第33卷第4期湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)Vol.33 No.42007年8月Journal of Hunan Agricultural University (Natural Sciences)Aug 2007文章編號: 1007-1032(2007)04-0480-06燃料乙醇發(fā)酵技術(shù)研究進(jìn)展蘇小軍"，熊興耀，譚興和"，劉明月‘(湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)a.園藝園林學(xué)院;b.食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院,湖南長沙410128)摘要:世界能源安全正面臨挑戰(zhàn).清潔的可再生能源生物質(zhì)燃料乙醇的發(fā)展越來越被重視.從生產(chǎn)原料、酶與微生物、技術(shù)和工藝等方面, 概述了燃料乙醇發(fā)酵技術(shù)的研究進(jìn)展,并展望了今后的研究方向，關(guān)鍵詞:能源;燃料乙醇;發(fā)酵中圖分類號: S216文獻(xiàn)標(biāo)識碼: AReview on fermentation technology for production of fuel ethanolSU Xiao-jun* , XIONG Xing-yaol* , TAN Xing-he' , LIU Ming yue*(a. Collge of Horticulture and Landscape; b. Collge of Food Science and Technology, HNAU, Changsha 410128,ChinaAbstract: With the challenge facing world's energy security , growing atention has been devoted to the conversion of! fuelsstate of fuel ethanol fermentation including biomass resources , enzymes , microorganisms and technology was given.The perspective about this field was also discussed.Key words: energy ; fuel ethanol ; fermentation能源是經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的基本動(dòng)力.過去50料乙醇是生物質(zhì)能中最主要的能源之一，也稱燃料年里，盡管煤、石油和天然氣的應(yīng)用大大推動(dòng)了世酒精.它是一種清潔的可再生能源, 在整個(gè)生產(chǎn)和界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人類社會(huì)的進(jìn)步,但這些化石能源使用循環(huán)中,可以實(shí)現(xiàn)CO2的自身平衡, 不增加溫都不可再生,無法實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展.按照已探明的室氣體的排放.燃料乙醇不僅可直接用作燃料,而儲(chǔ)備量和開采速度推算,全球石油的平穩(wěn)供應(yīng)只能且還可廣泛應(yīng)用于電力、醫(yī)療、化工等領(lǐng)域.作為維持將近50年, 天然氣不足100年,煤炭不足200新的替代能源,燃料乙醇的研究和應(yīng)用已被許多國年".也就是說,地球上的化石能源資源在不遠(yuǎn)的家擺到了重要的戰(zhàn)略地位將來就會(huì)被耗盡，全球能源安全正面臨嚴(yán)峻挑燃料乙醇是以生物質(zhì)為原料, 通過發(fā)酵、蒸餾、戰(zhàn).