木質(zhì)纖維素乙醇專利分析研究

馬文君，王忠明，劉改萍

(中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院林業(yè)科技信息研究所，北京 100091)

1 引言

目前，人類面臨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)的雙重壓力，面對(duì)石油產(chǎn)量的下降、能源需求的增長(zhǎng)、溫室效應(yīng)的加劇，尋求可再生清潔能源、走可持續(xù)發(fā)展之路已經(jīng)成為全球共識(shí)。除了風(fēng)能、太陽(yáng)能、潮汐能等潔凈能源，生物質(zhì)能源由于低污染、廣分布、總量豐富等優(yōu)勢(shì)，日益受到人們的重視。

由于“第一代生物質(zhì)能源”的生產(chǎn)消耗了大量的農(nóng)產(chǎn)品，并可能造成糧食安全問題，因此近年來(lái)“第二代生物質(zhì)能源”——纖維素燃料乙醇，受到了越來(lái)越多關(guān)注，美國(guó)制定的長(zhǎng)期“30×30”目標(biāo)以及歐盟一系列法律的頒布都意味著纖維素燃料乙醇已經(jīng)引起了國(guó)際上的普遍重視［1］。

第二代生物質(zhì)能源具有巨大的發(fā)展?jié)摿?，目前我們還未能很好的進(jìn)行開發(fā)和利用。每年有超過40萬(wàn)t的不可食用的植物材料產(chǎn)生，包括小麥莖稈、玉米秸稈(秸稈和葉)、鋸木刨花，其中大部分都被扔掉了。將這些被丟棄的植物原料變成第二代生物燃料，不會(huì)對(duì)糧食產(chǎn)生威脅，因此，具有巨大的吸引力［2］。

2 木質(zhì)纖維素乙醇概述

木質(zhì)纖維素主要是指植物的根、莖、葉及果實(shí)的外殼，如硬木、軟木以及農(nóng)林副產(chǎn)物如玉米芯、甘蔗渣、秸稈、樹皮、木屑等。木質(zhì)纖維素類生物質(zhì)能源的原料豐富，不僅可以使用上述材料，還可以利用一些廢棄物，變廢為寶。生物質(zhì)中的70%～75%為纖維素原料，主要由纖維素、半纖維素和木質(zhì)素構(gòu)成，它們主要以細(xì)胞形式存在。其中，纖維素是纖維的骨骼物質(zhì)，而木質(zhì)素與半纖維素以包容物質(zhì)的形式分散在纖維之中及其周圍。脫去木質(zhì)素的纖維素很容易被木霉菌分解成葡萄糖和木糖等單糖［3］。

木質(zhì)纖維素生產(chǎn)乙醇過程可以分為兩步:木質(zhì)纖維素原料經(jīng)過水解處理轉(zhuǎn)變成相應(yīng)糖類;糖類發(fā)酵轉(zhuǎn)變?yōu)橐掖?。一般微生物發(fā)酵法制備乙醇產(chǎn)品含4個(gè)流程:預(yù)處理、酶解、發(fā)酵以及回收，目前發(fā)酵法生產(chǎn)乙醇的方式主要有:異步糖化發(fā)酵法(separate hydrolysis and fermentation，SHF)、同步糖化發(fā)酵(simultaneous saccharification and fermentation，SSF)、聯(lián)合生物加工(consolidated bioprocessing，CBP)等［1］。

預(yù)處理主要包括對(duì)纖維素、半纖維素和木質(zhì)素組分的粉碎、溶解、水解和分離［4］。為了提高纖維素的水解率，必須對(duì)木質(zhì)纖維素進(jìn)行預(yù)處理，其目的是降低纖維素的聚合度和結(jié)晶度，破壞木質(zhì)素、半纖維素的結(jié)合層，脫去木質(zhì)素，增加有效的比表面積。目前預(yù)處理方法主要分為物理法、化學(xué)法、物理化學(xué)結(jié)合法和生物法［3］。盡管預(yù)處理能夠得到一部分單糖，但大部分還是以不能直接供菌體發(fā)酵的多糖分子存在，因此水解是發(fā)酵前必要的步驟。水解主要是將纖維素、半纖維素多糖轉(zhuǎn)變成可發(fā)酵的單糖(六碳糖和五碳糖)［1］。纖維素的糖化是木質(zhì)纖維素制燃料乙醇的關(guān)鍵，其工藝主要有酸解法和酶解法兩種工藝。發(fā)酵是將由預(yù)處理和水解產(chǎn)物中的五碳糖和六碳糖等糖類發(fā)酵生成乙醇及其副產(chǎn)物的過程［1］。蒸餾是一種在工業(yè)范圍內(nèi)從發(fā)酵液中回收乙醇的可選方法。

