 引言19

2.2 初级代谢产物19

2.2.1 糖类20

2.2.2 木质素21

2.2.3 氨基酸、多肽和蛋白质21

2.2.4 脂肪酸和脂质22

2.2.5 有机酸22

2.3 次级代谢产物22

2.3.1 单酚与酚酸23

2.3.2 多酚23

2.3.3 萜烯29

2.3.4 生物碱32

2.4 单一化合物的稳定性32

2.5 结论33

参考文献33

第3章 生物炼制中副产品植物素的分离及纯化35

3.1 引言35

3.2 常规分离方法37

3.2.1 蒸汽蒸馏37

3.2.2 常规固-液萃取38

3.2.3 超声波辅助提取39

3.2.4 微波辅助萃取40

3.2.5 加压液相提取41

3.3 超临界流体萃取42

3.4 在生物炼制中从植物提取物和稀释溶液中分离纯化植物化学品43

3.4.1 液-液萃取43

3.4.2 薄膜分离44

3.4.3 分子蒸馏45

3.5 总结46

参考文献47

第4章 玉米生物基化学品的工艺展望51

4.1 引言：玉米加工51

4.1.1 干磨法51

4.1.2 湿磨法52

4.1.3 改良的湿磨法工艺53

4.1.4 全粒法55

4.1.5 改良的全粒法工艺55

4.1.6 石灰蒸煮57

4.2 玉米中的植物化学品58

4.2.1 引言58

4.2.2 植物甾醇类59

4.2.3 类胡萝卜素60

4.2.4 胺化物61

4.3 玉米加工工艺对植物化学成分的影响66

4.3.1 湿磨法和全粒法工艺得到的玉米纤维的研究66

4.3.2 植物化学物质和石灰蒸煮的研究76

4.4 结论81

参考文献82

第5章 谷物及油料作物的生物炼制副产品88

5.1 引言88

5.2 谷物89

5.2.1 小麦90

5.2.2 大麦94

5.2.3 高粱95

5.3 油籽的生物炼制96

5.3.1 油与油籽基产品98

5.3.2 工业产品99

5.4 结论101

参考文献102

第6章 大豆类生物活性产品110

6.1 引言110

6.1.1 农业生物质的工业化应用110

6.1.2 生物炼制产品的加工处理111

6.1.3 增值性和可持续性111

6.2 工业生物炼制中的副产品112

6.2.1 谷类和豆类工业加工产品112

6.2.2 豆科植物生物炼制产品——大豆112

6.3 生物炼制产品的提取技术114

6.3.1 萃取蒸馏114

6.3.2 吸附115

6.3.3 膜分离技术115

6.3.4 超临界和次临界流体萃取115

6.4 生物炼制产品的生物活性和营养价值116

6.4.1 副产品的抗病功能116

6.4.2 食品应用117

6.4.3 替代医学118

6.5 现代高效运输技术——毫超微包囊法118

6.5.1 关于生物产品稳定性、生物利用率及毒性的争议118

6.6 总结与展望119

参考文献120

第7章 利用超临界技术从甘蔗加工残留物中生产有价值的化合物125

7.1 介绍125

7.2 滤饼的超临界流体萃取126

7.2.1 超临界流体萃取126

7.2.2 从滤饼中萃取长链脂肪酸127

7.3 评估萃取的制造成本的过程模拟129

7.3.1 过程模拟129

7.3.2 生产成本130

7.3.3 甘蔗蜡的生产成本估算130

7.4 亚超临界流体水解甘蔗渣134

7.4.1 生物质转化134

7.4.2 多糖水解135

7.4.3 水热电解136

7.4.4 甘蔗渣的水热电解137

7.5 总结138

参考文献138

第8章 柑橘加工过程中的增值型生物产品144

8.1 引言144

8.2 水果加工及副产品流144

8.2.1 干橘皮颗粒和橘皮糖蜜中的多糖组成145

8.2.2 干橘皮颗粒和橘皮糖蜜中的植物化学品组成147

8.3 增值产品-多糖153

8.3.1 膳食纤维153

8.3.2 橘皮水解和乙醇生产154

8.3.3 特性果胶155

8.4 增值性产品：植物化学品155

8.4.1 黄酮苷类化合物155

8.4.2 多甲氧基黄酮（PMFs）156

8.4.3 羟基肉桂酸159

8.5 增强型副产品的发酵生产160

8.6 结论160

参考文献161

第9章 动物饲料用叶蛋白的回收及其高价值应用171

9.1 引言171

9.2 蛋白质的分离方法173

9.2.1 机械压榨173

9.2.2 水相萃取175

9.2.3 叶／茎分离176

9.2.4 发酵后回收177

9.3 蛋白浓缩177

9.3.1 蒸汽喷射178

9.3.2 酸沉降178

9.3.3 超滤178

9.3.4 喷雾干燥179

9.4 叶蛋白的用途179

9.4.1 动物饲养179

9.4.2 人类食用180

9.4.3 酶生产181

9.4.4 生物基化学品181

9.5 叶蛋白与生物燃料的共加工182

9.5.1 生物燃料共加工的优点182

9.5.2 共加工的经济分析183