同時(shí),化石能源的使用對環(huán)境污染和全球氣候脫水得以制成.近年來，由于燃料乙醇產(chǎn)業(yè)的形成的影響日趨嚴(yán)重,伴隨著能源消耗的不斷增加,全和發(fā)展,其生產(chǎn)技術(shù)與工藝的研究和改進(jìn)受到了高球環(huán)境污染物的排放量逐年加大.度重視,形成了一個(gè)比較成熟的體系，在能源、環(huán)生物質(zhì)能是以生物質(zhì)為載體的能量,即蘊(yùn)藏在保和農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用生物質(zhì)中的能量,是綠色植物通過葉綠素將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能而貯藏在生物質(zhì)內(nèi)部的能量形式.燃1生物質(zhì)原料燃料乙醇生產(chǎn)的生物質(zhì)原料主要包括3大類收稿日期: 2007-03-14基金項(xiàng)目:湖南省"十-五"科技計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目(2006第1類是糖質(zhì)原料,包括甘蔗、甜高粱等;第2類NK2006)是淀粉質(zhì)原料,包括薯類、谷物等;第3類是纖維作者簡介:蘇小軍(1975-)， 男，湖南永州人,博土研類原料，包括蘆葦、苧麻桿、秸稈和稻殼等.糖可究生,主要從事燃料乙醇生產(chǎn)技術(shù)的研究. *通訊作者:經(jīng)微生物發(fā)酵中國煤化工纖維素則需xiongxingyao@ 126.com.先水解為可發(fā)MHCNMHG為乙醇..第33卷第4期蘇小軍等燃料乙醇 發(fā)酵技術(shù)研究進(jìn)展481利用糖質(zhì)和淀粉質(zhì)原料生產(chǎn)燃料乙醇已有多結(jié)合域組成,后者為前者的水解產(chǎn)物,缺失淀粉結(jié)年的歷史.美國于2006年首次超越巴西成為全球合域[5].GAI和GAII對可溶解淀粉具有相同的催最大的燃料乙醇生產(chǎn)國.年產(chǎn)量達(dá) 1 460萬t.目前化水解能力.由于缺乏淀粉結(jié)合域, GAII對不可主要以玉米為原料.巴西為世界第二大燃料乙醇生溶解淀粉的水解能力比GAI要弱得多.由于具有產(chǎn)國,20世紀(jì)70年代就開始研發(fā)燃料乙醇.主要.與生淀粉親和的功能部位,糖化酶能直接水解淀粉以甘蔗為原料.法國和德國是歐盟中燃料乙醇產(chǎn)量分子生成葡萄糖,其水解速率與能否被生淀粉分子最多的國家.谷物、薯類和甜菜均為其生產(chǎn)原料.中吸附和吸附強(qiáng)度有關(guān).淀粉酶可分為4大類:內(nèi)切國從20世紀(jì)末期開始由政府組織研究和開發(fā)燃料酶、外切酶、脫枝酶和轉(zhuǎn)移酶6] .通常情況下,淀乙醇.現(xiàn)階段主要以玉米和小麥為原料.為了保證粉酶也存在吸附淀粉和不吸附淀粉兩種類型.前者國家的糧食安全和滿足燃料乙醇產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步發(fā)展具有水解淀粉的能力， 后者則不具備,但也有研究的需求,薯類、甜高粱、甘蔗等替代原料正得以迅發(fā)現(xiàn),一些微生物所產(chǎn)生的淀粉酶不吸附淀粉,但速發(fā)展對生淀粉卻有很強(qiáng)的水解能力71.纖維類原料來源極為豐富,全球每年僅陸生植纖維素類原料為一類結(jié)構(gòu)復(fù)雜的高分子聚合物就可產(chǎn)纖維素約5x101t[2],因此,利用纖維素生.物,被酶水解很困難，效率較低.纖維素酶是由多產(chǎn)燃料乙醇具有很大的潛力.由于纖維素類物質(zhì)結(jié)種酶所構(gòu)成的多組分酶系,包括外切酶、內(nèi)切酶、構(gòu)非常復(fù)雜,水解難度大,通常需經(jīng)過-些預(yù)處理,纖維二糖酶及其他輔酶，它們協(xié)同作用,將纖維素如酸處理、堿處理、微波處理、蒸汽爆破處理等，水解為單糖.