細胞破壁過程與生物煉制工程

第1章緒論1
1.1細胞壁資源的分類及其特點1
1.2細胞壁資源開發(fā)利用現(xiàn)狀與存在的問題2
1.2.1微生物2
1.2.2低等植物3
1.2.3非糧能源植物4
1.2.4糧食5
1.2.5藥用植物5
1.3細胞破壁過程工程6
1.3.1細胞破壁過程工程概述6
1.3.2細胞破壁過程工程的重要性6
1.3.3細胞破壁過程的關(guān)鍵技術(shù)8
1.4細胞破壁過程與生物煉制工程8
參考文獻10

第2章細胞壁特性11
2.1細胞壁的形成11
2.2細胞壁的功能12
2.3真菌細胞壁的組成特征13
2.3.1幾丁質(zhì)14
2.3.2葡聚糖15
2.3.3甘露聚糖15
2.4細菌細胞壁的組成特征16
2.4.1肽聚糖16
2.4.2磷壁酸18
2.4.3外膜18
2.4.4脂多糖19
2.5植物細胞壁的組成特征19
2.5.1植物細胞壁中的三大組分21
2.5.2非糧植物細胞壁的化學成分特性22
2.5.3糧食結(jié)構(gòu)與細胞壁的化學組成23
2.6結(jié)論與展望24
參考文獻24

第3章細胞破壁關(guān)鍵技術(shù)26
3.1機械法破壁處理技術(shù)26
3.1.1超微粉碎破壁技術(shù)26
3.1.2高壓均質(zhì)法28
3.1.3微波法28
3.1.4超聲空化法和水力空化法29
3.2非機械法破壁技術(shù)30
3.2.1物理法破壁技術(shù)30
3.2.2生物法破壁技術(shù)31
3.2.3化學法破壁技術(shù)32
3.2.4不同破壁方法的比較33
3.3以氣相爆破技術(shù)為核心的破壁技術(shù)33
3.3.1生物質(zhì)汽爆過程主要影響參數(shù)36
3.3.2影響汽爆過程的生物質(zhì)主要物料特性40
3.3.3低溫混合介質(zhì)氣相爆破工藝48
3.3.4氣相爆破耦合超微粉碎破壁49
3.3.5氣相爆破耦合化學滲透破壁50
3.4小結(jié)51
參考文獻51

第4章細胞壁力學特性及其斷裂損傷力學55
4.1細胞壁力學特性及其研究方法概述55
4.1.1細胞壁力學特性研究對破壁的重要性55
4.1.2細胞壁力學研究方法56
4.2真空微波破裂細胞壁的力學研究61
4.2.1真空微波作用下的細胞內(nèi)壓61
4.2.2真空微波處理破裂植物細胞壁的有限元分析63
4.3單螺桿擠壓破裂細胞壁的力學研究66
4.3.1螺桿擠壓對植物細胞壁的作用66
4.3.2單螺桿破裂植物細胞模型的建立67
4.3.3物料在擠壓過程中的溫度分布68
4.4超微粉碎破裂細胞壁的力學研究68
4.4.1有限元法計算針葉樹材超微粉碎過程破壁力68
4.4.2J積分計算木材超微粉碎過程破壁力70
4.5汽爆破裂細胞壁的力學研究71
4.5.1汽爆過程秸稈物料脆性斷裂力學模型建立71
4.5.2汽爆過程秸稈細胞破碎聚合物彈性力學模型構(gòu)建78
4.6小結(jié)88
參考文獻88

第5章細胞破壁與生物煉制過程中的傳遞工程學基礎(chǔ)91
5.1細胞壁與生物質(zhì)煉制體系中傳遞-反應(yīng)屏障91
5.1.1細胞壁——生物抵御外界環(huán)境因素的防御屏障91
5.1.2細胞壁——生物質(zhì)煉制體系傳遞-反應(yīng)屏障91
5.1.3生物質(zhì)多孔特性與煉制反應(yīng)體系中傳遞-反應(yīng)過程92
5.2細胞破壁對其化學組成的影響92
5.2.1細胞破壁對植物原料化學組分的影響92
5.2.2細胞破壁對微生物化學結(jié)構(gòu)的影響93
5.3細胞破壁對多孔特性的影響94
5.3.1物理法破壁對細胞多孔特性的影響94
5.3.2化學法破壁對細胞多孔特性的影響94
5.3.3生物法破壁對細胞多孔特性的影響94
5.3.4蒸汽爆破對生物質(zhì)多孔特性的影響95
5.4破壁生物質(zhì)多孔特性的質(zhì)熱傳遞過程95
5.4.1生物質(zhì)多孔介質(zhì)內(nèi)質(zhì)熱傳遞過程95
5.4.2飽和多孔介質(zhì)流動的控制方程96
5.4.3不飽和多孔介質(zhì)內(nèi)傳質(zhì)及傳熱過程97
5.4.4基于恒溫壁面?zhèn)鳠峒盁峥諝怦詈蟼鳠崮Ｐ偷奈锪仙郎剡^程模擬100
5.5細胞破壁與煉制體系中物質(zhì)傳遞-反應(yīng)間的關(guān)系102
5.5.1藥用植物原料破壁與活性成分的溶出102
5.5.2藥用植物原料破壁與非活性成分的綜合利用103
5.6細胞破壁技術(shù)在生物質(zhì)煉制過程中的應(yīng)用104
5.6.1細胞破壁技術(shù)在生物能領(lǐng)域原料預(yù)處理的典型工程應(yīng)用104
5.6.2細胞破壁技術(shù)在制藥行業(yè)的應(yīng)用104
5.6.3細胞破壁技術(shù)在食品工業(yè)的應(yīng)用105
5.7生物質(zhì)煉制體系的質(zhì)熱傳遞過程強化方法105
5.7.1周期蠕動強化高固多相生物反應(yīng)105
5.7.2氣相雙動態(tài)固態(tài)發(fā)酵110
5.8結(jié)論與展望112
參考文獻113