3 專利分析

3.1 數(shù)據(jù)來(lái)源與研究方法

研究采用歐洲專利局世界專利數(shù)據(jù)庫(kù)作為采集源，采集截至2012年2月中旬(專利公開日)的木質(zhì)素乙醇相關(guān)專利數(shù)據(jù)，建立了世界木質(zhì)素乙醇專利數(shù)據(jù)庫(kù)，共采集到相關(guān)專利文獻(xiàn)722篇。

由于專利申請(qǐng)有18個(gè)月的公布周期，因此，部分專利雖然申請(qǐng)日期早于2012年2月份但仍未被列入此次分析之中。本文分析的年度緯度如果沒有特殊說(shuō)明，均選取優(yōu)先權(quán)年，優(yōu)先權(quán)年可以反映一項(xiàng)發(fā)明的最早出現(xiàn)時(shí)間。本研究采用的專利分析主要包括兩個(gè)步驟:數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)分析。

數(shù)據(jù)采集使用計(jì)算機(jī)檢索和人工排查相結(jié)合的方式進(jìn)行。在歐專局世界專利數(shù)據(jù)庫(kù)的標(biāo)題(title)、摘要(abstract)和國(guó)際專利分類(IPC)3個(gè)字段進(jìn)行組合檢索，檢索式如下:title=(lignocellulose* or lignin*)and(ethanol* or biofuel* or fuel*)or abstract=(lignocellulose*and ethanol*)and IPC=(C12 or D21 or C13)，然后，進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗和分類標(biāo)引。

采用的專利分析方法主要包括定量分析、定性分析、擬定量分析和圖表分析。專利分析內(nèi)容主要包括技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)分析、技術(shù)生命周期分析、申請(qǐng)人分析、國(guó)家技術(shù)實(shí)力分析、關(guān)鍵技術(shù)分類分析、同族分析。

3.2 分析結(jié)果

截至2012年2月中旬，與木質(zhì)素乙醇相關(guān)的世界專利共772件，根據(jù)歐專局的同族信息進(jìn)行合并后，共有基本專利129件?；緦＠渴菍＠偭康?倍，說(shuō)明掌握該技術(shù)的專利權(quán)人已經(jīng)開始注意專利布局，但是專利布局的范圍還不是很廣。

3.2.1 發(fā)展趨勢(shì)分析

從申請(qǐng)趨勢(shì)來(lái)看(圖1)，關(guān)于木質(zhì)素乙醇的專利申請(qǐng)始于1979年，在之后的20年中發(fā)展十分緩慢，每年只有一兩件的相關(guān)專利申請(qǐng)，直到2011年相關(guān)申請(qǐng)量開始增多，2005年以后快速增長(zhǎng)，2007年達(dá)到申請(qǐng)量的最高峰，2008年申請(qǐng)量基本與2007年持平，略有下降。從發(fā)展趨勢(shì)來(lái)預(yù)測(cè)，2009年之后幾年內(nèi)，申請(qǐng)量不會(huì)再大幅增長(zhǎng)，但是每年將會(huì)保持較高的申請(qǐng)數(shù)量。

圖1 木質(zhì)素乙醇相關(guān)世界專利的申請(qǐng)趨勢(shì)