產(chǎn)纖維素酶的細(xì)菌有梭菌、纖維單胞才能被有效地降解為可發(fā)酵性糖.由于這些預(yù)處理菌、桿菌等,真菌有白絹菌、白腐真菌等.纖維素成本高，廢水處理壓力大,再加上存在原料比較分酶的水解機(jī)制存在兩種假說:-種認(rèn)為，首先由內(nèi)散，體積大,運(yùn)輸、貯藏費(fèi)用高等問題,使得以纖切酶在非結(jié)晶區(qū)進(jìn)行切割,產(chǎn)生新的末端,然后再維素為原料生產(chǎn)燃料乙醇的研究仍處于試驗(yàn)階段，由外切酶以纖維二糖為單位進(jìn)行水解,最后由纖維離商業(yè)化生產(chǎn)還有-段距離31.二糖酶將纖維二糖水解為葡萄糖;另一種認(rèn)為,首先由外切酶水解纖維素為不溶性纖維素、可溶性纖2酶與微生物維糊精和纖維二糖, 然后再由內(nèi)切酶水解纖維糊燃料乙醇的生成是一個(gè)生物與化學(xué)反應(yīng)的過精成纖維二糖,最后由纖維二糖酶將纖維二糖水程,可分為兩部分:-部分為有機(jī)底物,如纖維素、解為葡萄糖!3] .淀粉等,被纖維素酶、淀粉酶、糖化酶等水解為可產(chǎn)乙醇的微生物有細(xì)菌(如Clostridium發(fā)酵性糖的過程,另-部分為可發(fā)酵性糖被微生物sporogenes)、真菌(如Monilia sp)和酵母菌(如27817-轉(zhuǎn)化為乙醇和二氧化碳的過程.與整 個(gè)過程相關(guān)的Saccharomyces cerevisiae) ,但應(yīng)用最普遍的還是酵酶與微生物也可相應(yīng)地被分成兩部分: -部分為負(fù)母菌,尤其是釀酒酵母41.釀酒酵母是傳統(tǒng)的乙醇責(zé)水解糖化的纖維素酶、淀粉酶和糖化酶等及微生生產(chǎn)菌株,具有良好的工業(yè)生產(chǎn)性狀.釀酒酵母基物;另一部分為負(fù)責(zé)將可發(fā)酵性糖轉(zhuǎn)化為乙醇的微因全序列已被測定,其遺傳操作等技術(shù)已基本成熟，如利用其構(gòu)建可利用木糖的工程菌株,構(gòu)建能淀粉質(zhì)原料的水解相對來說比較容易,根霉、直接利用淀粉的工程菌株等.除釀酒酵母外,兼性曲霉、枯草芽胞桿菌等所產(chǎn)生的酶系統(tǒng)均能有效厭氧細(xì)菌運(yùn)動(dòng)發(fā)酵單胞菌是另一個(gè)主要研究和開地將淀粉水解為單糖.許多酵母菌，如Candida發(fā)的對象.與酵母菌相比,其具有吸收糖率高、產(chǎn)tsukubaensis CBS 6389 ，F(xiàn)ilobasisium capsuligenum生物量少、耐乙醇能力強(qiáng)、發(fā)酵時(shí)無需控制加氧、等也能產(chǎn)生淀粉酶和糖化酶|4| .糖化酶-般由催化耐高滲透壓、易于基因操作等優(yōu)點(diǎn).但也有不足之域、連接域和結(jié)合域組成.黑曲霉糖化酶又分為處,如不能轉(zhuǎn)1中國煤化工維素等;產(chǎn)GA I和GAII兩種類型，前者由催化域、連接域和fYHCNMHG.482湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)2007年8月生山梨醇、甘油、乙醛、乙酸等副產(chǎn)物;產(chǎn)生胞外適溫度高于50C,而發(fā)酵的理想溫度低于40C果聚糖.工程細(xì)菌在燃料乙醇生產(chǎn)的研究和應(yīng)用方為了解決這一矛盾,研究者們提出了非等溫同步糖面取得了很大的進(jìn)展,其中利用基因工程的方法來化發(fā)酵法.但也有研究表明,非等溫同步糖化發(fā)酵改造運(yùn)動(dòng)發(fā)酵單胞菌、大腸埃希氏菌、產(chǎn)酸克雷伯法并不能提高乙醇產(chǎn)率.另外,選育耐熱酵母菌也氏菌等是目前的研究熱點(diǎn),如構(gòu)建運(yùn)動(dòng)發(fā)酵單胞工是解決此矛盾的一條途徑.