第6章微生物細胞壁資源生物煉制116
6.1微生物細胞壁的生理生化地位和作用116
6.1.1維持細胞形狀116
6.1.2抵御外界環(huán)境干擾117
6.2微生物資源利用方式及其與細胞壁的關(guān)系117
6.2.1微生物代謝產(chǎn)物117
6.2.2微生物菌體117
6.2.3微生物與生物轉(zhuǎn)化118
6.2.4微生物資源的其它利用方式119
6.3典型有益微生物資源及其功能120
6.3.1益生菌120
6.3.2食藥用真菌121
6.4微生物致病性與微生物細胞壁破壁122
6.4.1革蘭氏陰性菌細胞壁中的內(nèi)毒素122
6.4.2微生物細胞壁靶向誘導(dǎo)藥物開發(fā)122
6.4.3植物病原菌破壁與作物保護123
6.5微生物細胞破壁與微生物資源利用實例123
6.5.1大型子實體真菌破壁123
6.5.2絲狀真菌破壁127
6.5.3細菌破壁128
6.6結(jié)論與展望129
參考文獻129

第7章低等植物破壁過程與生物煉制工程132
7.1苔蘚破壁過程與生物煉制工程132
7.1.1苔蘚植物開發(fā)現(xiàn)狀及存在的問題132
7.1.2苔蘚植物破壁提取研究進展133
7.1.3藥用苔蘚的開發(fā)與利用133
7.1.4苔蘚提取液在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用134
7.2藻類破壁過程與開發(fā)利用135
7.2.1藻類植物開發(fā)利用現(xiàn)狀及存在的問題135
7.2.2藻類破壁過程研究進展135
7.2.3藻類生物能源的開發(fā)與利用136
7.2.4藻類作為食品的應(yīng)用137
7.2.5藻類在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用138
7.3蕨類破壁過程與開發(fā)利用139
7.3.1蕨類植物綜合利用及主要問題139
7.3.2蕨類植物破壁研究進展140
7.3.3食用蕨類的開發(fā)利用140
7.3.4藥用蕨類的開發(fā)利用141
7.3.5蕨類植物在工業(yè)上的應(yīng)用142
7.4小結(jié)142
參考文獻143

第8章非糧能源植物破壁過程與生物質(zhì)煉制工程145
8.1非糧能源植物破壁過程145
8.1.1纖維素類能源植物破壁146
8.1.2糖類能源植物破壁152
8.1.3淀粉類能源植物破壁155
8.1.4其他類能源植物破壁158
8.2破壁非糧能源植物在生物質(zhì)煉制中的應(yīng)用160
8.2.1破壁纖維素在生物燃料領(lǐng)域的應(yīng)用160
8.2.2破壁非糧能源植物在生物基材料方面的應(yīng)用164
8.3非糧能源植物破壁技術(shù)分析166
參考文獻166

第9章糧食破壁過程與生物煉制工程171
9.1糧食破壁關(guān)鍵過程理念171
9.1.1糧食精加工模式存在的問題172
9.1.2全谷物加工模式存在的問題173
9.1.3糧食結(jié)構(gòu)解析及破壁理念174
9.1.4糧食破壁過程研究進展175
9.2麩皮汽爆破壁煉制過程研究177
9.2.1麩皮的營養(yǎng)價值177
9.2.2麩皮原料開發(fā)利用存在的問題178
9.2.3麩皮汽爆破壁煉制過程研究179
9.3糧食破壁與分層多級利用183
9.4糧食破壁與全谷物煉制185
9.4.1高粱全谷物破壁過程研究185
9.4.2破壁糧食復(fù)配工藝研究186
9.4.3汽爆糧食制粉工藝研究191
9.4.4汽爆糧食發(fā)酵工藝研究192
9.5糧食綜合利用新型生態(tài)園區(qū)193
參考文獻194

第10章藥用植物破壁過程與生物煉制工程197
10.1藥用植物開發(fā)利用現(xiàn)狀及存在的問題197
10.2藥用植物破壁過程的研究進展198
10.2.1高壓熱水浸提法198
10.2.2超臨界流體萃取提取法199
10.2.3超微粉碎法200
10.2.4酶輔助提取法200
10.3藥用植物汽爆破壁過程研究201
10.3.1汽爆技術(shù)在藥用植物中的應(yīng)用201
10.3.2氣相爆破破壁技術(shù)在藥物提取中的應(yīng)用202
10.3.3細胞破壁常用設(shè)備對比204
10.3.4氣相爆破破壁在中藥炮制中的應(yīng)用205
10.4鹽膚木資源破壁綜合煉制與生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈207
參考文獻209