2009年8月農(nóng)機(jī)化研究第8期馬鈴薯原料全價(jià)性利用發(fā)酵生產(chǎn)燃料乙醇的探討劉士清,李永麗,孫傳伯(云南師范大學(xué)能源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院,昆明650092)搞要:淀粉質(zhì)原料用于發(fā)酵生產(chǎn)燃料乙醇過程中,如何提高產(chǎn)出乙醇量與投入單位質(zhì)量原料的比值率是亟待解決的難題。多年的研究經(jīng)驗(yàn)和本地區(qū)的資源調(diào)查表明:在淀粉質(zhì)原料發(fā)酵生產(chǎn)乙醇過程中,馬鈴薯總量的40%左右作為殘?jiān)鼇G棄,而這部分相對于秸稈是較容易利用的纖維;進(jìn)入發(fā)酵的60%也非全部用于轉(zhuǎn)化成乙醇,還需承擔(dān)構(gòu)成酵母菌體骨架等消耗。為此就這些問題進(jìn)行了討論,并提出了可供參考的全價(jià)性利用馬鈴薯的分析,以期能用殘?jiān)煞只匮a(bǔ),從而避免因酵母代謝中間物被抽走而減少了轉(zhuǎn)化乙醇的葡萄糖量關(guān)鍵詞:馬鈴薯;殘?jiān)?燃料乙醇;淀粉;纖維素;回補(bǔ)途徑中圖分類號:S216.2文獻(xiàn)標(biāo)識碼;A文章編號:1003-188X(2009)08-0196-00引言1已有的主要技術(shù)和措施云南省一直把馬鈴薯當(dāng)作促進(jìn)農(nóng)民(特別是貧困酒精發(fā)酵強(qiáng)度的高低一方面取決于酵母菌本身的山區(qū)群眾)增收的特色優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)來發(fā)展。全省馬鈴薯生長繁殖力、發(fā)酵力以及對發(fā)酵環(huán)境的耐受能力,另產(chǎn)業(yè)迅速向區(qū)域化和規(guī)模化轉(zhuǎn)變,從一年一季向正一方面也取決于工藝對影響酵母菌發(fā)酵因素的控制季、反季、菜用型和加工型轉(zhuǎn)變,一年四季種薯,求增具有了優(yōu)良的生產(chǎn)菌種,工藝條件的控制就顯得非常收轉(zhuǎn)變。據(jù)云南省2004年統(tǒng)計(jì),全省馬鈴薯種植面重要。一般認(rèn)為影響高效率酒精發(fā)酵的因素有葡萄積已達(dá)47×10hm2,總產(chǎn)量775×10′t。2005年春播糖濃度、乙醇濃度、酵母細(xì)胞密度及溶解氧濃度等4馬鈴薯超過37×10hm2,冬播12×103hm2,秋播不少方面。針對這些影響因素實(shí)行高效率發(fā)酵的條件于3×10hm2;現(xiàn)全省種植面積近60×10′hm2/a,是全一是葡萄糖濃度應(yīng)低于150g/L,否則糖對酵母菌的發(fā)國反季馬鈴薯種植最多的省份。除滇東部分區(qū)域的酵作用將會產(chǎn)生抑制;二是發(fā)酵液中的酵母細(xì)胞數(shù)應(yīng)主糧外,反季馬鈴薯是云南省最大的優(yōu)勢特色能為盡量提高以保證酒精發(fā)酵效率在高水平進(jìn)行;三是加工企業(yè)周年提供可用原料資源。同時(shí),可為燃料乙發(fā)酵液中的酒精濃度應(yīng)維持在30g/L以下,以減少酒醇生產(chǎn)打下豐富的可持續(xù)性資源基礎(chǔ)。精的抑制作用;四是定期供應(yīng)必要的少量氧氣,以保云南省屬能源輸入形省份,缺油、少氣且煤炭資證酵母的正常代謝作用。源貯量有限;鐵路和水路運(yùn)輸較少,貨運(yùn)主要依靠公高強(qiáng)度酒精發(fā)酵是解決間歇式發(fā)酵弊端的方法。路;西部和西南部與緬甸接壤南部與老撾和越南毗國內(nèi)外就高強(qiáng)度酒精發(fā)酵進(jìn)行了廣泛的研究多從分鄰。有針對性地研究發(fā)展燃料乙醇生產(chǎn),對云南省來析限制高效率(高強(qiáng)度)酒精發(fā)酵的因素著手創(chuàng)造各說更具戰(zhàn)略重要意義。研究發(fā)展以最具潛力的馬鈴種條件,以實(shí)現(xiàn)高效率酒精發(fā)酵。但應(yīng)該注意葡萄糖薯資源發(fā)酵生產(chǎn)燃料乙醇是解決馬鈴薯加工中廢棄濃度和發(fā)酵液中酒精濃度的數(shù)值按習(xí)慣表示葡萄糖物的有效方法和出路是解決旺產(chǎn)期農(nóng)產(chǎn)品積壓的有15%(w/V),酒精濃度約為3%(w/V),談不上是高強(qiáng)效手段,也是保障云南省馬鈴薯種植與加工產(chǎn)業(yè)鏈健度解決的方法。研究方法與措施如下。