程菌代謝樹膠醛醣和木糖,利用基因工程大腸埃希3.2生料發(fā)酵氏菌同時(shí)轉(zhuǎn)化葡萄糖和木糖,構(gòu)建產(chǎn)酸克雷伯氏工生料發(fā)酵是指原料不經(jīng)蒸煮而直接進(jìn)行糖化、程菌發(fā)酵纖維二糖等.發(fā)酵.與傳統(tǒng)的方法相比,生料發(fā)酵省去了高溫蒸煮工藝,具有降低能耗、提高乙醇產(chǎn)率、簡化操作3技術(shù)和工藝工序、便于工業(yè)化生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)[13])3.1同步 糖化發(fā)酵生料發(fā)酵的關(guān)鍵是生淀粉的水解糖化.這與淀傳統(tǒng)的乙醇生產(chǎn)工藝都是先糖化后發(fā)酵.同步粉的類型及淀粉酶、糖化酶的來源密切相關(guān).根據(jù)糖化發(fā)酵法則采用邊糖化邊發(fā)酵原理,即原料不經(jīng):被酶水解為葡萄糖的難易程度,淀粉質(zhì)原料可分成預(yù)先糖化,直接進(jìn)入發(fā)酵，糖化和發(fā)酵在一個(gè)反應(yīng)3大類:第1類是容易被水解的，如蠟質(zhì)玉米;第2器中同時(shí)進(jìn)行.發(fā)酵液中可發(fā)酵性糖的含量始終保類是較容易被水解的, 如普通的玉米、大麥和木薯;持在較低水平.發(fā)酵過程比較平穩(wěn).同步糖化發(fā)酵第3類是不容易被水解的,如馬鈴薯41 .生淀粉的法既免去了糖化工序,又削減了水解產(chǎn)物對糖化酶水解難易程度與酶的來源有關(guān).因此,不同類型原的反饋抑制，也降低了高濃度糖底物對酵母菌的抑料生淀粉糖化的關(guān)鍵是篩選出適合其本身的酶或制作用,因而使得乙醇產(chǎn)率較高'8]產(chǎn)酶的微生物.Mamo等15]從嗜熱芽胞桿菌中純化同步糖化發(fā)酵法可分為兩種類型. -是酶糖化出了兩種淀粉酶,淀粉酶I和淀粉酶I , 在1 U/mg與微生物發(fā)酵同步進(jìn)行, 如,Zhu等!以水稻秸稈為的酶量條件下,兩者對馬鈴薯生料的水解率分別為原料,采用纖維素酶與酵母菌共培養(yǎng)的方式進(jìn)行同77%和82%，而對玉米生料的水解率分別為44%和步糖化發(fā)酵,可使乙醇的最終質(zhì)量濃度達(dá)25.8 g/L ,37% . Omemu等|16)從土壤中篩選出了一株黑曲霉，轉(zhuǎn)化率達(dá)57.5% ;張德強(qiáng)等10以綠色木霉纖維素酶其產(chǎn)生的淀粉酶能夠水解多數(shù)淀粉質(zhì)塊莖,如馬鈴和釀酒酵母同步糖化發(fā)酵經(jīng)汽爆處理后的毛白楊薯、木薯、紅薯等，其中以對木薯生淀粉的水解能木粉,乙醇的轉(zhuǎn)化率高達(dá)86% ,比分步糖化發(fā)酵法力最強(qiáng).此外,培養(yǎng)條件也影響酶的產(chǎn)生和作用效提高了1.6倍.二是糖化與發(fā)酵均采用微生物且同步果，如甘蔗渣培養(yǎng)基對黑曲霉生淀粉水解酶的誘導(dǎo)進(jìn)行.Verma等""以具有水解淀粉功能的酵母菌和作用就大大強(qiáng)于普通的可溶性淀粉培養(yǎng)基[17].另釀酒酵母及擬內(nèi)胞霉菌和釀酒酵母同步糖化發(fā)酵外，通過一些物理、 化學(xué)、基因工程的方法，也可淀粉，可使乙醇的轉(zhuǎn)化率達(dá)93%，比同等條件下單獲得較理想的生產(chǎn)菌株菌種的培養(yǎng)和利用糖化酶、淀粉酶處理的傳統(tǒng)兩步生料發(fā)酵是-個(gè)復(fù)雜的生物與化學(xué)過程,常采用同步糖化發(fā)酵工藝,受多種因素的影響.