[發(fā)明專利]一種利用酒糟原料發(fā)酵生產(chǎn)丁二酸的方法

無效

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• 申請日: 2011-07-26
• 公開（公告）號: CN102260715A
• 公開（公告）日: 2011-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄭璞;孔德誠
• 申請（專利權(quán)）人: 江南大學(xué)
• 主分類號: C12P7/46
• 分類號: C12P7/46;C12P19/14;C12R1/04
• 代理公司: 無錫市大為專利商標(biāo)事務(wù)所 32104
• 代理人: 時旭丹;劉品超

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種以工業(yè)廢棄物酒糟為原料，通過微生物發(fā)酵生產(chǎn)丁二酸的方法，屬于生物工程技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

丁二酸又稱琥珀酸，分子式為C₄H₆0₄，分子量為118.09，是工業(yè)上一種重要的化合物。在食品行業(yè)中，丁二酸的主要用途是作為食品的調(diào)味劑、酸化劑、中和劑、pH改良劑、風(fēng)味物質(zhì)和抗菌劑。丁二酸已被美國FDA認(rèn)定為GRAS?(一般認(rèn)為安全)；在醫(yī)藥行業(yè)中，它作為一種重要的醫(yī)藥合成中間體，是許多抗生素、氨基酸和維生素的生產(chǎn)原料；在化學(xué)工業(yè)中，丁二酸的主要用途是作為離子螯和劑用于電鍍行業(yè)中防止金屬的溶蝕和點蝕；它在紙張制造、紡織行業(yè)中也有一定范圍的用途，是作潤滑劑、照相化學(xué)品和表面活性劑的原料；丁二酸潛在的應(yīng)用領(lǐng)域是作為大宗基本化學(xué)品的原料，例如：N-甲基吡咯烷酮、1,4-丁二醇(BDO)、四氫呋喃、γ-丁內(nèi)酯、乙二胺二琥珀酸、丁二酸二乙酯、己二酸等，它可以取代很多基于苯和石化中間產(chǎn)物的商品，從而可減少由超過250種苯基化學(xué)制品的生產(chǎn)和消費過程中所產(chǎn)生的污染，它還是合成生物降解塑料，如聚丁二醇丁二酸酯的基本原料。目前，商品丁二酸的生產(chǎn)方法主要是馬來酸酐催化加氫的化學(xué)方法，在原料上依賴于不可再生的化石原料，存在原料日益減少與易污染環(huán)境等的弊端。利用微生物發(fā)酵生產(chǎn)丁二酸，因具有環(huán)境友好和擺脫對石化原料依賴的優(yōu)點，已成為國內(nèi)外研究的熱點（Appl?Microbiol?Biotechnol,?2007,?76:727-740）。發(fā)酵法生產(chǎn)丁二酸的優(yōu)勢是以可再生的生物質(zhì)作為發(fā)酵的初始原料。廉價的生物質(zhì)原料如糖類、淀粉類、菊粉類、木質(zhì)纖維素、乳清等都可用于丁二酸的發(fā)酵生產(chǎn)。

酒糟是釀酒過程中，發(fā)酵酒醪經(jīng)壓榨、分離去除酒液后留下的固形物。我國酒精及白酒生產(chǎn)廠家眾多，酒糟的產(chǎn)量很大。就白酒糟而言，近年來我國白酒年產(chǎn)量維持在500萬噸左右，產(chǎn)生的廢棄酒糟每年就超過2100萬噸。酒糟中含有大量水，部分淀粉、粗纖維、粗蛋白和維生素、氨基酸、有機酸、低碳糖、雜醇等有機成分。酒糟如不及時處理極易腐敗變質(zhì)，既浪費了寶貴資源又造成環(huán)境污染。當(dāng)前酒糟的主要處理方式是直接用來做飼料，但是酒糟中蛋白質(zhì)含量相對少，酒精、醛與雜醇油等對家畜的生長發(fā)育和繁殖有一定的毒性，作為飼料消化率低，口適性差，因此其用量有限。有效開發(fā)利用酒糟，不僅能減少和防止酒糟對環(huán)境的污染，而且還能帶來巨大的經(jīng)濟效益。目前報道的開發(fā)利用酒糟的技術(shù)主要有：烘干去稻殼直接生產(chǎn)飼料；經(jīng)微生物發(fā)酵后生產(chǎn)菌體蛋白飼料；進行固態(tài)發(fā)酵，生產(chǎn)酶類飼料添加劑；用于養(yǎng)殖蠅蛆和蚯蚓間接生產(chǎn)飼料；厭氧發(fā)酵生產(chǎn)沼氣；用于培養(yǎng)食用菌等。也有從酒糟中提取復(fù)合氨基酸及微量元素、制取甘油（CN1183401A）、提取植酸與植酸鈣、生產(chǎn)微生物農(nóng)藥（如CN?1481688A）等研究。酒糟中主要成分是淀粉10%左右，纖維素20%左右，蛋白質(zhì)7~10%，具有作為發(fā)酵原料來進行發(fā)酵的潛質(zhì)，但還未見對于利用酒糟為原料發(fā)酵生產(chǎn)丁二酸的報道。

本發(fā)明提供了一種以酒糟為原料微生物發(fā)酵生產(chǎn)丁二酸的方法。即先將酒糟進行脫水、粉碎等的預(yù)處理，以及進行淀粉酶、糖化酶與復(fù)合纖維素酶等的預(yù)水解；然后接入琥珀酸放線桿菌進行邊糖化邊發(fā)酵生產(chǎn)丁二酸。本發(fā)明在生產(chǎn)丁二酸的原料來源上，采用釀造業(yè)的廢棄酒糟，具有不與人爭糧、不與糧爭地的特點。同時將酒糟轉(zhuǎn)化為重要的C4平臺化合物丁二酸，既提升了酒糟的使用價值，增加經(jīng)濟效益，又減少了環(huán)境污染。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種利用工業(yè)廢棄物酒糟發(fā)酵生產(chǎn)丁二酸的方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案：一種利用工業(yè)廢棄物酒糟發(fā)酵生產(chǎn)丁二酸的方法。包括：新鮮酒糟經(jīng)脫水、粉碎預(yù)處理，酒糟發(fā)酵培養(yǎng)基的配制，再經(jīng)α-淀粉酶預(yù)水解、及糖化酶和復(fù)合纖維素酶等的兩級預(yù)水解，然后與琥珀酸放線桿菌厭氧發(fā)酵邊糖化邊發(fā)酵生成丁二酸，并從發(fā)酵液中提取丁二酸。?

以下是本發(fā)明方法的詳細描述：?

新鮮酒糟預(yù)處理：將新鮮的酒糟放入105℃烘箱內(nèi)，烘6~12?h，使其水份含量20%以下，酒精的含量在0.005?g酒精/g酒糟以下；并粉碎，得到40~80目的干酒糟顆粒。