康運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)展的重要調(diào)節(jié)措施。雖然有了豐富的資源,1.1提高酵母密度但為避免浪費(fèi)提出馬鈴薯原料全價(jià)利用的新技術(shù)工在傳統(tǒng)間歇式酒精發(fā)酵醪液中酵母細(xì)胞數(shù)一般為藝,并加以論述右計(jì)應(yīng)的發(fā)酵強(qiáng)度也只有1.82.2中國煤化工50-68h。這種低酵收稿日期:2008-11-24CNMH(是必然的。提高酵基金項(xiàng)目:云南省自然科學(xué)基金(2007B049M)作者簡介:劉士清(1964-),男,云南江川人,副研究員,(E-mil)母密度的方法是保證酵母營養(yǎng)需求、增強(qiáng)酵母繁殖力和發(fā)酵力、固定化酵母發(fā)酵技術(shù)及酵母細(xì)胞分離回用2009年8月農(nóng)機(jī)化研究第8期技術(shù)(將隨發(fā)酵成熟醪流走的酵母細(xì)胞用一定的方法藝實(shí)行中,是以淀粉水解的葡萄糖液為基質(zhì)用于發(fā)酵從醪液中分離出來并返回到發(fā)酵系統(tǒng)中繼續(xù)進(jìn)行發(fā)生產(chǎn)酒精的(乙醇),存在原料到酒精的質(zhì)量分?jǐn)?shù)轉(zhuǎn)化酵,從而使酵母細(xì)胞密度提高)。這種形式的發(fā)酵系率值較低的問題。其原因:一是原料本身淀粉含量較統(tǒng)得到了廣泛的研究,并已有應(yīng)用于大生產(chǎn)的實(shí)例。低,有較多的非淀粉物;二是淀粉品質(zhì)中抗酶解和抗一種帶離心機(jī)的細(xì)胞回用發(fā)酵系統(tǒng),可使酵母細(xì)胞密消化的抗性淀粉比例較高,在發(fā)酵中不能被利用;三度增加。此技術(shù)的關(guān)鍵是酵母細(xì)胞的分離,離心機(jī)分是傳統(tǒng)的淀粉質(zhì)原料酒精發(fā)酵工藝均為游離酵母細(xì)離是常用的一種方法。近年來,膜分離技術(shù)的研究非胞帶渣發(fā)酵原料可能帶有的植物性對酵母有毒物在?；钴S,其中也涉及到酵母細(xì)胞的分離,但由于分離定程度上也影響了酵母菌的功能潛力;四是改進(jìn)的細(xì)胞而導(dǎo)致的設(shè)備投資和操作成本的增加是一個(gè)需固定化技術(shù)工藝要求除渣,渣中的可利用成分(包括要解決的問題。特別是所用的細(xì)胞分離回用設(shè)備昂非淀粉物和抗性淀粉)被隨之直接去除。也就是說,貴,并且是外增加補(bǔ)充類型。對于原料的這兩部分均是(或作為)殘?jiān)闯浞钟糜?.2優(yōu)化酵母菌發(fā)酵環(huán)境生產(chǎn)。發(fā)酵過程副產(chǎn)的大量酵母菌體也未作為原料以適當(dāng)增加溶解氧解決酵母菌是兼性厭氧微生加以充分利用。物,使酵母細(xì)胞產(chǎn)生更多的能量,細(xì)胞結(jié)構(gòu)物質(zhì)得以在正常情況下,酒精發(fā)酵需酵母菌體密度不少于合成和更新,細(xì)胞活力得以長久維持,既提高了菌體1×10°個(gè)細(xì)胞/mL發(fā)酵液,否則殘?zhí)呛芨?酒精濃度濃度,又增強(qiáng)了酵母生產(chǎn)乙醇的能力。應(yīng)用分離技術(shù)較低。獲得這些菌體細(xì)胞將耗損大量的葡萄糖,那么減少乙醇對酵母發(fā)酵的抑制作用。一般當(dāng)乙醇含量可用于發(fā)酵產(chǎn)乙醇的葡萄糖量也就大打折扣。當(dāng)今超過4%時(shí),酵母菌的出芽率明顯降低;高于12%時(shí),所有工藝方法均是不可避免地以犧牲產(chǎn)乙醇葡萄糖酵母生長就會受阻而不能繼續(xù)繁殖和產(chǎn)生乙醇。將而得到酵母菌體。同時(shí)在發(fā)酵過程中,要保持這樣菌真空發(fā)酵、萃取發(fā)酵以及膜分離技術(shù)應(yīng)用于髙效率酒體密度,由于新老更替產(chǎn)生許多老弱及死亡的菌體沉精發(fā)酵,使發(fā)酵醪中的乙醇迅速分離,醪液中的乙醇積在發(fā)酵生化反應(yīng)器底部,作為污泥大量排除,新菌濃度始終保持在較低水平,而將產(chǎn)物抑制作用降低到體產(chǎn)生又耗糖排除的酵母泥又是極大浪費(fèi)。如此一最低限度,以達(dá)到解決酒精發(fā)酵中諸多發(fā)酵副產(chǎn)物等方面浪費(fèi),一方面又要外求補(bǔ)充,而且也在盡力設(shè)法對酒精發(fā)酵的影響。