研究表法均要高除了能夠提高乙醇的產(chǎn)率外,同步糖化發(fā)酵法明,對發(fā)酵液最終乙醇濃度的影響因素由大到小依還可縮短發(fā)酵周期.Montesinos 等"2]以小麥為原料，次為原料種類、淀粉濃度、介質(zhì)的pH值、發(fā)酵菌比較了先糖化6 h再進(jìn)行同步糖化發(fā)酵、先糖化后劑加量;對原料乙醇產(chǎn)生率的影響因素由大到小依發(fā)酵和直接同步糖化發(fā)酵3種生產(chǎn)乙醇的方法,結(jié)次為原料種類、介質(zhì)的pH值、發(fā)酵菌劑的加量、淀粉濃度181.果表明，直接同步糖化發(fā)酵法生產(chǎn)周期最短同步糖化發(fā)酵法存在的一個(gè)主要問題就是糖3.3固定化中國煤化工化和發(fā)酵的最適溫度不一致. -般來說,糖化的最傳統(tǒng)的乙YHCNMHG發(fā)酵.細(xì)胞.第33卷第4期蘇小軍等燃料乙醇 發(fā)酵技術(shù)研究進(jìn)展483隨發(fā)酵液不斷流走,造成發(fā)酵罐中細(xì)胞的濃度不夠時(shí),它會(huì)對微生物產(chǎn)生毒害作用,表現(xiàn)為抑制其生大，乙醇產(chǎn)生速度慢,發(fā)酵時(shí)間長,且所用發(fā)酵罐長、存活、發(fā)酵等.以酵母菌為例,一般情況下多,設(shè)備利用率不高.采用固定化細(xì)胞發(fā)酵,細(xì)胞當(dāng)發(fā)酵液中的乙醇體積分?jǐn)?shù)達(dá)到23%時(shí),酵母細(xì)胞可連續(xù)使用,發(fā)酵罐中的細(xì)胞濃度始終保持很大，不再生長，也不產(chǎn)生乙醇;只有當(dāng)乙醇體積分?jǐn)?shù)低乙醇產(chǎn)生速度快,產(chǎn)量也高.田沈等[19]以海藻酸鈣于3.8%時(shí),它對酵母菌的抑制作用才可忽略不為包埋介質(zhì),固定化運(yùn)動(dòng)發(fā)酵單胞菌,在10%葡萄計(jì).不同微生物對一定濃度的乙醇有不同的耐受能糖培養(yǎng)基中多批次半連續(xù)發(fā)酵，可在8 h內(nèi)使乙醇力,因此,要實(shí)現(xiàn)高濃度乙醇發(fā)酵，首先需獲得高產(chǎn)率系數(shù)達(dá)0.50,乙醇產(chǎn)率達(dá)理論值的98%,而同產(chǎn)和高乙醇耐受力的生產(chǎn)菌株.劉建軍等123)從土等條件下游離細(xì)胞的乙醇產(chǎn)率僅為理論值的88.2%壤、黃酒酒醅等樣品中分離篩選出產(chǎn)乙醇酵母,再(產(chǎn)率系數(shù)0.45) .Kobayashi等I20)以海藻酸鈣凝膠為經(jīng)熱沖擊、紫外線和?射線照射處理，最后獲得一載體,固定化可分泌淀粉酶的基因重組酵母菌,通株高產(chǎn)乙醇酵母菌，以玉米淀粉為原料, 32 °C發(fā)過對淀粉直接發(fā)酵過程中的細(xì)胞生長、淀粉降解、酵60~68h ,可產(chǎn)乙醇17.5%以上,菌種對乙醇的耐葡萄糖積累、乙醇產(chǎn)生和糖化酶合成進(jìn)行測定,并受度超過20%利用數(shù)學(xué)模型進(jìn)行分析.結(jié)果表明,細(xì)胞固定法培除了與酵母菌耐受乙醇的能力有關(guān)外,高濃度.養(yǎng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于細(xì)胞游離法培養(yǎng), 前者乙醇的產(chǎn)率為后乙醇的生產(chǎn)還與發(fā)酵過程中細(xì)胞所處的外部環(huán)境者的10倍為進(jìn)一步提高乙醇產(chǎn)率, 研究者們又提出了同和工藝密切相關(guān).由于高濃度乙醇發(fā)酵存在的主要步糖化發(fā)酵與固定化相結(jié)合的混合發(fā)酵法,包括糖問題是產(chǎn)物抑制、高滲透壓和營養(yǎng)不足,因此培養(yǎng)化酶與產(chǎn)乙醇微生物的共固定化、纖維素酶與產(chǎn)乙基的成分、糖的濃度、發(fā)酵溫度、乙醇濃度等都是醇微生物的共固定化、糖化菌與產(chǎn)乙醇微生物的共影響其發(fā)酵時(shí)間和效率的重要因素. Reddy等l24|往固定化等.