[發明專利]一種采用二級混菌發酵生產丙酮、丁醇和乙醇的方法

在審

• 申請號: 201710003068.9
• 申請日: 2017-01-04
• 公開（公告）號: CN108265098A
• 公開（公告）日: 2018-07-10
• 發明（設計）人: 譚天偉;蔡的;秦培勇;文皓;張長偉;陳長京
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: C12P39/00
• 分類號: C12P39/00;C12P7/10;C12P7/14;C12P7/16;C12P7/28;C12R1/145;C12R1/865
• 代理公司: 北京聿宏知識產權代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建

1.一種采用二級混菌發酵生產丙酮、丁醇和乙醇的方法，其包括以下步驟：

A，將木質纖維素水解液滅菌后作為發酵培養基，依次置入第一級發酵罐和第二級發酵罐中；

B，將產丁醇梭菌或產丁醇梭菌與釀酒酵母的混合物接入第二級發酵罐中，將釀酒酵母或釀酒酵母與產丁醇梭菌的混合物接入第一級發酵罐中；

C，第一級發酵罐發酵3-72h后，將未發酵過的新鮮發酵培養基以一定的稀釋率通入到第一級發酵罐，并將第一級發酵罐中發酵后獲得的發酵醪液以相同的體積流量通入到第二級發酵罐中，生產丙酮、丁醇和乙醇；

其中，所述稀釋率為0.0001-10/h。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，第二級發酵罐發酵0-72h后，再將釀酒酵母或釀酒酵母與產丁醇梭菌的混合物接入第一級發酵罐；優選第二級發酵罐發酵12-48h后，再將釀酒酵母或釀酒酵母與產丁醇梭菌的混合物接入第一級發酵罐；進一步優選第二級發酵罐發酵24-48h后，再將釀酒酵母或釀酒酵母與產丁醇梭菌的混合物接入第一級發酵罐。

3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，將產丁醇梭菌與釀酒酵母的混合物接入第二級發酵罐中，所述產丁醇梭菌與釀酒酵母的接種量之比為(20:1)-(1:20)；和/或

將釀酒酵母與產丁醇梭菌的混合物接入第一級發酵罐中，所述釀酒酵母與產丁醇梭菌的接種量之比為(20:1)-(1:20)。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，將產丁醇梭菌接入到第二級發酵罐1-72h后再接入釀酒酵母；或將釀酒酵母接入到第二級發酵罐1-72h后再接入產丁醇梭菌；或將產丁醇梭菌與釀酒酵母同時接入第二級發酵罐中；

將釀酒酵母接入到第一級發酵罐1-72h后再接入產丁醇梭菌，或將產丁醇梭菌接入到第一級發酵罐1-72h后再接入釀酒酵母；或將釀酒酵母與產丁醇梭菌同時接入第一級發酵罐中。

5.根據權利要求1-4任一項所述的方法，其特征在于，產丁醇梭菌或產丁醇梭菌與釀酒酵母的混合物以種子液的形式接入到第二級發酵罐中；種子液的接入量以第二級發酵罐中的發酵培養基的總體積計為5v％-50v％；優選種子液的接入量以第二級發酵罐中的發酵培養基的總體積計為5v％-20v％；

釀酒酵母或釀酒酵母與產丁醇梭菌的混合物以種子液的形式接入到第一級發酵罐中；種子液的接入量以第一級發酵罐中的發酵培養基的總體積計為5v％-50v％；優選種子液的接入量以第一級發酵罐中的發酵培養基的總體積計為5v％-20v％。

6.根據權利要求1-5任一項所述的方法，其特征在于，所述的產丁醇梭菌為丙酮丁醇梭菌、拜氏梭菌或巴氏梭菌；或為經基因工程和代謝工程改造后，具備丙酮、丁醇和乙醇中至少一種生產能力的梭菌菌株。

7.根據權利要求1-6任一項所述的方法，其特征在于，所述發酵培養基的pH值控制在3-8；和/或所述第一級發酵罐和第二級發酵罐中的溫度控制在25-45℃；和/或第一級發酵罐和第二級發酵罐中的發酵體積比為(10:1)-(1:100)。

8.根據權利要求1-7任一項所述的方法，其特征在于，所述木質纖維素水解液中含有糖；所述糖包括蔗糖、葡萄糖、木糖、果糖、半乳糖、阿拉伯糖、甘露糖、纖維二糖的一種或多種；所述糖的含量為10-100g/L。

9.根據權利要求1-8任一項所述的方法，其特征在于，所述木質纖維素水解液的獲得方法為：將富含木質纖維素的農林廢棄物經預處理后，利用纖維素酶或木聚糖酶進行酶解，獲得木質纖維素水解液；

所述的預處理為化學法、物理法和生物法中的一種或多種；所述的化學法為酸法、堿法、過氧化物法、離子液體法、有機溶劑法和水熱法中的一種或多種；所述的物理法為蒸汽爆破、高壓勻漿、微波和球磨法的一種或多種。

10.根據權利要求1-9任一項所述的方法，其特征在于，第一級發酵罐和第二級發酵罐中用于發酵的菌體為游離菌體或固定化菌體；和/或第一級發酵罐和第二級發酵罐中的發酵方式為批次發酵、補料批次發酵、反復批次發酵或連續發酵。