专利名称：一种利用微生物筛选高产燃料乙醇的甘薯品种的方法
技术领域：
本发明属于工业微生物和能源植物领域，涉及一种利用微生物筛选高产燃料乙醇的甘薯品种的方法。
背景技术：
随着全球经济一体化进程的加快，世界能源市场的竞争日趋激烈，能源的争夺已成为当今世界矛盾的焦点之一。随着我国经济的发展速度加快，石油化工工业高速发展，同时我国正在成为汽车的生产、消费大国，石油的消耗量猛增。为确保国民经济发展的需要，确保国家的石油安全，我国从1993年开始大量进口石油，作为石油净进口国，现在的石油进口量占到世界第二位。现在，我国的石油年生产能力达到1.6亿吨，原定到2005年石油进口量达到1亿吨，而这个数字在2004年就已被突破。预计我国在2010年的石油进口量将达到1.2亿吨到1.3亿吨，到2020年将达到2.3亿吨。有资料显示，1973年第一次石油危机爆发，石油在世界能源消费中的比重达到47.4％，之后，各国相继采取措施加速替代能源和新能源的开发，以减少对石油的依赖，到2003年，石油在世界能源消费中已经下降到37.3％。
乙醇，俗称酒精，可以用玉米、甘蔗、小麦、薯类、糖蜜等原料，经发酵、蒸馏而制成。燃料乙醇是通过对乙醇进一步脱水、再加上适量变性剂而制成的。经适当加工，燃料乙醇可以制成乙醇汽油、乙醇柴油、乙醇润滑油等用途广泛的工业燃料。发展燃料乙醇，既可以缓解我国当前的石油资源短缺状况，又能增加汽油的含氧量，减少污染物的排放。如果我国的汽车能使用10％的乙醇汽油，即可以每年减少石油消耗数千万吨。有效地推动农业产业化进程。燃料乙醇产业的发展，为甘薯、玉米等非主要口粮的加工转化开辟了一条稳定的渠道，形成了“增产——消费——刺激再生产”的良性循环，有效地延长了农业的产业链条。由于乙醇的生产和提取与其所用的原料作物的品质无关，这就为农作物实现工厂化生产创造了条件。燃料乙醇创造了巨大的经济价值、社会价值和生态价值。燃料乙醇是一种“地下长出来的绿色清洁能源”。目前，生产乙醇的企业的产出效益虽然还不十分显著，但是它在工农两大产业之间搭起了一座融合发展的桥梁，既为提供原料的农业创造可观的经济效益，也为能源行业的发展提供了可靠的补充渠道。以乙醇的生产和开发为核心的产业集群不仅带来了多方面的社会效益，更带来了巨大的生态效益。燃料乙醇推广是国家战略性能源结构调整的重要举措，是一个能源消费大国实施能源结构多元化的战略抉择。在我国石油消费不断增长的情况下，发展燃料乙醇对国家能源安全具有重要意义。
巴西和美国都已把燃料乙醇大量用于汽车燃料。1973年第一次石油危机后，巴西政府制定了“国家酒精计划”，利用该国丰富的甘蔗资源生产乙醇代替进口汽油，1975年产量约60万kL，到1995年1200万kL，增加了20倍。全国近1/3的车辆直接使用乙醇或使用掺有22％无水乙醇的汽油。美国每年的燃料乙醇产量也很大(1995年年产量550万kL)，其中90％用于汽车燃料；1999年，美国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。同时大力开发低成本生产技术，目前28美分/L的成本希望到2015年降到18美分/L。
我国政府在“十五”计划中也决定发展燃料乙醇产业。2001年国家计委颁布了《乙醇汽油、乙醇燃料使用标准》，并于2003年1月1日起开始实施。其目的主要是①利用过剩玉米，同时增加农民收入；②代替MTBE掺入汽油，减少环境污染，提高汽油的辛烷值；③代替汽油，减少石油进口。目前，吉林、山东、河南等地已建成试点项目。吉林省从2003年10月17日开始在全省范围内销售乙醇汽油，现已将1400个加油站改造为乙醇汽油加油站。该项目每年为吉林省节约粮食储备费用200亿元，河南郑州和南阳等地从2002年开始全部销售乙醇汽油。
甘薯是悬花科植物，又称地瓜、白薯、红薯等。中国是甘薯栽培生产最多的国家，日本和美国也有栽培。甘薯与水稻、玉米同属高产作物，甘薯食用部分为块茎。鲜甘薯含水约60-80％，含淀粉10-30％，含糖约5％，含有少量油脂、纤维素和灰分等。鲜甘薯的淀粉加工性能好，价格较其他作物相比具有一定优势，存储技术是甘薯进一步加工开发利用的瓶颈。
利用甘薯生产燃料乙醇是开拓其工业化应用的一个重要方向，也是实现西部可持续发展、解决三农问题，振兴农业的一条出路。利用微生物筛选高产燃料乙醇的甘薯品种具有特别的意义。国外一些研究机构比较过一些包括甘薯在内的作物发酵法生产酒精的收率。但是，利用微生物筛选高产燃料乙醇的高产甘薯品种尚缺乏有效的方法报道。
发明内容
本发明的目的在于提供利用微生物快速筛选高产乙醇的甘薯品种的方法，同时还提供一种偶联分光光度计法快速测定微生物发酵产物中乙醇含量的方便、简单易行、低成本的方法。
实现上述目的的基本技术路线为1.筛选适当的筛选用菌株利用工业上已经采用的乙醇发酵生产菌株，与糖化酶工业生产菌株偶联，获得适当的菌株。
2.培养筛选用微生物菌株到适当的浓度。采用的方法包括常规的微生物摇瓶发酵法和试管培养法等。
3.将培养到适当浓度的菌种接种到粉碎的甘薯浆内，常温或者37度发酵培养适当时间。
4.利用分光光度计法测定发酵液中酒精含量，测定不同发酵时间的乙醇含量。
发明效果用15种甘薯品种的匀浆做培养基，将粟酒裂殖酵母在其内培养，用何彦林等介绍的测定乙醇含量的方法对乙醇量进行测定。何彦林等用《分光光度法测定血液制品生产过程中的乙醇含量》，是目前测定乙醇含量的最为简便快速的方法。我们用与其相同的原理，对该法进行了适当的改进。在480nm下对盐酸、曙红、乙酸乙酯和待检测的样品的混合物进行OD检测，测定了15种不同甘薯样品培养物中的酒精含量，发现有6种甘薯品种在相同的时间内产乙醇量较高。对这6种品种再次进行试验，发现它们产乙醇量达到最大值是在相同的培养时间内。该法可在较短的时间周期，较低的成本投入下快速筛选到高产生物能源酒精的作物品种。
权利要求
1.一种以微生物筛选高产燃料乙醇的甘薯新品种的方法，微生物主要是粟酒裂殖酵母、酿酒酵母等真菌和运动发酵单孢菌等细菌。
2.一种与微生物发酵偶联的利用分光光度计快速测定发酵液中乙醇含量的方法，其特征是含有乙酸乙酯等有机溶剂和曙红等染料。
全文摘要
本发明涉及一种利用微生物结合分光光度计方法快速筛选高产燃料乙醇的甘薯品种的方法。特别的，本发明涉及包括利用粟酒裂殖酵母、酿酒酵母等真菌和运动发酵单孢菌等细菌结合分光光度计方法筛选甘薯品种的方法。
文档编号A01H15/00GK1795717SQ20041008161
公开日2006年7月5日 申请日期2004年12月27日 优先权日2004年12月27日
发明者谢建平, 胡昌华, 申严杰, 张启堂 申请人:西南师范大学