如, Fuji等121以纖維素為載體，共固定.高濃度乙醇發(fā)酵(含糖30%~40%)基質(zhì)中添加4%~泡盛曲霉和巴斯德酵母菌進(jìn)行同步糖化發(fā)酵,獲得6%的扁豆粉,結(jié)果乙醇的產(chǎn)量增加了50%,同時(shí)副的乙醇最大質(zhì)量濃度可達(dá)25.5 g/L，并且這個(gè)共固定產(chǎn)物甘油的產(chǎn)量也大大降低.他們認(rèn)為扁豆粉不僅化體系可重復(fù)使用3次，最終產(chǎn)生的乙醇質(zhì)量濃度供給了酵母菌營養(yǎng),而且其內(nèi)含的物理和化學(xué)因子對于降低高滲透壓可能也發(fā)揮了重要作用，達(dá)66 g/L.3.4 高濃度發(fā)酵4展望高濃度乙醇發(fā)酵目前尚未有統(tǒng)-的定義.現(xiàn)階能源、環(huán)境和“三農(nóng)”問題是長期困擾中國經(jīng)濟(jì)段,乙醇生產(chǎn)企業(yè)淀粉質(zhì)原料糖化液中可溶性固型社會(huì)發(fā)展的3大重要問題.發(fā)展燃料乙醇產(chǎn)業(yè)不僅物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)多為20%~25%，因此有人將高濃度.有助于保證中國能源供應(yīng)安全,改善生態(tài)環(huán)境,而乙醇發(fā)酵定義為，每1 L發(fā)酵液中含有30%或更高可且還能拓寬農(nóng)業(yè)服務(wù)領(lǐng)域,為農(nóng)民增收開辟新途溶性固型物的乙醇發(fā)酵/221. -般情況下,企業(yè)通過徑,因此"十一五”期間，進(jìn)一步發(fā)展燃料乙醇產(chǎn)業(yè),發(fā)酵法所獲得的乙醇體積分?jǐn)?shù)為8% ~ 12% , 而高濃對于構(gòu)建中國能源安全新體系和促進(jìn)社會(huì)和諧發(fā)度發(fā)酵可使乙醇的體積分?jǐn)?shù)達(dá)到18%以上.高濃度展，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和戰(zhàn)略意義.按照《變性乙醇發(fā)酵具有節(jié)約用水、提高單位設(shè)備的生產(chǎn)率、燃料乙醇及車用乙醇汽油“十-五”發(fā)展專項(xiàng)規(guī)劃》，降低能耗、減少環(huán)境污染等優(yōu)點(diǎn),是一種有很大應(yīng)“十-五"期間,中國將生產(chǎn)燃料乙醇500萬t,到2020用價(jià)值的乙醇發(fā)酵技術(shù).國內(nèi)外對高濃度乙醇發(fā)酵年,生產(chǎn)燃料乙醇1 500萬t. 目前,我國燃料乙醇的研究主要集中在兩個(gè)方面:-是高產(chǎn)和高耐受力的產(chǎn)能還不到200萬t.因此,未來燃料乙醇產(chǎn)業(yè)在菌種的選育;二是發(fā)酵工藝條件的研究中國有巨大的中國煤化工乙醇是微生物的代謝產(chǎn)物,當(dāng)累積到一定濃度原料問題MHCN MH G展所需要解.484湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)2007年8月決的首要問題.由于受多種因素限制,纖維素燃料燃料酒精研究進(jìn)展[] .化學(xué)與生物工程,2003(5) :5-11.乙醇目前還難以產(chǎn)業(yè)化,糖質(zhì)和淀粉質(zhì)仍是生產(chǎn)的4] Yan Lin，Shuzo Tanaka . Ethanol fermentation frombiomass resources : Current state and prospects[J] . Appl主要原料來源.“十五"期間,中國主要以玉米、小Microbiol Biotechnol , 2006，69 : 627-642 .麥等為原料生產(chǎn)燃料乙醇.