但是這些技術(shù)方法中的分離技以農(nóng)作物秸稈等纖維為原料,以其中的半纖維素和纖術(shù)對于國內(nèi)(特別是對云南省)來說,進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)維素來生產(chǎn)燃料乙醇。盡管進(jìn)行了很多嘗試研究,也是不現(xiàn)實(shí)的。取得不少的進(jìn)展性成果,但離實(shí)際應(yīng)用還有很大距13強(qiáng)化淀粉糖化過程離。就現(xiàn)在的技術(shù)和條件,完全脫離不用淀粉的想法傳統(tǒng)酒精發(fā)酵工藝將淀粉的糖化分為糖化和后糖極好,也有這種可能性,但不現(xiàn)實(shí)-1?；?發(fā)酵過程中的淀粉糖化)。一般認(rèn)為,前糖化的糖化率應(yīng)在40%-535,糖化時(shí)間在3mn以內(nèi),否則3關(guān)鍵科學(xué)問題會造成發(fā)酵過程中后糖化作用的削弱。然而,采用固3.1馬鈴薯原料特征定化酵母或酵母細(xì)胞回用等高密度細(xì)胞高強(qiáng)度發(fā)酵就圖1所示的組成成分劃分而論,對擬用于發(fā)酵技術(shù)發(fā)酵體系中的酵母細(xì)胞在短時(shí)間內(nèi)就可進(jìn)入工生產(chǎn)燃料乙醇的馬鈴薯進(jìn)行分析,常規(guī)的酸水解淀粉作狀態(tài)。這時(shí)緩慢的淀粉糖化速度就成為限制發(fā)酵測定原料還原糖量為71.00%,傳統(tǒng)酶解法測定還原速率的主要因素,即出現(xiàn)了糖化與發(fā)酵之間的不協(xié)糖量為64.63%,兩者之差值6.37%,可認(rèn)為是抗酶解調(diào)。因此,高效率酒精發(fā)酵必須改變邊糖化邊發(fā)酵的的成分(半纖維素或枝鏈淀粉部分)為酸解所致。酶落后工藝,加速淀粉糖化過程。一些新技術(shù)(如噴射解的還原糖中仍然有平均3%是寡糖成分。當(dāng)把馬鈴液化以及高性能糖化酶)的應(yīng)用已初步解決了這個(gè)問薯分為渣與淀粉,提取的淀粉酸水解測得還原糖含量題,而酒精清液發(fā)酵目標(biāo)的實(shí)施需要對糖化工藝做更為89.70%,同樣以酶解則僅為75.33%。分出的渣用加深入的究不論用何工藝強(qiáng)流粉精化是B大廣中國爆化定(常規(guī)水解測是必需,對于所謂的后糖化則應(yīng)徹底地革新。2淀粉質(zhì)原料發(fā)酵生產(chǎn)酒精中的問題概論定)CNMM,,的真正葡萄糖僅為原料量的60%左右,而當(dāng)作殘?jiān)コ脑狭看蠹s為在現(xiàn)有的以淀粉質(zhì)原料發(fā)酵生產(chǎn)酒精的原理與工40%。1972009年8月農(nóng)機(jī)化研究第8期在現(xiàn)行發(fā)酵技術(shù)工藝中,水解葡萄糖被發(fā)酵利用鈴薯全價(jià)性利用的殘?jiān)匮a(bǔ)工藝,如圖1所示。為了產(chǎn)乙醇已經(jīng)達(dá)到極限。不從原料利用理論及工藝進(jìn)便于分析討論將原料中的殘?jiān)譃?型如圖1中①行研究革新要突破提高現(xiàn)行發(fā)酵對原料轉(zhuǎn)化為乙醇~④,不包括發(fā)酵過程產(chǎn)生的副產(chǎn)物第5型殘?jiān)⒄舻睦寐适菢O其困難的。因此,提出本淀粉質(zhì)原料馬餾廢液和熱能。淀粉70%宜鏈淀粉支鏈淀粉a-14鍵主鏈a-1,6鍵分支未水解與馬鈴薯或木少數(shù)其它鍵抗水解消化部分計(jì)為1④蛋白質(zhì)及其它非淀粉30%①半纖維纖維類②纖維素殘?jiān)勰举|(zhì)素圖1馬鈴薯原料成分組成3.1.1第1型馬鈴薯原料殘?jiān)话肜w維素的纖絲及纖維素束,從而形成植物細(xì)胞壁不同層的框植物的半纖維素主要是由D-木糖、D-甘露糖、架結(jié)構(gòu)。纖維素纖絲具有稱為結(jié)晶區(qū)的高度有序區(qū)D-葡萄糖、D-半乳糖、L-阿拉伯糖、4-0-甲基-和稱為不定形區(qū)的無序或少序區(qū),即纖維素鏈的連續(xù)D-葡萄醛酸和乙酰基組成的雜多糖聚合物,其聚合結(jié)構(gòu)中,分子密度大的地方成平行排列,定向良好,程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于纖維素。半纖維素是不足200個(gè)糖基高形成纖維素的結(jié)晶性區(qū)域。隨著致密度的變小,結(jié)合度分枝的雜多聚糖,一般是非結(jié)晶狀雜多糖。程度變?nèi)?分子間空隙變大,定向變差,形成了纖維素從酵母的結(jié)構(gòu)成分和代謝可知,馬鈴薯半纖維素的無定型區(qū)域。