[發明專利]一種以固體秸稈為碳源培養發酵種子液的方法

無效

• 申請號: 200910047148.X
• 申請日: 2009-03-06
• 公開（公告）號: CN101824395A
• 公開（公告）日: 2010-09-08
• 發明（設計）人: 鮑杰;楚德強;張建;畢德璽;朱培;蘆晨陽;范超
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: C12N1/22
• 分類號: C12N1/22;C12P7/10;C12P1/00;C12R1/01;C12R1/645;C12R1/84;C12R1/865
• 代理公司: 上海翼勝專利商標事務所(普通合伙) 31218
• 代理人: 翟羽

【技術領域】

本發明涉及發酵與生物質能源技術領域，具體地說，是一種以固體秸稈 為碳源培養發酵種子液的方法。

【背景技術】

農作物秸稈等纖維質原料是世界上最豐富的可再生資源，利用纖維質原 料發酵生產酒精，用于車用燃料乙醇是一個極具前景的產業。秸稈作為一種 豐富的農業副產物，成本低廉，分布廣泛，以它作為原料能夠降低生物乙醇 的原料成本，擴大乙醇生產規模。

纖維質原料發酵生產乙醇一般包括原料的預處理、酶水解、發酵、提純 等步驟。現有主要的預處理方法包括稀酸預處理和蒸汽汽爆等技術，原料預 處理能夠破壞纖維質原料對酶解過程的抵抗性，有利于酶水解的進行，但是 預處理過程會產生大量的抑制物，這些抑制物抑制了發酵微生物在纖維質原 料水解液中的生長以及乙醇發酵。為了能夠有效的進行秸稈乙醇發酵，研究 者首先提出通過脫除水解液中抑制物的方式來提高發酵效率，包括堿中和、 離子交換、溶劑萃取等方法，這些方法使得過程成本提高，操作復雜，也加 大后續乙醇分離的難度。另一種途徑即把發酵微生物培養在含纖維素水解液 清液的培養基中，進行馴化培養，使菌種具備對抑制物的耐受性，再用于乙 醇的同步糖化發酵。但是，無論水解液的脫毒處理或菌種的馴化培養，都需 要液固分離設備，這不僅增加設備成本，在液固分離和脫毒過程都會導致可 發酵糖的損失，此外也增大染菌的風險。這就需要一種能夠實現低成本培養 乙醇發酵種子液的方法，在工藝上簡單可行，同時也能夠起到馴化發酵微生 物的目的。

【發明內容】

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種以固體秸稈為碳源培 養發酵種子液的方法。

本發明的構思：以固體秸稈類物質為原料發酵生產燃料乙醇過程中種子 培養液的低成本培養方法，適合于以固體秸稈類物質為原料進行乙醇發酵或 其它生物基產品發酵的工業發酵菌種種子培養，菌種在多級培養過程中，向 培養基中添加預處理后的固體秸稈作為碳源，同時加入纖維素酶和營養鹽， 使種子在培養階段即采用同步糖化與發酵的方式生長。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

一種以固體秸稈為碳源培養發酵種子液的方法，其具體步驟為：

(1)發酵菌種的活化：

從菌種保藏平板、保藏斜面或冷凍甘油保藏管保存的菌種接種于合成培 養基，培養溫度25～45℃，優選溫度為30℃；轉速50～500rpm，優選轉速 為150rpm；培養12～36小時，OD₆₀₀值達到4～16；

在合成培養基中，葡萄糖濃度10～100g/L，營養鹽濃度是KH₂PO₄或 K₂HPO₄?0.5～10g/l，MgSO₄·7H₂O?0.1～5g/l，(NH₄)₂SO₄?0.5～10g/l，酵母萃 取粉或玉米漿0.1～10g/l；

所述的菌種包括釀酒酵母(Saccharomyces?cerevisiae)、管囊酵母 (Pachysolen?tannophilus)、樹干畢赤酵母(Pichia?stipitis)、克魯維酵母 (Kluyveromyces?marxianus)、運動發酵單胞菌(Zymomonas?mobilis)菌株， 以及通過誘變、基因工程等操作改造上述菌株以及上述菌株的兩種或數種的 混合發酵；優選為釀酒酵母；其中：誘變篩選的菌株是指通過化學、物理以 及射線等誘變改造的菌株；基因工程操作的菌株是指通過轉入質粒、同源重 組及改善代謝路徑后的可用于代謝六碳糖或五碳糖發酵生產乙醇的菌株；

OD₆₀₀值是指含有菌體的溶液在600nm波長處的吸光值；

(2)培養基中添加預處理的固體秸稈進行同步糖化馴化培養種子：

活化的種子液的體積百分數為5～20％接種于固體秸稈的混合培養基中， 在混合培養基中固體秸稈的質量百分數為3～30％，加入纖維素酶和營養鹽， 轉速50～500rpm，溫度25～45℃，培養12～36小時；優選條件為轉速150rpm， 溫度37℃，培養18小時；得到發酵菌種的漿液；

混合培養基是指以0.1～50g/L葡萄糖溶液調整固體秸稈固含量的培養基， 其pH為2.0～8.0，優選pH為5.0；