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第一章 生物制浆的微生物学基础1

第一节 微生物学基本概念1

一、微生物及其主要类群1

二、微生物学的分类与命名2

第二节 主要微生物类型4

一、细菌4

二、放线菌8

三、酵母菌9

四、霉菌14

五、担子菌17

六、半知菌20

第三节 微生物的营养生长和代谢23

一、微生物的营养23

二、培养基24

三、微生物的生长25

四、微生物的代谢28

第四节 微生物菌种的纯培养及保存36

一、微生物的纯培养36

二、菌种的保藏与活化38

三、菌种保藏主要机构38

四、菌种的退化与复壮39

参考文献41

第二章 生物制浆的酶学基础43

第一节 酶的概念及分类43

一、酶的概念43

二、酶的命名与分类44

第二节 酶的活力测定及分离纯化46

一、酶的活力测定46

二、酶的分离纯化49

第三节 酶的性质56

一、酶的相对分子质量56

二、酶分子的等电点57

第四节 酶的组成与结构61

一、酶的活性中心61

二、酶的必需基团64

三、酶活性中心证明方法65

第五节 酶的作用机理66

一、催化化学反应活化能66

二、酶降低化学反应的活化能——中间产物学说66

三、酶反应的专一性67

四、酶实现其催化功能的几种方式68

第六节 酶促催化反应动力学69

一、底物浓度对反应速度的影响69

二、温度对酶促反应速度的影响71

三、pH对酶促反应速度的影响71

四、酶活化72

五、酶抑制72

六、变构效应74

参考文献75

第三章 木素生物降解的形态特征与降解途径83

第一节 降解木素微生物的类型83

一、真菌83

二、细菌86

三、其他微生物87

第二节 白腐菌对木素降解及其分泌的酶系88

一、白腐菌对木素的降解88

二、白腐菌降解木素的主要酶91

三、白腐菌胞外酶之间的协同关系102

第三节 木素生物降解的形态变化104

一、白腐现象104

二、褐腐与软腐现象107

第四节 木素的降解途径108

一、木素大分子的修饰和降解108

二、低聚体木素分子的降解110

三、木素单体的环开裂反应114

第五节 木质纤维其他主要成分的生物降解116

一、纤维素的降解116

二、半纤维素的降解121

三、木素降解与纤维素和半纤维素降解的关系122

第六节 木素生物合成及控制124

一、木素在植物体内的生物合成124

二、与木素生物合成控制有关的酶126

三、木素生物合成的控制129

第七节 木素生物降解技术难点及木素降解酶的应用前景133

一、木素的存在状况133

二、木素生物降解过程存在的主要障碍133

三、木素生物降解的应用前景136

参考文献138

第四章 木质纤维成分生物降解的酶学机制141

第一节 直接催化木素大分子修饰与降解的主要酶类141

一、过氧化物酶142

二、与木素生物降解直接有关的其他酶143

第二节 白腐菌木素降解酶产生的典型模式145

一、木素过氧化物酶＋锰过氧化物酶型145

二、锰过氧化物酶＋漆酶型146

三、木素过氧化物酶＋漆酶型149

四、其他酶型149

五、不同类型白腐菌对14C-标记合成木素（DHP）的降解149

第三节 木素降解酶的催化机制150

一、木素过氧化物酶催化反应机制150

二、锰过氧化物酶的催化反应机制152

三、漆酶的催化机制153

第四节 木素降解酶催化反应的调控因子154

一、芳基醇154

二、草酸165

三、纤维二糖氧化还原酶—CBQ和CbO168

四、Fenton反应172

五、谷胱甘肽175

六、不饱和脂肪酸175

第五节 木素酶基因工程与生物制浆176

一、木素酶同工酶及其产生176

二、木素酶基因表达178

三、木素降解酶基因结构179

四、木素降解酶基因工程与生物制浆182

参考文献185

第五章 生物化学法制浆190

第一节 生物硫酸盐法制浆191

一、木材生物硫酸盐法制浆191

二、非木材生物硫酸盐法制浆197

第二节 生物亚硫酸盐法制浆198

第三节 生物烧碱法制浆202

第四节 生物脱胶烧碱法制浆204

第五节 生物溶剂法制浆205

参考文献208

第六章 生物机械法制浆212

第一节 生物机械浆的研究发展过程213

第二节 Bio-MP生物预处理的作用机理及主要处理方法214

一、Bio-MP中生物预处理的作用机理214

二、Bio-MP中生物预处理的主要方法214

三、影响Bio-MP制浆的因素219

第三节 生物机械浆的研究方法及制浆过程中相关的变化220

一、生物机械浆的研究方法220

二、生物机械法制浆过程中原料组分的变化221

三、生物机械法制浆过程中纤维分离特点和结构的变化222

四、生物机械法制浆过程中木素结构变化226

五、生物机械浆与机械浆纤维表面特征的变化比较227

第四节 Bio-MP磨浆能耗、纸浆性能和光学性质以及废水特性234

一、生物预处理对Bio-MP磨浆能耗的影响234

二、生物预处理对Bio-MP浆强度和光学性质的影响236

三、Bio-MP的废水特性239

第五节 非木材纤维原料生物预处理制机械浆研究概况240