在纖維素中除了纖維素鏈之間存在水解產(chǎn)物主要是木糖、阿拉伯糖、甘露糖、半乳糖和葡氫鍵外,在分子內(nèi)也存在有氫鍵。氫鍵是一種高能萄糖等物質(zhì)成分,它們都作為酵母生長繁殖所需的直鍵,這種鍵的存在給纖維素水解帶來很大的困難,非接結(jié)構(gòu)成分或中間代謝物,利用代謝的回補(bǔ)順序等代結(jié)晶性纖維素則較易酶解。纖維素不溶于水,但具有謝途徑方式可避免酵母生長繁殖對葡萄糖的依賴性很大的張力,而且比淀粉及其他葡萄糖聚合物具有較消耗,維持營養(yǎng)平衡,培養(yǎng)出健狀與功能強(qiáng)勁的酵母大抗降解特性。人們也相信纖維素與半纖維素是以菌體,同時(shí)保證了生產(chǎn)發(fā)酵有充分的葡萄糖原料。氫鍵連接。第1型殘?jiān)匮a(bǔ)的可行性涉及到木聚糖酶、木糖纖維素是由β-D-葡萄糖單位(基)通過β-1,苷酶、阿拉伯糖苷酶、葡萄糖醛酸酶和木聚糖乙酰酯4-糖苷鍵聯(lián)結(jié)而成。天然纖維除棉花是高純度的纖酶等降解半纖維素的半纖維素酶,在生產(chǎn)應(yīng)用中因成維素外,其他均被半纖維素和木質(zhì)素所包裹,并以高本等因素主要考慮木聚糖酶。度復(fù)雜的抗降解結(jié)構(gòu)剛性存在。測定條件不同,纖維3.12第2型馬鈴薯原料殘?jiān)焕w維素素含量差別很大,為此將纖維素分為粗纖維、綜纖維、條纖維素聚合物分子單體是由成千上萬葡萄糖C-B纖維(又名:克-貝纖維素)、硝酸~乙醇纖維分子通過B-1,4-糖苷鍵連接而成的直鏈分子,其基纖維素及a-、β-、Y-纖維素等。這些稱謂與測定本重復(fù)單位是纖維二糖。纖維素中相鄰葡萄糖繞糖方法及對象密切對應(yīng)或相關(guān)并根據(jù)半纖維素和木質(zhì)苷鍵的中心軸旋轉(zhuǎn)180°,因此最末端的纖維二糖可以素殘留情況而分。出現(xiàn)兩種不同立體化學(xué)形式中的任一種。纖維素聚在馬鈐莫形成的第2測磚渣中纖維素可作為所合鏈通過鏈內(nèi)氫鍵形成扁平和帶狀的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。很謂的膨中國煤化工樣有天然的結(jié)晶結(jié)多具有相同極性的平行鏈間位于相鄰的氫鍵彼此強(qiáng)構(gòu)和CNMH(酶所水解,產(chǎn)生纖烈相互作用,而形成稱為微纖絲的很長的巨大結(jié)晶狀維二糖和葡萄糖等還原糖。若纖維素被徹底水解能聚合物。微纖絲(寬250A)之間連在一起形成更大形成與淀粉完全相同的葡萄糖。因此,來源于果實(shí)的2009年8月農(nóng)機(jī)化研究第8期纖維素是優(yōu)于農(nóng)作物秸稈原料的不可浪費(fèi)的資源,對本身有較少的蛋白質(zhì)量,又作為殘?jiān)贿z棄,使原本乙醇發(fā)酵原料的淀粉葡萄糖損失是極好的回補(bǔ)。就較少的資源更加得不到利用。因此,除將原料中的3.1.3第3型馬鈴薯原料殘?jiān)荒举|(zhì)素有限蛋白質(zhì)用蛋白酶水解成氨基酸外,還需開源節(jié)木質(zhì)素結(jié)構(gòu)的木質(zhì)醇的3種單元是香豆醇松柏流,充分利用發(fā)酵過程中產(chǎn)生的較大量的第5型殘醇和芥子醇。生物合成這3種木質(zhì)醇的直接前提是來渣,以回補(bǔ)蛋白氨基酸不足,提供有效的氨基氮,同時(shí)自對羥基苯丙烯酸的3種醇,它是通過芳香族氨基酸減少對糖損耗增加主體目標(biāo)一乙醇產(chǎn)量生物合成的莽草酸途徑而得。在理論上和實(shí)踐中,對3.1.5第5型發(fā)酵過程殘?jiān)唤湍妇w等于木質(zhì)素發(fā)酵產(chǎn)生乙醇是不抱任何希望的,應(yīng)該是真發(fā)酵產(chǎn)酒精的過程中,酵母需要生長和繁殖,有正的殘?jiān)τ隈R鈴薯與木薯這類木質(zhì)素殘?jiān)?在原較高密度的健狀菌體才能發(fā)揮產(chǎn)乙醇的功能。在發(fā)料中含量很少超過1%,但隨著生產(chǎn)進(jìn)程的循環(huán)若將酵過程中,要保持菌體密度和發(fā)酵正常。由于新老更其棄之也是浪費(fèi),可考慮用能利用木質(zhì)素的(如白腐替產(chǎn)生許多老弱及死亡的菌體連同不能發(fā)酵的聚集菌類真菌的)輔助工藝轉(zhuǎn)換(生產(chǎn)酶菌體多糖與蛋白物沉積,在發(fā)酵生化反應(yīng)器底部作為污泥一稱之為第等),并加以充分利用,來回補(bǔ)原料的損失。5型殘?jiān)?。從酵母的菌體結(jié)構(gòu)成分可知,這部分殘?jiān)?.1.4第4型馬鈴薯原料殘?jiān)坏鞍踪|(zhì)等是能用于循環(huán)的資源。