[發明專利]一種利用粟酒裂殖酵母發酵菊芋制備乙醇的方法

無效

• 申請號: 201210311711.1
• 申請日: 2012-08-29
• 公開（公告）號: CN102807996A
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發明（設計）人: 石大勇
• 申請（專利權）人: 太倉同濟化工原料廠
• 主分類號: C12P7/06
• 分類號: C12P7/06;C12R1/645
• 代理公司: 江蘇致邦律師事務所 32230
• 代理人: 徐蓓

技術領域

本發明屬于發酵技術領域，具體涉及一種利用粟酒裂殖酵母發酵菊芋制備乙醇的方法。

背景技術

在化工領域中，乙醇(俗稱酒精)是一種重要的工業原料，廣泛應用于化工、食品、飲料工業、軍工、日用化工和醫藥衛生等領域，并且乙醇作為一種優良的燃料(其燃燒值達到26900?kJ/kg)，可以提高燃油品質口]。如今，在發酵行業中，主要采用釀酒酵母生物轉化生產乙醇。

菊芋，俗名洋姜，原產北美，目前在中國廣泛種植。菊芋塊莖富含菊粉，占其干質量的68％-83％。菊粉是果糖經β-２,１-糖苷鍵聚合而成的一種果聚糖，呈直鏈結構，末端常含有一個葡萄糖基，常用來生產高果糖漿，也可以用來生產乙醇。菊芋適應性強，耐貧瘠、耐寒、耐旱，特別適合在沙漠、灘涂、鹽堿荒地等非農業耕地種植，且產量高，價格低廉。作為一種果糖基能源植物，菊芋與小麥、玉米等糧食類淀粉質原料相比，具有不占耕地、無需液化等優勢，是我國非糧燃料乙醇生產及其產業規模化發展可選擇的原料之一。

以菊芋為原料生產乙醇很早就受到國內外的關注。20世紀50年代以來，國內外學者先后報道了各種以菊粉為原料生產乙醇的工藝技術，包括首先酸解或酶解菊粉生成單糖，再利用釀酒酵母發酵生成乙醇的分步糖化發酵工藝（SHF）和利用產菊粉酶的微生物與釀酒酵母進行混合培養的同步糖化發酵工藝（SSF）。

發明內容

本發明提供了一種利用粟酒裂殖酵母發酵菊芋制備乙醇的方法。

1.??????一種利用粟酒裂殖酵母發酵菊芋制備乙醇的方法，包括種子培養和發酵培養兩步驟，其特征在于發酵時，每個三角瓶裝入100?mL、一定濃度的菊粉發酵液，分別接入乙醇發酵菌種，接種量5%，在一定溫度下靜止培養。

2.??????步驟1所述的種子液的制備過程：酵母接入種子培養基中，30℃振蕩培養48?h，使細胞濃度達到１×10^８個/mL以上。

3.??????步驟1所述的發酵培養基配制方法：菊粉（按試驗要求配制所需質量濃度，g/L），酵母膏15?g/L，蛋白胨20?g/L，除特別指出外，初始pH值均用稀鹽酸調節至不同值，115℃滅菌35?min。

4.??????步驟2所述的種子培養基配制方法：菊粉20?g/L，酵母膏15?g/L，蛋白胨20?g/L，pH值4.6；121℃滅菌20?min。

5.??????步驟1所述的最佳發酵溫度為32℃。

6.??????步驟2所述的最佳初始pH值為4.5。

7.??????步驟1所述的最佳菊芋粉濃度為200?g/L。

本發明使用粟酒裂殖酵母進行單菌同步糖化發酵菊芋生產燃料乙醇的試驗。本發明以粟酒裂殖酵母為出發菌株，以菊粉為原料，并考察了溫度、初始pH值和菊粉質量濃度對乙醇發酵的影響。

附圖說明

圖1培養溫度對乙醇發酵的影響。

圖2不同初始pH對乙醇發酵的影響。

具體實施方式

下面的實施例對本發明作詳細說明，但對本發明沒有限制。

本發明所用的菌株為粟酒裂殖酵母，購買于CICC，編號為：CICC20249。

實施例1

本實施案例說明溫度對乙醇發酵的影響，溫度分別為：24℃、28℃、32℃、36℃和40℃，溫度是微生物生長的重要環境條件之一，不但影響粟酒裂殖酵母生長和繁殖，同時也影響乙醇發酵酶系的分泌和活性，所以研究溫度對粟酒裂殖酵母在乙醇發酵中的影響，對提高發酵生產的效率具有十分重要的意義。

由圖1可知，粟酒裂殖酵母最適發酵溫度為32℃，乙醇質量濃度達74.23?g/L，28℃和36℃也具有較高的乙醇質量濃度，分別為64.34?g/L和68.12?g/L，而在24℃和40℃進行發酵時，乙醇質量濃度只有42.88?g/L和46.46?g/L。

實施例2

本實施案例說明不同初始pH值對乙醇發酵的影響，pH值是影響微生物生長的另一重要因素，通過影響酶的活性而影響發酵。初始pH分別設置為：4.0，4.5，5.0，5.5和6.0。結果如圖2所示。

由圖2可知，粟酒裂殖酵母最適發酵初始pH值為4.5左右，乙醇質量濃度達到74.48?g/L。發酵結束后，發酵液的pH值比初始時有不同幅度的下降。高的初始pH值導致發酵液褐變，同時溶液變粘稠，流動性變差，乙醇產量也隨初始pH值的升高而下降，這可能是由于分解菊粉的酶和發酵糖產乙醇的酶系受pH值升高而導致酶活下降的緣故。

實施例3