為了保障糧食安全, 中[5] Catherine AG Comett , Tsuei Yun Fang , PeterJ, etal .國燃料乙醇的進(jìn)一步發(fā)展需要建立新的原料體Starch-binding domain shufling in Aspergillus nigerglucoamylase[] . Protein Engineering ,2003 ,16(7) :521-系.薯類、甜高粱、甘蔗等經(jīng)濟(jì)作物將是構(gòu)成這一529體系的主體部分.因此，下一階段的研究重點(diǎn)應(yīng)是van der Maarel MJEC，van der Veen B . Uitdehaag J C如何實(shí)現(xiàn)這些經(jīng)濟(jì)作物的高效大規(guī)模生產(chǎn),并將其M ,et al . Properties and applications of starch-converting所蘊(yùn)藏的能量高效地轉(zhuǎn)化為燃料乙醇.enzymes of a-amylase family[J] . Jourmal of Biotechnology2002 , 94: 137-155目前,燃料乙醇的生產(chǎn)還存在成本偏高、能耗7] Lynn M Hamilton，Catherine T Kelly ，Willian M較大的問題,因此,有關(guān)燃料乙醇生產(chǎn)的研究也主Fogarty . Raw starch degradation by non-raw starch-要集中在這兩方面.原料成本是影響總成本的主要adsorbing bacterial alpha amylase of Bacillus sp . IDM因素,所以對燃料乙醇生產(chǎn)的原料進(jìn)行比選很重434[J] . Carbohydrate Research，1998 , 314 : 251-257 .要.有研究表明,與玉米和小麥相比,無論是原料8] 劉振,王金鵬,張立峰，等.木薯干原料同步糖化發(fā)酵生產(chǎn)乙醇[] .過程工程學(xué)報(bào),2005 ,5(3) :353-356 .成本,還是單位面積燃料乙醇產(chǎn)量,薯類均處于優(yōu)9] Zhu Shengdong，Wu Yuanxin , Yu Ziniu, et al.勢地位125-261 .因此, 發(fā)酵技術(shù)的研究也應(yīng)更多地針Simultaneous saccharification and fermentation of對這類原料開展microwave/alkali pre-treated rice straw to ethanol[J] .Biosystems Engineering , 2005 , 92(2) : 229-235在生產(chǎn)工藝方面,同步糖化發(fā)酵法工藝簡單、[10]張德強(qiáng),張志毅,黃鎮(zhèn)亞.木質(zhì)纖維素-步法(SSF)建設(shè)投資少,可使燃料乙醇的生產(chǎn)成本降低20%以轉(zhuǎn)化成乙醇的研究II.毛 白楊爆破原料-步法轉(zhuǎn)化成上127-281 .該工藝的一個(gè)關(guān)鍵問題就是如何協(xié)調(diào)好糖乙醇的研究[].北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2000,22(6):化與發(fā)酵的最適溫度.由于免去了高溫蒸煮工藝,生料發(fā)酵法具有顯著的節(jié)能效應(yīng).該項(xiàng)技術(shù)目前已[11] Verma G，Poonam Nigam , Dalel Singh，et alBioconversion of starch to ethanol in a single-step引起了整個(gè)燃料乙醇業(yè)的極大關(guān)注.