糖廠以糖蜜為原料發(fā)酵產(chǎn)酒酵母菌只能利用游離態(tài)的氨基酸和極有限的二精的第5型殘?jiān)饕桥欧庞诃h(huán)境中,以淀粉為原料肽,不能直接利用蛋白質(zhì)和多肽。在淀粉質(zhì)原料酒精的發(fā)酵廠將部分殘?jiān)鳛槟膛５娘暳?。不加以回補(bǔ)生產(chǎn)中,一般不再另外添加氮源物質(zhì)。玉米原料含利用的排放不僅是極大浪費(fèi),也嚴(yán)重污染環(huán)境。此型8%~11%的蛋白質(zhì),較為豐富薯類原料中蛋白質(zhì)含殘?jiān)饕湍妇w、未發(fā)酵物(寡糖)變性蛋白及量則普遍很低。在糖化原料時(shí),所使用的商品淀粉酶代謝抑制物等混聚體,是成分復(fù)雜不固定的組分,利和糖化酶中蛋白酶含量極少致使發(fā)酵過程中蛋白質(zhì)用回補(bǔ)時(shí)最好以蛋白質(zhì)氮源資源為目標(biāo)水解量少酵母生長和催化產(chǎn)酒精酶系合成所需氮量3.2菌種及發(fā)酵特點(diǎn)不足或嚴(yán)重不足,影響了酵母的增殖和糖轉(zhuǎn)化產(chǎn)乙醇酵母菌( yeast)是人們熟知的通俗名稱,泛指能發(fā)受限。同時(shí),在原料糖化處理時(shí)因原料蛋白質(zhì)水解率酵糖類的各種單細(xì)胞真菌。酵母菌屬子囊菌門的低除部分游離態(tài)蛋白質(zhì)進(jìn)入糖化液外,大多數(shù)成為個(gè)類群,主要生長在偏酸含糖的環(huán)境中,有500多個(gè)殘?jiān)某煞?稱之為第4型殘?jiān)７N分列于不同屬。其細(xì)胞壁構(gòu)造為厚25m,質(zhì)量是全淀粉質(zhì)原料中僅部分含10%以上的蛋白質(zhì)。大細(xì)胞干質(zhì)量的25%,主要成分為“酵母纖維素”,外層多數(shù)原料在酒精生產(chǎn)中都表現(xiàn)出氮源不足,從而導(dǎo)致為甘露聚糖( mannan),內(nèi)層為葡聚糖( glucan),中間溢流途徑”的出現(xiàn),形成較多的雜醇油副產(chǎn)物。因?yàn)閷邮前ǘ喾N酶的蛋白質(zhì)。細(xì)胞膜占膜干質(zhì)量的氮源不足,正常的由丙酮酸脫羧進(jìn)入產(chǎn)乙醇的代謝途50%主要是蛋白質(zhì),40%是類脂和少量甘露糖等。酵徑不暢,而以消耗葡萄糖形成過多的α-酮戊二酸進(jìn)母菌具有由多孔核膜包裹起來的定型細(xì)胞核,除細(xì)胞入產(chǎn)高級醇(雜醇油主成分物)的溢流途徑則旺盛,造核的DNA外在細(xì)胞間質(zhì)中的線粒體及質(zhì)粒也含有占成糖原料損失與產(chǎn)品品質(zhì)下降。氮源的不足也導(dǎo)致總DNA量15%~23%的DNA。在成熟的酵母菌細(xì)胞酵母細(xì)胞新老更替與發(fā)酵力衰竭等問題。中,有一個(gè)大液泡,在有氧條件下細(xì)胞內(nèi)形成許多桿例如,木薯是世界三大薯類之一它是全球年產(chǎn)狀或球狀的線粒體;若生長在缺氧條件,則形成無氧億噸以上的七大作物之一。木薯一般含淀粉為60%化磷酸化功能的線粒體2。~70%。木薯塊根干物質(zhì)含量為30%~40%,鮮薯含在酵母菌對糖的代謝中,不管是EMP途徑,還是淀粉為32%~35%,蛋白質(zhì)僅為1%~2%,脂肪為HMP和TCA途徑,都是在分解與合成中具有功能性0.3%~4.3%,纖維素為1%~2%,灰分為1%,還含的兩用代謝途徑。正常情況下,菌體生長與繁殖,必有維生素C維生素A維生素B1和維生素B2等。又須從各分解代謝途徑中抽取大量中間代謝物以滿足如鮮馬鈴薯含淀粉為12%-17%,蛋白質(zhì)為2%,云南其合嘟細(xì)基本物如和脫氧核糖等糖類、氨的馬鈴薯蛋白質(zhì)含量平均達(dá)到2.5%以上?；岬?的需要。這種在生產(chǎn)實(shí)踐中,雖然加入化肥尿素補(bǔ)充氮源,但可能CNMH〔的矛盾,則由所謂的是酵母生長所需的氨基酸和正常發(fā)酵代謝的酶系合代謝物回補(bǔ)順序( anaplerotic sequence)(又稱代謝物補(bǔ)成均要消耗大量的用于產(chǎn)乙醇的糖原料。薯類由于償途徑或添加途徑( replenishment pathway)加以解2009年8月農(nóng)機(jī)化研究第8期決,以維持正常。[2]李盛賢,賈樹彪顧立文利用纖維素原料生產(chǎn)燃料酒精根據(jù)以上簡述可知,形成酵母菌體所需各組分結(jié)的研究進(jìn)展[]釀酒,2005,2(32):13-16構(gòu)的碳骨架只能來源于原料淀粉經(jīng)酶解的葡萄糖。