[發明專利]一種利用甘蔗葉制備乙醇的方法

無效

• 申請號: 201210192279.9
• 申請日: 2012-06-12
• 公開（公告）號: CN102703521A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 楊曉鋒
• 申請（專利權）人: 楊曉鋒
• 主分類號: C12P7/10
• 分類號: C12P7/10;C12R1/865;C12R1/645
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本發明屬于生物質化工技術領域，涉及一種生產乙醇的方法，具體涉及一種利用甘蔗葉為原料生產乙醇的方法。

背景技術

能源是人類賴以生存和持續發展的重要物質基礎，利用化石能源所造成的環境污染和氣候變化對人類生存和發展也提出了嚴峻挑戰。這使得開發新型、清潔、可再生的新能源變得非常必要和緊迫。乙醇作為燃料使用具有許多優勢：乙醇可以采用可再生的生物質制取，不存在資源枯竭問題；乙醇生產具有比較成熟技術和比較完善的工藝；乙醇作為液體燃料具有能量密度大，儲存使用方便，毒性低，而且可以生物降解；乙醇不含硫及灰分，乙醇燃燒主要產生二氧化碳和水，二氧化碳參于全球碳循環，因此燃燒后尾氣污染小，并且不增加溫室氣體排放量；乙醇的辛烷值比汽油高許多，乙醇既是抗爆劑，又是助燃劑，所以用乙醇替代部分化石燃料，可消除空氣中的鉛的污染，減少溫室氣體二氧化碳的積累。目前，通過發酵玉米淀粉、薯類物質等已經實現第一代燃料乙醇產業化。比如美國以玉米為原料，歐洲則主要以小麥為原料，我國也發展了以玉米和小麥為原料的乙醇工業。近年來，由于以糧食為原料的燃料乙醇發展迅速，導致國內外糧食價格大幅度上漲，而且生產生物燃料會耗費太多的土地。

我國是農作物秸稈的生產大國，因此我國發展木質纖維原料進行燃料乙醇生產具有原料優勢。甘蔗屬于單子葉多年生禾木科植物，是人類迄今所栽培的生物量最高的大田作物，主要用于生產白砂糖。甘蔗經過制糖加工后所剩余的甘蔗葉富含纖維素、半纖維素和木質素等成分，但大多被丟棄于田中或燃燒，不僅造成資源浪費，還會污染環境。本發明人以甘蔗葉為原料，利用黃孢原毛平革菌預處理和釀酒酵母發酵的方法對其進行發酵生產乙醇，不僅解決了甘蔗葉的重新利用問題，還為燃料乙醇的生產提供了一種途徑。

發明內容

本發明是通過以下技術方案實現的：

（1）黃孢原毛平革菌（Phanerochaete?chrysosporium）的培養：

種子培養基配方：酵母膏，蛋白胨，磷酸二氫鉀，氯化鈉，氯化鎂，硫酸亞鐵，其余為水，pH6.0；121℃滅菌20分鐘；

取黃孢原毛平革菌的菌種按照10⁵/ml的接種量接種于種子培養基，36℃培養48-56小時，之后離心收集培養物，置于4℃，待用。

（2）甘蔗葉的預處理：

收集甘蔗葉，烘干，爆破粉碎，過60目篩，得到粉碎的甘蔗葉；之后將粉碎后甘蔗葉采用0.5%的稀鹽酸處理；處理完畢，離心取上清，添加蛋白胨至終濃度3g/L以及磷酸二氫鉀至終濃度0.5g/L，調節?pH至6.0。將培養待用的黃孢原毛平革菌按照10⁷-10⁸/ml的接種量加入上述液體中，36℃培養36-48小時。

（3）甘蔗葉的酶解：

黃孢原毛平革菌處理完畢，離心取上清，在上清液中分別按照10U/mL和20U/mL的比例添加α-淀粉酶和β-葡萄糖苷酶，37℃酶解20-30小時。

（4）釀酒酵母（Saccharomyces?cerevisiae）發酵產乙醇：

將上述酶解液加熱至沸騰，滅酶處理5分鐘，待冷卻至室溫，將其配制成發酵培養基，1L酶解液中添加酵母膏2g/L，蛋白胨3g/L，氯化鈉5g/L；調節pH至7.0，121℃滅菌20分鐘；在上述培養基中按照10⁶-10⁷/ml的接種量接入釀酒酵母，厭氧發酵，38℃培養24小時，生產乙醇。

本發明的有益效果：

本發明以甘蔗葉為原料，采用釀酒酵母發酵生產乙醇，乙醇的平均濃度可達19.8g/L；黃孢原毛平革菌可以有效地處理甘蔗葉中的木質素，而α-淀粉酶和β-葡萄糖苷酶可以講纖維素類物質降解為單糖，從而可以提高甘蔗葉中乙醇的轉化效率，乙醇的平均轉化率達到理論轉化率的83%。本發明為甘蔗葉的再利用提供了一種新途徑。

具體實施方式

實施例1：

以甘蔗葉為原料制備乙醇，包括以下步驟：

（1）黃孢原毛平革菌的培養：

種子培養基配方：酵母膏3g/L，蛋白胨8g/L，磷酸二氫鉀1g/L，氯化鈉6g/L，氯化鎂0.5g/L，硫酸亞鐵0.3g/L，其余為水，pH6.0；121℃滅菌20分鐘；

取黃孢原毛平革菌的菌種按照10⁵/ml的接種量接種于種子培養基，36℃培養48小時，之后離心收集培養物，置于4℃，待用；離心條件為10000rpm，15分鐘。

（2）甘蔗葉的預處理：