第六节 生物机械制浆工业化生产效益及前景分析242

一、生物机械制浆工业化生产效益分析242

二、生物机械制浆发展中存在的主要问题及展望245

参考文献246

第七章 树脂障碍的生物控制248

第一节 造纸原料中树脂的种类及性质与分离249

一、造纸原料中树脂的种类249

二、造纸原料中黏性杂质的物理化学特性253

三、树脂类物质化学组分的分离和分析方法256

第二节 黏性杂质沉积潜力的评价及现阶段树脂障碍的主要控制方法258

一、黏性杂质沉积潜力的评价方法258

二、现阶段控制树脂障碍的主要方法259

第三节 树脂的生物控制261

一、真菌在树脂控制上的应用261

二、脂肪酶在树脂控制上的应用267

三、氧化酶类在树脂控制上的应用273

四、生物法与化学法相结合的树脂控制275

五、现存的问题及展望278

参考文献279

第八章 纸浆生物漂白技术与原理282

第一节 生物漂白的研究及其进展282

一、半纤维素酶辅助漂白的研究282

二、微生物漂白的研究284

三、木素降解酶生物漂白的研究286

第二节 生物漂白用酶及酶产生菌287

一、半纤维素酶及酶产生菌287

二、木素降解酶及酶产生菌289

第三节 纸浆的半纤维素酶辅助漂白290

一、半纤维素酶辅助漂白的原理291

二、半纤维素酶辅助漂白的影响因素291

三、硫酸盐木浆的半纤维素酶辅助漂白293

四、亚硫酸盐法溶解浆的木聚糖酶漂白308

五、生物硫酸盐木浆的木聚糖酶漂白309

六、非木材纸浆的半纤维素酶漂白310

第四节 化学浆的微生物漂白326

一、针叶木硫酸盐浆和烧碱-AQ法浆的白腐菌漂白326

二、阔叶木硫酸盐浆的白腐菌漂白328

三、红麻皮烧碱-AQ法浆的白腐菌漂白332

四、蔗渣烧碱法纸浆的白腐菌漂白334

第五节 纸浆的木素降解酶漂白336

一、纸浆的木素过氧化物酶漂白336

二、纸浆的锰过氧化物酶漂白341

三、纸浆的漆酶／介体系统（LMS）漂白346

四、纸浆的漆酶／天然介体系统漂白375

五、纸浆的木聚糖酶-LMS协同生物漂白381

参考文献388

第九章 废纸生物脱墨技术与原理395

第一节 酶法脱墨的研究进展395

第二节 酶法脱墨的机理396

第三节 酶法脱墨的影响因素397

一、油墨组成和废纸特性397

二、酶的类型及用量397

三、表面活性剂398

四、pH398

五、处理温度398

六、反应时间399

七、纸浆浓度399

八、碎浆用白水质量399

九、添加顺序399

十、搅拌作用399

第四节 复合纤维素酶脱墨的实验室实验400

一、复印废纸、化学浆废纸和机械浆废纸的酶法脱墨400

二、混合办公废纸的酶法脱墨400

三、废新闻纸的酶法脱墨407

四、彩色胶印废新闻纸的酶法脱墨410

第五节 复合纤维素酶脱墨的中间试验412

一、试验条件412

二、试验结果413

第六节 淀粉酶用于非接触印刷白色办公废纸脱墨414

第七节 脂肪酶用于油基油墨印刷的废纸脱墨417

第八节 混合酶用于激光打印废纸的脱墨419

第九节 漆酶／介体系统用于废新闻纸的脱墨421

第十节 纤维素酶／半纤维素酶与漆酶协同用于废新闻纸的脱墨423

第十一节 酶法脱墨的生产试验和工业化应用424

一、废新闻纸酶法脱墨的生产试验和工业化应用424

二、混合办公废纸酶法脱墨的生产试验和工业化应用427

三、废文化用纸酶法脱墨的生产试验和工业化应用429

参考文献430

第十章 制浆造纸污染物质的生物降解432

第一节 造纸废水的好氧生物处理432

一、好氧生物处理中微生物432

二、好氧过程中微生物生态演替规律437

第二节 废水厌氧处理438

一、厌氧生物处理中的基本生物过程——阶段性理论439

二、厌氧消化过程中的主要微生物440

第三节 制浆废水污染物质的来源442

一、制浆漂白过程产生的污染物质类型442

二、CTMP制浆废水的污染物质类型444

第四节 制浆造纸污染物质的微生物降解机制445

一、碳水化合物的降解445

二、脂肪酸和树脂酸的降解与树脂障碍的克服446

三、芳香化合物的降解446

四、含硫化合物的降解448

第五节 生物强化技术在制浆造纸环境治理的应用及高效工程菌的构建449

一、高效工程菌在污染环境生物强化治理中的应用449

二、高效菌株的构建途径450

三、高效复合菌群和工程菌的组合构建452

第六节 环境中微生物多样性的研究技术453

一、磷脂酸法453

二、BIOLOG微量分析453

三、分子生物学方法453

第七节 环境样品中DNA提取方法454

一、从环境样品中提取DNA的方法454

二、样品的预处理455

三、细胞裂解455

四、DNA的提取457

五、DNA的纯化457

六、评价提取出的环境样品的DNA458

七、展望458

第八节 PCR-DGGE在制浆造纸废水处理微生物检测中的应用458

一、PCR-DGGE的发展459

二、PCR-DGGE的技术原理459

三、PCR-DGGE在环境检测中的应用460

四、PCR-DGGE影响因素和应用的局限性461

五、PCR-DGGE技术的应用前景463

参考文献463