[3]劉娜,石淑蘭木質(zhì)纖維素轉(zhuǎn)化為燃料乙醇的研究進(jìn)展對于給定的原料,其所含有的淀粉量已經(jīng)確定,形成[冂].現(xiàn)代化工,2005,3(25):19-24.的可用于發(fā)酵產(chǎn)酒精的葡萄糖量也已限定,那么在給[41 Gauss W SUZuki,MT, anufacture of alcohol from定的葡萄糖量下,很多量被用于產(chǎn)生非目標(biāo)物,勢必cellulosic materials using plural ferments[ M]. US:[ s.所采用的傳統(tǒng)發(fā)酵工藝對投入的葡萄糖來說是不可,390-399導(dǎo)致目標(biāo)物乙醇的產(chǎn)生量大大減少。由此表明:現(xiàn)在(5]張繼泉,王瑞明關(guān)風(fēng)梅玉米秸稈同時(shí)糖化發(fā)酵生產(chǎn)燃料酒精的研究[J]纖維素科學(xué)與技術(shù),2002,10(3):35能達(dá)到或接近理論產(chǎn)乙醇量的,即n個(gè)C6H12O6不能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生2n個(gè)CH3CH2OH,原因與此有關(guān)。[6]韓德奇,李偉,張冬捧,等.燃料乙醇的生產(chǎn)進(jìn)展和應(yīng)用探討[J].化工技術(shù)經(jīng)濟(jì),2002,6(20)9-15結(jié)語[7]李奇?zhèn)?戚榮,張遠(yuǎn)平能源甘蔗生產(chǎn)燃料乙醇的發(fā)展前目前,完全依賴?yán)w維素生產(chǎn)燃料乙醇還有較長的景[J].甘蔗糖業(yè),2004,(5):29-33路要走。從發(fā)展歷程和技術(shù)逐漸完善的角度來說,現(xiàn)8】李雪雁,實(shí)現(xiàn)酒楠商效率發(fā)酵的控制途徑】,眼酒,今應(yīng)該是既不脫離淀粉又不過度依賴淀粉的過渡階2002,29(2):66-67段。因此應(yīng)革新傳統(tǒng)淀粉質(zhì)原料發(fā)酵酒精的技術(shù)方·9]張華山余響華李亞芳利用早秈稻進(jìn)行生料發(fā)酵生產(chǎn)燃料酒精的工藝比較[門]湖北農(nóng)業(yè)科學(xué),2006,45(1)式,同時(shí)又著眼于將來,達(dá)到對馬鈴薯等淀粉質(zhì)原料120-121.的充分全價(jià)無損失或極少損失利用,使其中的淀粉[10]薛萬偉黨選舉李鑫木薯酒精發(fā)酵工藝的研究[(常規(guī)易水解的葡萄糖)真正被用于發(fā)酵產(chǎn)酒精,趨于酸酒,2005,32(4):39-40極限,即接近于理論產(chǎn)乙醇值。為了給將來脫離使用[1]徐芬芬葉利民,王愛斌我國的淀粉糖類和纖維植物淀粉質(zhì)原料的技術(shù)奠定基礎(chǔ),應(yīng)以現(xiàn)有設(shè)備為基點(diǎn)資源及其用于乙醇發(fā)酵的探討[J].中國林副特產(chǎn)避免國家的重復(fù)建設(shè)投資,完善形成新的高效產(chǎn)酒精工藝一挖掘殘?jiān)鼭摿?副產(chǎn)酵母菌體視同原料加以充[12]果金鐘無蒸煮無糖化一步發(fā)酵法生產(chǎn)燃料酒精[分利用。釀酒,2005,32(2):60-65.在設(shè)法利用纖維質(zhì)原料生產(chǎn)可替代能源的能源危[13]張宇昊,王頡張偉等半纖維素發(fā)酵生產(chǎn)燃料乙醇的機(jī)年代,深度開發(fā)占原料總量的40%、作為廢棄物的研究進(jìn)展[門]釀酒科技,2004(5):7274馬鈴薯皮渣,相對秸稈等纖維類要容易,因?yàn)槠渲械?]黃治玲燃料乙醇的生產(chǎn)與利用化工科技,03,11(4):44-47纖維類成分具有纖維短和結(jié)晶度低的特點(diǎn)抵抑酶解[15]張遠(yuǎn)欣燃料乙醇的發(fā)展?fàn)顩r[甘肅科技,2004的剛性顯著低于秸稈類纖維。雖然實(shí)現(xiàn)這種革新工(21):117-118.藝較傳統(tǒng)的工藝復(fù)雜將涉及諸多酶的參與和相應(yīng)的[16]張盆,胡惠仁,石淑蘭半纖維素的應(yīng)用[天津造紙,應(yīng)用技術(shù),但是這種設(shè)想是從內(nèi)部原料挖掘潛力,突2006(2):16-18破現(xiàn)有發(fā)酵對原料利用的極限瓶頸,提高單位質(zhì)量原[17]李永麗孫傳伯劉士清馬鈴薯含糖量測定方法比較料產(chǎn)出乙醇量。