專利名稱：一種利用微生物篩選高產(chǎn)燃料乙醇的甘薯品種的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于工業(yè)微生物和能源植物領(lǐng)域，涉及一種利用微生物篩選高產(chǎn)燃料乙醇的甘薯品種的方法。
背景技術(shù)：
隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化進(jìn)程的加快，世界能源市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，能源的爭(zhēng)奪已成為當(dāng)今世界矛盾的焦點(diǎn)之一。隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展速度加快，石油化工工業(yè)高速發(fā)展，同時(shí)我國正在成為汽車的生產(chǎn)、消費(fèi)大國，石油的消耗量猛增。為確保國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，確保國家的石油安全，我國從1993年開始大量進(jìn)口石油，作為石油凈進(jìn)口國，現(xiàn)在的石油進(jìn)口量占到世界第二位?，F(xiàn)在，我國的石油年生產(chǎn)能力達(dá)到1.6億噸，原定到2005年石油進(jìn)口量達(dá)到1億噸，而這個(gè)數(shù)字在2004年就已被突破。預(yù)計(jì)我國在2010年的石油進(jìn)口量將達(dá)到1.2億噸到1.3億噸，到2020年將達(dá)到2.3億噸。有資料顯示，1973年第一次石油危機(jī)爆發(fā)，石油在世界能源消費(fèi)中的比重達(dá)到47.4％，之后，各國相繼采取措施加速替代能源和新能源的開發(fā)，以減少對(duì)石油的依賴，到2003年，石油在世界能源消費(fèi)中已經(jīng)下降到37.3％。
乙醇，俗稱酒精，可以用玉米、甘蔗、小麥、薯類、糖蜜等原料，經(jīng)發(fā)酵、蒸餾而制成。燃料乙醇是通過對(duì)乙醇進(jìn)一步脫水、再加上適量變性劑而制成的。經(jīng)適當(dāng)加工，燃料乙醇可以制成乙醇汽油、乙醇柴油、乙醇潤滑油等用途廣泛的工業(yè)燃料。發(fā)展燃料乙醇，既可以緩解我國當(dāng)前的石油資源短缺狀況，又能增加汽油的含氧量，減少污染物的排放。如果我國的汽車能使用10％的乙醇汽油，即可以每年減少石油消耗數(shù)千萬噸。有效地推動(dòng)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。燃料乙醇產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，為甘薯、玉米等非主要口糧的加工轉(zhuǎn)化開辟了一條穩(wěn)定的渠道，形成了“增產(chǎn)——消費(fèi)——刺激再生產(chǎn)”的良性循環(huán)，有效地延長了農(nóng)業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈條。由于乙醇的生產(chǎn)和提取與其所用的原料作物的品質(zhì)無關(guān)，這就為農(nóng)作物實(shí)現(xiàn)工廠化生產(chǎn)創(chuàng)造了條件。燃料乙醇創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值、社會(huì)價(jià)值和生態(tài)價(jià)值。燃料乙醇是一種“地下長出來的綠色清潔能源”。目前，生產(chǎn)乙醇的企業(yè)的產(chǎn)出效益雖然還不十分顯著，但是它在工農(nóng)兩大產(chǎn)業(yè)之間搭起了一座融合發(fā)展的橋梁，既為提供原料的農(nóng)業(yè)創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟(jì)效益，也為能源行業(yè)的發(fā)展提供了可靠的補(bǔ)充渠道。以乙醇的生產(chǎn)和開發(fā)為核心的產(chǎn)業(yè)集群不僅帶來了多方面的社會(huì)效益，更帶來了巨大的生態(tài)效益。燃料乙醇推廣是國家戰(zhàn)略性能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的重要舉措，是一個(gè)能源消費(fèi)大國實(shí)施能源結(jié)構(gòu)多元化的戰(zhàn)略抉擇。在我國石油消費(fèi)不斷增長的情況下，發(fā)展燃料乙醇對(duì)國家能源安全具有重要意義。
巴西和美國都已把燃料乙醇大量用于汽車燃料。1973年第一次石油危機(jī)后，巴西政府制定了“國家酒精計(jì)劃”，利用該國豐富的甘蔗資源生產(chǎn)乙醇代替進(jìn)口汽油，1975年產(chǎn)量約60萬kL，到1995年1200萬kL，增加了20倍。全國近1/3的車輛直接使用乙醇或使用摻有22％無水乙醇的汽油。美國每年的燃料乙醇產(chǎn)量也很大(1995年年產(chǎn)量550萬kL)，其中90％用于汽車燃料；1999年，美國燃料乙醇使用量占汽油和柴油使用量的12％以上，占汽油使用量30％以上。同時(shí)大力開發(fā)低成本生產(chǎn)技術(shù)，目前28美分/L的成本希望到2015年降到18美分/L。
