[發明專利]用頻繁供給酵母生產乙醇的方法

有效

• 申請號: 00805284.0
• 申請日: 2000-01-28
• 公開（公告）號: CN1344327A
• 公開（公告）日: 2002-04-10
• 發明（設計）人: G·M·阿拉德;P·J·勞克斯;A·Y·G·毛林;L·R·布拉瑟爾
• 申請（專利權）人: 諾德皮卡迪生物酒業公司
• 主分類號: C12P7/06
• 分類號: C12P7/06
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司
• 代理人: 程偉,彭益群

本發明涉及從淀粉植物原材料生產乙醇的方法。本發明尤其適合用于生產作為燃料的乙醇，但也適用于化學、制藥和化妝品工業，并且在精餾除去芳香族的物質后，用于食品工業。本發明特別用小麥、玉米、大麥、高粱、黑麥或大米的汁液作為原料。

將淀粉植物原料的汁液進行酶促液化處理以獲得液化汁液的生產乙醇的方法是已知的。然后對液化的汁液進行至少部分酶促糖化處理，以獲得糖化汁液。淀粉至少被部分轉化為葡萄糖。然后將糖化的汁液分成第一部分和第二部分。用稀釋劑稀釋第一部分的糖化汁液，并將其放入預發酵罐中與酵母菌屬的酵母接觸，獲得酵母懸浮液。稀釋劑一般是水和/或酒糟，其用量要使酵母懸浮液的醇度數小于6％(體積)，且有使過高的醇濃度不妨礙酵母的生長的效果。然后將此酵母懸浮液放在發酵罐中與第二部分糖化汁液接觸足夠長的時間，以獲得乙醇含量高于給定數值的酒。在通常的實踐中，此時間越是成比例地延長，乙醇的含量就越高。例如，當糖化時間為20小時時，為了獲得乙醇含量高于9％，而糖含量低于1g/l，通常必須允許在發酵罐中有40小時的接觸時間或發酵時間。已經有主張通過在保持40小時的發酵時間內也進行糖化來減少糖化操作的時間到10小時。這樣總的操作時間就是50小時。為了獲得乙醇，要將酒進行蒸餾。在此蒸餾的過程中，進行除去尤其是對應于酯的“討厭的味道”，使得能夠獲得酯含量低于百萬分之500份(500ppm)的乙醇，這一般是作為燃料的乙醇所要求的。在預發酵罐中連續地加入酸以保持某種程度的無菌操作，并用消毒劑給回路消毒也是必須的。

本發明通過一種比現有技術方法更短的生產乙醇的方法克服了這些缺點，它通過蒸餾直接得到這種低酯含量的醇，以致不再須要萃取這種酯，因此就能夠將任何添加的酸分配到預發酵罐中，降低了在生產回路中使用的消毒劑的量，而同時在所有條件都相同的條件下，酒具有更高的乙醇度數和相同的低糖含量。

本發明涉及一種生產乙醇的方法，它包括讓淀粉植物原料汁液與液化酶接觸，獲得液化的汁液，使該液化的汁液與糖化酶接觸，得到至少部分糖化的汁液；在預發酵罐中制備酵母菌屬的酵母在營養介質中的懸浮液，將糖化的汁液與足夠量的酵母懸浮液接觸足夠的時間，將在糖化汁液中所含的糖轉化為乙醇，得到糖含量低于3g/l，優選低于2g/l，更優選低于1g/l的酒，使得酒的乙醇度數至少為9.5％(基于體積-體積)，然后蒸餾酒得到乙醇。本方法的特征在于，它包括基本除去在預發酵罐中存在的所有酵母，并且在一定時間間隔內重新加入新鮮酵母，使得在與下一次更換酵母的時間間隔內，預發酵罐中的非酵母菌屬的微生物的濃度低于給定的閾值。

意外地發現，至今所必需的酵母懸浮液與糖化汁液的很長的接觸時間，是由于在比較短的時間內，酵母菌屬的酵母發生降解、突變和/或受到其它微生物的污染，特別是受到活性低得多的酒香酵母菌屬的酵母的污染。通過在此現象發生之前，特別優選是在預發酵罐中每毫升有10⁷個，更好是有10⁶個非酵母菌屬酵母的微生物之前用新鮮的酵母菌屬酵母更新所有酵母，保持發酵酵母的活性，這樣就能夠縮短發酵罐中的接觸時間，使得在蒸餾的過程中實際上沒有更多的酯，具有更高的醇度數、免除了必須在預發酵罐中加入酸，并減少了消毒劑的用量。酵母懸浮液的新鮮程度對將糖轉化為乙醇這一步驟時間長短起著極為重要的作用。給已經受到污染的酵母菌提供新鮮的酵母僅對所需接觸時間提供很暫時性的改善。為了保持連續地縮短所需的接觸時間，必須在添加新鮮酵母之前除去可能的所有陳舊的酵母。

通過取樣酵母懸浮液并用顯微鏡對其檢驗可以檢測出預發酵罐中存在的酒香酵母。這時，酵母菌屬酵母，特別是釀酒酵母菌具有卵形形狀，而酒香酵母具有伸長的形狀。也能夠由經驗得知觀察為加入新鮮酵母的時間間隔，并在4天以內的時間間隔用酵母菌屬酵母系統地替換廢酵母。

按照一個優選的實施方案，本發明在于將占糖化汁液重量10～30wt％，優選占15～20wt％的第一部分稀釋，獲得淡汁液，其余的糖化汁液組成濃汁液。在預發酵罐中進行淡汁液的預發酵，獲得預發酵的汁液，而在預發酵汁液存在下，把濃汁液放入發酵罐中足夠的時間以獲得酒。

優選地，供給預發酵罐的新鮮酵母的量為使得在預發酵罐中獲得的濃度至少為每毫升大約10⁶個細胞，優選10⁷個細胞。

已經發現，特別是對于酒中乙醇含量的9.5％的閾值，在發酵罐中的糖化時間和接觸時間的和僅僅是35小時。

本發明方法的第一階段涉及到將淀粉植物材料的汁液進行酶促液化處理，獲得液化的汁液。