根據(jù)本研究采集到的數(shù)據(jù)，最早的木質(zhì)素乙醇相關(guān)專利是由美國(guó)的加利福尼亞大學(xué)(University of California)在 1979年 3月 23日申請(qǐng)的，專利號(hào)“US19790023338”，專利名稱“纖維素和木質(zhì)纖維材料的利用(UTILIZATION OF CELLULOSIC AND LIGNOCELLULOSIC MATERIALS)”。該專利說(shuō)明了將木質(zhì)纖維原料轉(zhuǎn)化成有用的產(chǎn)品，如乙醇、甲醇、甲烷、有機(jī)酸和糠醛的方法，其步驟和方法包括兩階段水解、濕式氧化法和發(fā)酵。

3.2.2 技術(shù)生命周期分析

通過對(duì)專利申請(qǐng)數(shù)量與時(shí)間序列關(guān)系、專利申請(qǐng)企業(yè)數(shù)與時(shí)間序列關(guān)系等分析研究，繪制出全球木質(zhì)素乙醇技術(shù)生命周期圖(圖2)。根據(jù)專利技術(shù)生命周期的一般規(guī)律來(lái)看，從1980～2005年屬于技術(shù)引入期，專利數(shù)量和專利申請(qǐng)人都較少，且集中度較高;2006以后該技術(shù)進(jìn)入發(fā)展期，專利數(shù)量和專利申請(qǐng)人數(shù)量都大量增加。

3.2.3 各國(guó)技術(shù)實(shí)力分析

圖2 木質(zhì)素乙醇技術(shù)生命周期

通過對(duì)專利優(yōu)先權(quán)國(guó)家的分析，可以反映出各個(gè)國(guó)家之間的技術(shù)實(shí)力。數(shù)據(jù)表明:共有26個(gè)國(guó)家和地區(qū)申請(qǐng)了木質(zhì)素乙醇相關(guān)的專利，專利申請(qǐng)最多的是美國(guó)(402件)，其次是加拿大(123件)和瑞典(59件)，排名前10位的還有丹麥、法國(guó)、澳大利亞、英國(guó)、芬蘭、印度和西班牙(圖3)，這10個(gè)國(guó)家的專利量之和占專利總量的97%。中國(guó)排在第21位，中國(guó)臺(tái)灣排在第12位。分析結(jié)果表明:木質(zhì)素乙醇專利技術(shù)分布主要掌握在歐美國(guó)家手中，美國(guó)的技術(shù)實(shí)力遙遙領(lǐng)先，其專利申請(qǐng)量占世界專利總量的52%。另外，印度排名第9，實(shí)力也不可小覷。

美國(guó)是世界可再生能源利用較早的國(guó)家，也是目前可再生能源利用最先進(jìn)的國(guó)家之一。美國(guó)對(duì)可再生能源的撥款增長(zhǎng)迅速，大力支持可再生能源的發(fā)展是美國(guó)能源戰(zhàn)略的重要組成部分。目前美國(guó)推廣使用生物能源的政策包括監(jiān)管法令、經(jīng)濟(jì)激勵(lì)和研發(fā)計(jì)劃［5］。

圖3 木質(zhì)素乙醇相關(guān)專利量排名前10位的優(yōu)先權(quán)國(guó)家

3.2.4 主要技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)者分析

通過對(duì)專利權(quán)人的專利量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，可以發(fā)掘木質(zhì)素乙醇技術(shù)的主要競(jìng)爭(zhēng)者。數(shù)據(jù)表明(表1)，專利量排名前十位的專利權(quán)人擁有木質(zhì)素乙醇技術(shù)專利總量的50%，因此他們是該技術(shù)領(lǐng)域最強(qiáng)有力的競(jìng)爭(zhēng)者，也是目前該技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)跑者。10位專利人中，美國(guó)占7位，可見美國(guó)在這一技術(shù)領(lǐng)域具有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)。排名第一的是美國(guó)的希樂克公司(XYLECO INC)，其次是美國(guó)的麥斯科瑪公司(MASCOMA CORP)和加拿大的艾歐基能源公司(IOGEN ENERGY CORP)。通過對(duì)這10位專利權(quán)人申請(qǐng)專利的地域進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，其專利布局主要集中在美國(guó)、歐洲、加拿大和澳大利亞。另外，這些主要的技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)者對(duì)中國(guó)市場(chǎng)也十分重視，10位專利權(quán)人中，有8位都在中國(guó)進(jìn)行了相關(guān)技術(shù)的專利申請(qǐng)，排名前5位的專利權(quán)人均在中國(guó)布局了相關(guān)專利。