我國政府在“十五”計(jì)劃中也決定發(fā)展燃料乙醇產(chǎn)業(yè)。2001年國家計(jì)委頒布了《乙醇汽油、乙醇燃料使用標(biāo)準(zhǔn)》，并于2003年1月1日起開始實(shí)施。其目的主要是①利用過剩玉米，同時(shí)增加農(nóng)民收入；②代替MTBE摻入汽油，減少環(huán)境污染，提高汽油的辛烷值；③代替汽油，減少石油進(jìn)口。目前，吉林、山東、河南等地已建成試點(diǎn)項(xiàng)目。吉林省從2003年10月17日開始在全省范圍內(nèi)銷售乙醇汽油，現(xiàn)已將1400個(gè)加油站改造為乙醇汽油加油站。該項(xiàng)目每年為吉林省節(jié)約糧食儲(chǔ)備費(fèi)用200億元，河南鄭州和南陽等地從2002年開始全部銷售乙醇汽油。
甘薯是懸花科植物，又稱地瓜、白薯、紅薯等。中國是甘薯栽培生產(chǎn)最多的國家，日本和美國也有栽培。甘薯與水稻、玉米同屬高產(chǎn)作物，甘薯食用部分為塊莖。鮮甘薯含水約60-80％，含淀粉10-30％，含糖約5％，含有少量油脂、纖維素和灰分等。鮮甘薯的淀粉加工性能好，價(jià)格較其他作物相比具有一定優(yōu)勢(shì)，存儲(chǔ)技術(shù)是甘薯進(jìn)一步加工開發(fā)利用的瓶頸。
利用甘薯生產(chǎn)燃料乙醇是開拓其工業(yè)化應(yīng)用的一個(gè)重要方向，也是實(shí)現(xiàn)西部可持續(xù)發(fā)展、解決三農(nóng)問題，振興農(nóng)業(yè)的一條出路。利用微生物篩選高產(chǎn)燃料乙醇的甘薯品種具有特別的意義。國外一些研究機(jī)構(gòu)比較過一些包括甘薯在內(nèi)的作物發(fā)酵法生產(chǎn)酒精的收率。但是，利用微生物篩選高產(chǎn)燃料乙醇的高產(chǎn)甘薯品種尚缺乏有效的方法報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供利用微生物快速篩選高產(chǎn)乙醇的甘薯品種的方法，同時(shí)還提供一種偶聯(lián)分光光度計(jì)法快速測(cè)定微生物發(fā)酵產(chǎn)物中乙醇含量的方便、簡(jiǎn)單易行、低成本的方法。
實(shí)現(xiàn)上述目的的基本技術(shù)路線為1.篩選適當(dāng)?shù)暮Y選用菌株利用工業(yè)上已經(jīng)采用的乙醇發(fā)酵生產(chǎn)菌株，與糖化酶工業(yè)生產(chǎn)菌株偶聯(lián)，獲得適當(dāng)?shù)木辍?br> 2.培養(yǎng)篩選用微生物菌株到適當(dāng)?shù)臐舛?。采用的方法包括常?guī)的微生物搖瓶發(fā)酵法和試管培養(yǎng)法等。
3.將培養(yǎng)到適當(dāng)濃度的菌種接種到粉碎的甘薯漿內(nèi)，常溫或者37度發(fā)酵培養(yǎng)適當(dāng)時(shí)間。
4.利用分光光度計(jì)法測(cè)定發(fā)酵液中酒精含量，測(cè)定不同發(fā)酵時(shí)間的乙醇含量。
發(fā)明效果用15種甘薯品種的勻漿做培養(yǎng)基，將粟酒裂殖酵母在其內(nèi)培養(yǎng)，用何彥林等介紹的測(cè)定乙醇含量的方法對(duì)乙醇量進(jìn)行測(cè)定。何彥林等用《分光光度法測(cè)定血液制品生產(chǎn)過程中的乙醇含量》，是目前測(cè)定乙醇含量的最為簡(jiǎn)便快速的方法。我們用與其相同的原理，對(duì)該法進(jìn)行了適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)。在480nm下對(duì)鹽酸、曙紅、乙酸乙酯和待檢測(cè)的樣品的混合物進(jìn)行OD檢測(cè)，測(cè)定了15種不同甘薯樣品培養(yǎng)物中的酒精含量，發(fā)現(xiàn)有6種甘薯品種在相同的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)乙醇量較高。對(duì)這6種品種再次進(jìn)行試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)它們產(chǎn)乙醇量達(dá)到最大值是在相同的培養(yǎng)時(shí)間內(nèi)。該法可在較短的時(shí)間周期，較低的成本投入下快速篩選到高產(chǎn)生物能源酒精的作物品種。
權(quán)利要求
1.一種以微生物篩選高產(chǎn)燃料乙醇的甘薯新品種的方法，微生物主要是粟酒裂殖酵母、釀酒酵母等真菌和運(yùn)動(dòng)發(fā)酵單孢菌等細(xì)菌。
2.一種與微生物發(fā)酵偶聯(lián)的利用分光光度計(jì)快速測(cè)定發(fā)酵液中乙醇含量的方法，其特征是含有乙酸乙酯等有機(jī)溶劑和曙紅等染料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用微生物結(jié)合分光光度計(jì)方法快速篩選高產(chǎn)燃料乙醇的甘薯品種的方法。特別的，本發(fā)明涉及包括利用粟酒裂殖酵母、釀酒酵母等真菌和運(yùn)動(dòng)發(fā)酵單孢菌等細(xì)菌結(jié)合分光光度計(jì)方法篩選甘薯品種的方法。
文檔編號(hào)A01H15/00GK1795717SQ20041008161
公開日2006年7月5日 申請(qǐng)日期2004年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月27日
發(fā)明者謝建平, 胡昌華, 申嚴(yán)杰, 張啟堂 申請(qǐng)人:西南師范大學(xué)