9.6 结论184

参考文献184

第10章 藻类植物化学品191

10.1 介绍191

10.1.1 藻类植物化学品192

10.1.2 藻生物质的利用194

10.2 藻类植物化学品的商业应用195

10.2.1 蛋白质197

10.2.2 油脂（多元不饱和脂肪酸）197

10.2.3 维生素200

10.2.4 类胡萝卜素200

10.2.5 藻胆蛋白203

10.2.6 藻胶203

10.2.7 藻类生物肥料204

10.3 藻类植物化学品的生产技术205

10.3.1 微藻类生物质产品205

10.3.2 大型藻类生物质的生产207

10.3.3 针对植物化学品的藻类生产技术209

10.3.4 生物炼制概念209

10.4 藻类植物化学品的提取技术210

10.4.1 预处理过程211

10.4.2 溶剂萃取211

10.4.3 超临界流体萃取211

10.4.4 膨胀床吸附层析212

10.4.5 加压液体萃取213

10.4.6 商业化植物化学品提取中的单元操作213

10.5 代谢工程与藻类衍生化合物的合成214

10.5.1 培养条件的控制215

10.5.2 细胞核与叶绿体转化技术216

10.5.3 重组蛋白的表达216

10.5.4 增强型脂肪酸的生物合成217

10.5.5 微藻营养型的转变217

10.5.6 捕光天线复合物的再设计217

10.6 植物化学品市场的演化218

10.7 结论219

参考文献220

第11章 从加拿大北方森林中分离新型生物活性天然产物235

11.1 介绍235

11.2 从加拿大北方森林中鉴定新型生物活性天然产物237

11.2.1 树种的选择和生物引导的分离过程237

11.2.2 从纸皮桦的树皮内皮中提取二芳基庚烷238

11.2.3 从美洲落叶松中分离半日花烷型双萜烯239

11.2.4 从美洲山杨的芽苞中分离酚类化合物240

11.2.5 从香脂冷杉中分离倍半萜稀242

11.3 从加拿大北方森林中分离的生物活性天然产物的化学修饰243

11.4 结论246

参考文献247

第12章 桦树皮中生物活性化合物的加压流体萃取以及分析254

12.1 引言254

12.2 桦树皮的定性分析256

12.2.1 抗氧剂分析实验256

12.2.2 抗菌活性259

12.2.3 抗癌活性260

12.3 树皮中生物活性化合物的定量分析261

12.3.1 萜类261

12.3.2 碳水化合物262

12.3.3 黄酮类263

12.4 用二极管矩阵进行高效液相色谱，抗氧化剂的电化学和质谱检测264

12.5 生物活性化合物的萃取266

12.5.1 传统的固液萃取法266

12.5.2 超临界流体萃取法（SFE）266

12.5.3 加压流体萃取（PFE）268

12.6 讨论和前景271

参考文献272

第13章 富含半纤维素的预制浆提取液林木整合生物炼制与增值281

13.1 引言281

13.1.1 为何选择半纤维素282

13.1.2 增加收益282

13.1.3 半纤维素的潜力283

13.2 半纤维素的回收283

13.2.1 半纤维素的提取与现有制浆过程的整合283

13.2.2 热水提取的应用287

13.3 半纤维素的转化288

13.3.1 半纤维素低聚物的水解288

13.3.2 发酵生产醇类288

13.3.3 转化半纤维素提取物生产甘油三酯（TAGs）291

13.3.4 通过羧酸盐平台为半纤维素提质291

13.3.5 转化生成十三烷295

13.3.6 发酵生成大众化学品296

13.4 过程的经济性296

13.4.1 将半纤维素提取整合到现有的纸浆厂中296

13.4.2 提取的能耗成本297

13.5 结论298

参考文献298

第14章 来自温带森林的热裂解生物质油：燃料、植物素和生物产品303

14.1 简介303

14.2 森林原料综述303

14.2.1 残渣303

14.2.2 植物素及其原料分布304

14.2.3 生物活性及其在林业中的应用305

14.3 热裂解技术308

14.4 燃料生产的前景308

14.5 生物质油中的化学品309

14.6 昂贵化学品的回收过程310

14.6.1 糖类310

14.6.2 酚类312

14.7 从热裂解生物质油中挑选出来的植物素312

14.8 其他产物313

14.9 未来展望314

参考文献314

第15章 来源于甘蔗渣的炭318

15.1 引言318

15.2 甘蔗渣的可利用性320

15.3 在惰性气体中的热处理过程（热解）321

15.4 炭转化成活性炭的技术322

15.5 炭与活性炭的表征和应用323

15.6 甘蔗渣炭和活性炭的用途333

15.6.1 燃料333

15.6.2 土壤改良和碳固定333

15.6.3 环境和工业上的应用334

15.7 结论335

参考文献335