表1 木質(zhì)素乙醇技術(shù)專利申請(qǐng)量排名前10位的專利權(quán)人

美國(guó)希樂克公司共申請(qǐng)了112件木質(zhì)素乙醇相關(guān)專利，根據(jù)歐專局的同族信息進(jìn)行同族分析，發(fā)現(xiàn)其基本專利共7件(表 2)，在中國(guó)布局相關(guān)專利 5件(CN20078047397、 CN20098124437、 CN20098142821、CN20098150758、CN20108005392)，最大的專利族有53個(gè)成員。希樂克公司的這些專利主要是關(guān)于木質(zhì)素乙醇生產(chǎn)過程中的預(yù)處理技術(shù)及工藝，其涉及的預(yù)處理方法主要包括輻射、超聲、熱解、氧化和蒸汽爆炸，在實(shí)施方案中可以使用兩種或多種不同的預(yù)處理方法，如輻射和超聲、超聲和氧化、超聲和熱解、氧化和熱解等。以輻射和超聲預(yù)處理為例，輻射可以是電子束的形式，在具體實(shí)施方案中，施加的電子束輻射的總劑量為大約10 Mrad，施加的超聲的總能量在5 MJ/m3以上。輻射可以在超聲前進(jìn)行，或超聲可以在輻射前進(jìn)行，或輻射和超聲可以在同時(shí)或幾乎同時(shí)進(jìn)行。

表2 美國(guó)希樂克公司木質(zhì)素乙醇相關(guān)基本專利

美國(guó)的麥斯科瑪公司共申請(qǐng)了54件木質(zhì)素乙醇相關(guān)專利，進(jìn)行同族分析發(fā)現(xiàn)，其基本專利8件(表3)，在中國(guó)申請(qǐng)了3件相關(guān)專利(CN20088024031、CN20068040876、CN20088024031)。通過對(duì)這8件基本專利的分析發(fā)現(xiàn)，該公司木質(zhì)素乙醇技術(shù)專利涉及預(yù)處理、水解、發(fā)酵、回收4個(gè)階段，非常全面，但主要側(cè)重于木質(zhì)素乙醇制造過程中的水解和發(fā)酵技術(shù)及工藝，從方法來(lái)看，主要是利用嗜熱或嗜溫微生物處理來(lái)提高乙醇濃度。

表3 美國(guó)麥斯科瑪公司木質(zhì)素乙醇相關(guān)基本專利

加拿大的艾歐基能源公司共申請(qǐng)了45件木質(zhì)素乙醇相關(guān)專利，進(jìn)行同族分析可知其基本專利5件，在中國(guó)申請(qǐng)相關(guān)專利1件(CN20088109945)。對(duì)該公司的相關(guān)專利分析發(fā)現(xiàn)，其與美國(guó)的麥斯科瑪公司一樣，主要側(cè)重于水解和發(fā)酵的技術(shù)及工藝，從方法來(lái)看，主要側(cè)重于酶技術(shù)和酵母菌株的研究，提高糖和醇的產(chǎn)量。

表4 加拿大艾歐基能源公司木質(zhì)素乙醇相關(guān)基本專利

對(duì)排名前3的這3家公司進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，從進(jìn)入木質(zhì)素乙醇技術(shù)領(lǐng)域的時(shí)間上來(lái)看，加拿大的艾歐基能源公司最早涉足，其早在2000年就申請(qǐng)了相關(guān)技術(shù)專利，直到現(xiàn)在，其研發(fā)活動(dòng)仍然非?；钴S。美國(guó)希樂克公司和麥斯科瑪公司則在2005年、2006年才有相關(guān)專利申請(qǐng)，其研發(fā)活動(dòng)一直也十分活躍。通過專利族的同族數(shù)量可以反映出專利技術(shù)的商業(yè)價(jià)值，一般來(lái)說(shuō)，同族數(shù)越大，其專利價(jià)值也越高。美國(guó)希樂克公司的專利族是3家公司中最強(qiáng)大的，因此，其關(guān)于木質(zhì)素乙醇的預(yù)處理的專利技術(shù)價(jià)值也較高。