為此,提出如下建議:研究[J]安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2008,36(21):8994-89961)打破純利用纖維與淀粉的界限立足于現(xiàn)實(shí)可18](美)AN格拉澤二介堂弘微生物生物技術(shù)一應(yīng)用微用,奠定未來發(fā)展的基礎(chǔ)。生物學(xué)基礎(chǔ)原理[M].北京:科學(xué)出版社,2002:231-2)切實(shí)利用上半纖維素生產(chǎn)燃料乙醇,而無需構(gòu)235建特別的基因工程菌。這對于如云南省的馬鈴[19]沈同,王鏡巖趙幫悌生物化學(xué)(上下冊)[M].上海人民教育出版社,1980薯和廣西的木薯區(qū)域性原料豐富的地區(qū)來說將具有[20]鄭集陳鉤輝普通生物化學(xué)(3版)[M北京高等教極大的潛在市場前景和生物質(zhì)能源發(fā)展意義。育出版社,1998參考文獻(xiàn)[21]中國煤化工M]·北京高等教育出[1]王丹林建強(qiáng)張蕭等直接生物轉(zhuǎn)化纖維素類資源生[22]CNMHG物學(xué)教研室微生物學(xué)產(chǎn)燃料乙醇的研究進(jìn)展[].山東大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)[M].北京:高等教育出版社,1979.版),2002,33(4):525-529[23]王賀祥農(nóng)業(yè)微生物學(xué)[M].北京:中國農(nóng)業(yè)大學(xué)出版2009年8月農(nóng)機(jī)化研究第8期社,2003and fermentation of amorphous cellulose to ethanol by re-[24] Helen Golias, Geoffrey J Dumsday, Grant A Stanley,etmbinant Klebsiella oxytoca SZ21 without supplementalal. Pamment. Evaluation of a recombinant Klebsiella orycellulose[ J]. Biotechnology: Letters, 2001, 23: 1455toca strain for ethanol production from cellulose by simultaneous saccharification and fermentation: comparison with [26] Helen Golias, Geoffrey J Dumsday, grant A Stanley, etnative cellobioge-utilising yeast strains and performance inal. Characteristics of cellulase preparations affecting theco-culture with thermotolerant yeast and Zymomonas mmultaneous saccharification and fermentation of cellulosebilis[J]. Jourmal of Biotechnology, 2002, 96: 155-168.to ethanol [J]. Biotechnology Letters, 2000, 22: 617[25 Shengde Zhou, L o ingram. Simultaneous saccharinicDiscussing on the Fuel Ethanol Production about Full Use of Potato RawShiqing, Li Yongli, Sun ChuanboEnergy Environment Science Collage, Yunnan Normal University, Kunming 650092, China)Abstract It is a bottleneck between increasing the quantity of ethanol production and using unit mass of raw materialsduring production fuel ethanol by fermentation of the starch materials. Basing on research experiences and investigation oflocal starchy resources we