[發明專利]一種用甘薯廢棄物制備糖和乙醇的方法

有效

• 申請號: 201310384161.0
• 申請日: 2013-08-28
• 公開（公告）號: CN103421851A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發明（設計）人: 方詡;侯少莉;劉莎莎;牛康樂
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: C12P7/10
• 分類號: C12P7/10;C12P19/14;C12P19/02;C12R1/865
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 朱家富

技術領域

本發明涉及一種用甘薯廢棄物制備糖和乙醇的方法，屬于淀粉加工廢棄物利用技術領域。

背景技術

我們國家廣泛種植的糧食和經濟作物如谷類、薯類等，因為適應性很強，產量高，價格低，通常作為生產淀粉的原材料，但是提取淀粉之后，產生的大量廢渣中富含淀粉、膳食纖維、蛋白質等豐富的營養成份，含水量一般都很高，所以極易發酵腐敗，給周邊環境造成了嚴重污染。綜上所述，找到一種能夠快速有效地降解廢渣并且能大幅提高淀粉的水解得率的方法，實現農副產品資源的再利用和對環境的保護，是當前面臨的首要任務。

中國專利文獻CN102558386A（申請號201210015175.0）公開了一種從甘薯渣中提取果膠的方法，步驟為：（1）稱取干甘薯渣、高溫α-淀粉酶、葡萄糖苷酶，提取劑備用；（2）將甘薯渣和水混合，加入高溫α-淀粉酶，裝入帶有攪拌加熱裝置中；升溫后，打開攪拌，加熱后，加入葡萄糖苷酶，保溫，用碘液檢驗不變藍，停止加熱攪拌；（3）將加熱裝置內的剩余物質過濾，水洗，得到濾渣即為除去淀粉的甘薯渣；（4）將去除淀粉的甘薯渣和水混和，再加入提取劑，攪拌并保溫，加熱過濾，濾液進行離心處理，上清液經膜分離裝置，濃縮；（5）在濃縮液中加入乙醇，充分攪拌，離心，沉淀即制得果膠。

上述技術方案雖然是一種利用甘薯廢棄物的途徑，但仍然有大量廢棄物產生，無法充分利用原料。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，提供一種用甘薯廢棄物制備糖和乙醇的方法。本發明把含有淀粉、纖維、半纖維素、果膠等多種多糖的甘薯廢渣用生物法降解為葡萄糖等單糖，并且成本低、工藝簡單、葡萄糖及乙醇得率高。

術語說明

甘薯廢渣：甘薯提取淀粉后的廢棄物，水分一般70wt%～90%,為貯存方便，有的將廢渣烘干、粉碎成甘薯渣粉。甘薯廢渣中一般以淀粉、粗纖維為主，同時含有少量的蛋白質和脂肪等成份。

本發明的技術方案如下：

一種用甘薯廢棄物制備糖和乙醇的方法，包含以下步驟：

（1）取甘薯廢渣（以干重計），加水配成質量百分比為8%～35%的溶液，或者，取固形物含量為10wt%～30wt%的甘薯廢渣濕渣，制得預處理甘薯廢渣；

（2）按每公斤甘薯廢渣（以干重計）添加0.1升～1升的添加量向步驟（1）制得的預處理甘薯廢渣中添加微生物培養液，在溫度35℃～65℃的條件下，酶解1～24小時，然后按每克甘薯廢渣（以干重計）添加50U～200U的α‐淀粉酶，在溫度80℃～90℃的條件下，水解1～3小時，然后按每克甘薯廢渣（以干重計）添加50U～200U的糖化酶，在溫度55℃～65℃的條件下，水解1～12小時，制得葡萄糖醪液；

（3）向步驟（2）制得的葡萄糖醪液中接入耐高溫酵母，接種量為每克甘薯廢渣干料添加0.001g～0.005g酵母，在30℃～40℃靜置培養，進行乙醇發酵1～48小時，然后經純化分離，制得乙醇；

所述步驟（2）中微生物培養液的制備方法如下：

將微生物菌株接種于種子培養基中，在27～35℃的條件下培養1～3天，然后按1～20%的體積比轉接于產酶培養基中，在27～35℃、100～220rpm的條件下發酵培養3～7天，制得微生物培養液；該微生物培養液特征為一種復合酶系，特別是具有甘露聚糖酶、甘露糖苷酶、木糖苷酶、阿拉伯呋喃糖酶等酶活性的復合酶系；

所述的微生物菌株選自：棘孢曲霉（Aspergillus?aculeatus）、草酸青霉（Penicillium?oxalicum）、斜臥青霉（Penicillum?decumbens）、埃默森籃狀菌（Talaromyces?emersonii）、藍黃狀真菌（Talaromyces?flavus）、支頂孢屬真菌（Acremonium?cellulolyticus）、木霉（Trichoderma?spp.）、勒克瑙金孢真菌（Chrysosporium?lucknowense）。

根據本發明優選的，所述的棘孢曲霉（Aspergillus?aculeatus）購自美國模式培養物集存庫（ATCC），菌種保藏編號1015；

根據本發明優選的，所述的草酸青霉（Penicillium?oxalicum）源自中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，菌種保藏編號CGMCC5302。

根據本發明優選的，所述的種子培養基組分如下，均為重量百分比：