4 關(guān)鍵技術(shù)分類分析

本文選取木質(zhì)素乙醇生產(chǎn)一般工藝中的預(yù)處理、水解和發(fā)酵3個(gè)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行深入分析。首先對(duì)采集到的專利數(shù)據(jù)進(jìn)行技術(shù)分類標(biāo)引。一件專利可能同時(shí)被標(biāo)引兩次，如一件專利技術(shù)同時(shí)涉及2個(gè)或3個(gè)關(guān)鍵技術(shù)。

數(shù)據(jù)分析結(jié)果表明(圖4、圖5)，有關(guān)發(fā)酵、預(yù)處理、水解的木質(zhì)素乙醇技術(shù)專利量分布比較均衡，分別是241件、236件、224件。從各類技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看也基本相同，1979～2006年，各類技術(shù)專利申請(qǐng)量都不多，且增長(zhǎng)緩慢，2007年開始申請(qǐng)量增多，且增幅較大。

圖4 各類木質(zhì)素乙醇相關(guān)技術(shù)專利量

圖5 各類木質(zhì)素乙醇相關(guān)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

4.1 預(yù)處理技術(shù)

在預(yù)處理技術(shù)方面，專利族成員最龐大的是美國(guó)希樂克公司優(yōu)先權(quán)號(hào)為US20060854519P的美國(guó)專利，其專利簇成員共53個(gè)，已經(jīng)在美國(guó)、歐洲、中國(guó)、日本、韓國(guó)、加拿大、澳大利亞等14個(gè)國(guó)家和地區(qū)布局該專利技術(shù)，其中最新的授權(quán)專利公開號(hào)是US7932065B2，專利名稱為生物質(zhì)的加工(Processing Biomass)，其預(yù)處理技術(shù)方法如下:生物質(zhì)原料首先經(jīng)過機(jī)械研磨和剪切，然后進(jìn)行電子束照射，電子束輻射的劑量率至少需要1.0 Mrad/s，并為生物質(zhì)原料提供大約10Mrad到150Mrad的輻射量，才能使輻射后的生物質(zhì)材料更容易受到化學(xué)，酶和/或生物的作用。

根據(jù)各類預(yù)處理技術(shù)的專利量來(lái)看，目前的主要預(yù)處理技術(shù)有:機(jī)械研磨剪切、輻射、超聲、蒸汽爆炸、堿性溶液處理、氨纖維爆裂(AFEX)、離子液體處理、阻斷預(yù)處理(阻斷多肽和蛋白質(zhì))、酸處理、亞硫酸鹽蒸煮預(yù)處理。

根據(jù)專利申請(qǐng)時(shí)間來(lái)看，最新的預(yù)處理技術(shù)包括2010年韓國(guó)專利KR20100040826揭露了一種預(yù)處理方法，其特點(diǎn)在于濕式研磨、微波處理和爆破處理，其處理的生物質(zhì)原料即可以來(lái)自松木和櫟樹等木本植物，也可是蘆葦?shù)炔荼局参铩?010年韓國(guó)專利KR20100008497利用濕式研磨法和爆破法進(jìn)行預(yù)處理。2009年的臺(tái)灣專利TW20090136797，揭露了一種多功能連續(xù)式生物質(zhì)預(yù)處理組合裝置及其應(yīng)用方法，其特征在于包括由——高壓系進(jìn)料槽組、——壓力隔離進(jìn)出料棋組、——低溫螺旋輸送反應(yīng)器組、——擠壓輸送器組、——高溫螺旋輸送反應(yīng)器組、——壓力釋放器組、——閃化槽組、——蒸汽注入模塊及——藥劑注入模塊所構(gòu)成，將進(jìn)料、輸送、混酸或堿、高溫高壓反應(yīng)、固液分離及高壓閃化之手段結(jié)合連續(xù)操作模式應(yīng)用于纖維生物質(zhì)原料。2009年美國(guó)專利 US20090170805P通過去除抑制化合物進(jìn)行木質(zhì)纖維素生物質(zhì)預(yù)處理，丹麥專利DK20090000050揭露一種用于預(yù)處理的快速混合介質(zhì)的裝置及方法。