find that about 40% of total potato raw is discarded as a residue, which could be easier utilizedthan fibers of straws. However 60% of total potato raw which enters into fermentation is not fully transformed into ethamol, which is partly used for multiplication of yeast. The paper discusses wasteful problems and advances a method forfull use of potato raw that is recycle the residue. Hoping that a method could increase glucose mass of transforming toethanol and reduce intermediates loss in yeast carbohydrate metabolismKey words: potato; residue; fuel ethanol; starch; cellulose; recycle method(上接第192頁)在實(shí)際中應(yīng)用良好,具有較高的實(shí)用價(jià)值。[3]王石磊郭艷玲,付志剛基于ARM的溫室環(huán)境控制系參考文獻(xiàn):統(tǒng)研究[冂]林業(yè)機(jī)械與木工設(shè)備,2008,36(4):19-20[1]胡大可.MsP430系列 FLASH型超低功耗16位單片機(jī)[4]謝敏徐會冬智能傳感器SHm在單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)[M]北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2001中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代電子技術(shù),2005(14):89-91.[2]金寶華,張勇,崔光照基于N5的無限點(diǎn)數(shù)據(jù)多點(diǎn)跳[5]易運(yùn)暉陳南裴昌幸.SHmx/x溫濕度傳感器應(yīng)用傳通信系統(tǒng)[J].儀表技術(shù)與傳感器2004(9):39-40.[刀].現(xiàn)代電子技術(shù),2003(16):105-107.Abstract II:1003-188X(209)08-0191-EATemperature and Humidity Measure System Based onMultiple- point Wireless CommunicationCheng Xue", Wang Bin", Jia Beiping(1.a. College of Horticulture; b Department of Campus Programs, Agricultural University of Hebei Baoding 071001China; 2. Baoding UNT Electric Co., Ltd, Baoding 071051, China)Abstract The detection of temperature and humidity has many applications in a lot of fields, such as industry, agriculture. One wireless temperature and humidity detecting system is introduced in this paper. The system realizes wirelessmultiple-point temperature and humidity measuring and wireless traMSP430, radio frequency communication technology of nRF905中國煤化工咖 w power MCUnudity sensor. It isconvenient to use and easy to build.CNMHGKey words: greenhouse; MCU; nRF905; temperature and humidity; multiple-point measuring