生料發(fā)酵的關(guān)process by coculture of amylolytic yeasts and Saccharomy鍵是生淀粉的水解糖化,因此生淀粉糖化酶、淀粉cerevisiae 21[J] . Bioresource Technology , 2000 , 72 :酶的分離純化、生淀粉糖化菌的選育、生淀粉基因261-266 .工程菌的構(gòu)建一直是人們研究的重點(diǎn).高濃度發(fā)酵[12] Thierry Montesinos ,Jean-Marie Navarro . Production ofalcohol from raw wheat flour by Amyloglucosidase and即可節(jié)約發(fā)酵過程中的能耗,又能減少下游工程蒸Saccharomyces cerevisiae[J] . Enzyme and Microbial餾的能耗,在一 定程度上有效地實(shí)現(xiàn)了節(jié)能. 因此,Technology , 2000，27 : 362-370 .只要解決好產(chǎn)物抑制、高滲透壓、營養(yǎng)不足等相關(guān)13] 鄒東恢,梁 敏,馬翠翠.生料釀酒技術(shù)的應(yīng)用與開問題,該項(xiàng)技術(shù)也將會(huì)展示出誘人的應(yīng)用前景.此發(fā)[D].釀酒科技, 2005(6): 61-64.14] Atsuo Kimura ,John F Robyt . Reaction of enzymes with外,多種發(fā)酵技術(shù)的結(jié)合使用可同時(shí)減少投資、縮starch granules : Kinetics and products of the reaction短發(fā)酵周期和提高乙醇產(chǎn)率,起到降低生產(chǎn)成本、with glucoamylase[J] . Carbohydrate Research , 1995減少能耗的作用，也是一個(gè)重要的發(fā)展方向277 : 87-107 .[15] Gashaw Mamo，Amare Gessesse 。Purification an參考文獻(xiàn):characterization of two raw-starch-digesting thermostablea-amylases from a thermophilic Baillus[J] .Enzyme and[1] 唐煉.世界能源供需現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J] .國際石油Microbial Technology，1999 , 25 : 433-438 .經(jīng)濟(jì), 2005 , 13(1): 30-33.[16] Omenu A M，Akpan 1 , Bankole M O,et al[2]李盛賢,賈樹彪,顧立文.利用纖維素原料生產(chǎn)燃料Hydrolysis of law tuber starches by amylase of酒精的研究進(jìn)展[] .釀酒, 2005 , 32(2): 13-16.Aspergillus中國煤化工oi[] . African[3]朱圣東,吳元欣，喻子牛,等.植物纖維素原料生產(chǎn)Journal of IYHCNMHG9-25..第33卷第4期蘇小軍等燃料乙醇 發(fā)酵技術(shù)研究進(jìn)展485[17] ABU EA ,ADO SA ,James D B .Raw starch degrading選育[].釀酒, 2003，30(1): 57-59.amylase production by mixed culture of Aspergilus24] Reddy L V A , Reddy O V S . 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