4.2 水解技術(shù)

在水解技術(shù)方面，專利族成員最龐大的是美國(guó)中西部研究所(Midwest Research Inst)優(yōu)先權(quán)號(hào)為US20000634978的美國(guó)專利，其專利簇成員共17個(gè)，已經(jīng)在美國(guó)、歐洲、加拿大、英國(guó)、澳大利亞、丹麥、西班牙7個(gè)國(guó)家和地區(qū)布局了該專利技術(shù)。專利族中的最新授權(quán)專利公開號(hào)是US6660506B2，名稱是通過烯酸水解法將部分干燥的木質(zhì)纖維素制備成乙醇(Ethanol Production with Dilute Acid Hydrolysis Using Partially Dried Lignocellulosics)，該專利技術(shù)可提高可溶性糖的產(chǎn)量，其水解技術(shù)是兩階段烯酸水解法，第一水解階段，將經(jīng)酸浸漬過的纖維素生物質(zhì)顆粒在水解反應(yīng)器中的溫度在130～220℃之間，pH值控制在5左右，再經(jīng)過逆流提取工藝，從第一水解階段回收超過95%的可溶性糖;第二水解階段，溫度控制在190～240℃之間，pH值控制在4.5左右。優(yōu)先權(quán)號(hào)為US19970833435的美國(guó)專利，擁有14件同族專利，提出了一種提高水解率的方法，即在同步糖化發(fā)酵(SSF)過程中，使用超聲波處理，從而提高纖維素酶的水解能力，減少其用量。

根據(jù)各類水解技術(shù)的專利量來(lái)看，目前的主要水解技術(shù)有兩大類:一是酶水解，即利用纖維素酶進(jìn)行酶水解，酶水解工藝基本上可以分為兩類。第一類工藝是分別水解和發(fā)酵工藝，簡(jiǎn)稱SHF，纖維素廢棄物的水解和糖液的發(fā)酵在不同的反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行;第二類工藝是同時(shí)糖化和發(fā)酵工藝，簡(jiǎn)稱SSF，纖維素的水解和糖液的發(fā)酵在同一個(gè)反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行。二是酸水解，即利用酸容易來(lái)分解纖維素和半纖維素，稀酸水解常分兩步進(jìn)行:第一步用較低溫度分解半纖維素;第二步用較高溫度分解纖維素。水解反應(yīng)器主要有逆流式和并流式兩種。

根據(jù)專利申請(qǐng)時(shí)間來(lái)看，最新的水解技術(shù)包括2010年法國(guó)申請(qǐng)的國(guó)際WO2011117728A3名稱為“新型CBH1－EG1融合蛋白及其用途”，該專利技術(shù)將新型CBH1－EG1融合蛋白用于將木質(zhì)纖維素原料轉(zhuǎn)化為乙醇，主要用于酶促水解階段。2009年優(yōu)先權(quán)號(hào)為TW20090136799的臺(tái)灣專利，提出一種提高水解效率的方法，其特征在于水解反應(yīng)中使用農(nóng)業(yè)生產(chǎn)乳酪的副產(chǎn)物乳漿及其它相似性質(zhì)的有機(jī)溶液作為添加劑，水解溫度應(yīng)為50℃，放置于轉(zhuǎn)速100rpm的振蕩水浴槽中，反應(yīng)時(shí)間72h，可以提高10%的水解率和30%的總體濃度。

4.3 發(fā)酵技術(shù)

在發(fā)酵技術(shù)方面，專利族成員最龐大的是美國(guó)達(dá)特莫斯大學(xué)(Dartmouth College)優(yōu)先權(quán)號(hào)為WO2007 US67941 和US20050731674 P的美國(guó)專利。專利族中的最新授權(quán)專利公開號(hào)是US6660506 B2，名稱是“將木質(zhì)纖維素生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為乙醇的嗜熱生物”，該專利公開了消耗多種生物質(zhì)衍生的底物的嗜熱突變生物體，確切地說(shuō)是消除乙酸激酶和磷酸轉(zhuǎn)乙酷酶表達(dá)的解糖熱厭氧桿菌菌株。該生物體可以用于，例如，在對(duì)纖維素酶潔性最適的溫度下進(jìn)行的嗜熱SSF和SSCF反應(yīng)，以產(chǎn)生近于理論的乙醇產(chǎn)率。

大多數(shù)發(fā)酵技術(shù)的專利是涉及發(fā)酵微生物和菌種的選擇及相應(yīng)的發(fā)酵工藝，多用幾種微生物混合，以提高發(fā)酵效率。專利文獻(xiàn)中提出的發(fā)酵微生物和菌種主要有:新的馬克斯克魯維氏酵母(Kluyverαnyces marxianus)耐熱型菌株，發(fā)酵生物Pichia stipitis、Pichia segobiensis 、Candida shehatae，真菌Chalara SP(也可以和真菌Trametes sp組合使用)，Thermoanaerobacter Mathranii 菌 株 BG1，梭 菌Thermocellum、Thermoanaerobacterium Saccharolyticum，厭氧嗜熱細(xì)菌Italicus亞種、微生物克魯維酵母菌株等。

根據(jù)專利申請(qǐng)時(shí)間來(lái)看，最新發(fā)酵技術(shù)方面的專利技術(shù)主要有，2010年優(yōu)先權(quán)號(hào)為US20100298790 P的美國(guó)專利，其特征在于提供重組微生物，用于表達(dá)一個(gè)或多個(gè)酶，并在代謝途徑工程中起作用。2009年優(yōu)先權(quán)號(hào)為DK20090070297的丹麥專利發(fā)現(xiàn)厭氧嗜熱細(xì)菌Italicus亞種適合于發(fā)酵，特別是由木質(zhì)素纖維素生產(chǎn)乙醇。

5 結(jié)語(yǔ)

木質(zhì)素乙醇技術(shù)目前正處于技術(shù)發(fā)展期，未來(lái)發(fā)展勢(shì)頭良好。目前該技術(shù)主要掌握在美國(guó)、加拿大、瑞典、丹麥這幾個(gè)國(guó)家的大型企業(yè)手中，如美國(guó)希樂克公司和麥斯科瑪公司、加拿大艾歐基能源公司，大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)也掌握有一定的專利技術(shù)。相對(duì)于上述國(guó)家，中國(guó)整體技術(shù)實(shí)力還比較薄弱，應(yīng)加大技術(shù)創(chuàng)新力度，密切關(guān)注木質(zhì)素乙醇技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)和主要競(jìng)爭(zhēng)者，充分利用核心專利文獻(xiàn)，發(fā)揮后發(fā)優(yōu)勢(shì)，消化吸收再創(chuàng)新，逐步形成自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，爭(zhēng)取在本領(lǐng)域的未來(lái)競(jìng)爭(zhēng)中贏得一席之地。

［1］崔永強(qiáng)，林燕，華鑫怡，等.木質(zhì)纖維素為原料的燃料乙醇發(fā)酵技術(shù)研究進(jìn)展［J］.化工進(jìn)展，2010，29(10):1868 ～1876.

［2］Sanderson K.Lignocellulose:A chewy problem.［J］.Nature，2011，474(7352):12～14.

［3］張 越，聶莉莉，宋 建，等.木質(zhì)纖維素為原料的燃料乙醇預(yù)處理技術(shù)研究進(jìn)展［J］.天津農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，17(4):113 ～116.

［4］張宇昊，王 頡，張 偉，等.半纖維素發(fā)酵生產(chǎn)燃料乙醇的研究進(jìn)展［J］.釀酒科技，2004(5):72～74.

［5］陳大明.美國(guó)生物能源產(chǎn)業(yè)政策［EB/OL］.［2010－11－12］.http://www.hyqb.sh.cn/publish/portal3/tab342/info5654.htm.