[發明專利]一種以木質纖維素為原料發酵生產異丙醇和丁醇的方法

有效

• 申請號: 201710808876.2
• 申請日: 2017-09-09
• 公開（公告）號: CN109486868B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 王領民;張全;高慧鵬;關浩;喬凱;曹長海
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司大連石油化工研究院
• 主分類號: C12P7/16
• 分類號: C12P7/16;C12P7/04;C12R1/145
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種以木質纖維素為原料發酵生產異丙醇和丁醇的方法，其特征在于包括以下步驟：（1）對木質纖維素原料進行蒸汽爆破預處理，所述蒸汽爆破采用中性蒸汽爆破預處理，具體為：將木質纖維素原料粉碎至0.5-5厘米，加入2-4倍質量的自來水浸濕，進入到蒸汽爆破裝置的滯留器，在120-160℃，0.8-1.3MPa下維持5-20min，瞬間泄壓釋放，即得到蒸汽爆破預處理物料；（2）對預處理后物料進行酶解，得到纖維素和半纖維素水解混合糖液；（3）步驟（2）獲得的水解混合糖液不經過固液分離與脫毒處理，直接用于發酵培養基的制備，以水解混合糖液為碳源，補加氮源、營養鹽和維生素制備發酵培養基；（4）將拜氏梭菌（Clostridium beijerinckii）XH0906，保藏編號為CGMCC No. 9124的種子液接入到步驟（3）發酵培養基中，發酵生產丁醇和異丙醇，培養過程中不用通入N₂保持厭氧環境。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟（1）所述的木質纖維素原料為含有纖維素、半纖維素和木質素的秸稈、木屑或能源植物。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟（1）預處理后物料配制成固液比為8%-20%（w/v）的料液，然后加入纖維素酶制劑進行酶解。

4.根據權利要求1或3所述的方法，其特征在于：步驟（2）纖維素酶的加入量為20-50FPIU/g纖維素，酶解的pH值為4.5-5.5，溫度為45-55℃，攪拌速率為50-300r/min，酶解時間為24-72h。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟（3）水解混合糖液的用量為使培養基中糖濃度為30-60g/L。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：發酵培養基中補加的氮源為有機氮源或/和無機氮源，有機氮源是酵母膏、蛋白胨、牛肉膏、玉米漿、豆粕水解液中的一種或幾種，濃度為0.1-20g/L；無機氮源是醋酸銨、硝酸鈉和硫酸銨中的一種或幾種，濃度為0.05-5g/L；補加的營養鹽是磷酸氫二鉀、磷酸二氫鉀、氯化鈉、氫氧化鈉、硫酸亞鐵、硫酸鐵、硫酸鎂、氯化鈣、硫酸錳和碳酸鈣中的一種或幾種，濃度為1-6g/L；補加的維生素為維生素B1、生物素、對氨基苯甲酸中的一種或幾種，濃度0.01-0.1 g/L。

7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于：補加的氮源為大豆蛋白胨 8-12g/L，牛肉膏 0.4-0.8g/L和硫酸銨0.6-1.2g/L；補加的營養鹽為磷酸二氫鉀2-4 g/L、氯化鈉0.3-0.6g/L，硫酸亞鐵0.05-0.2 g/L，硫酸鎂0.1-0.4g/L，氯化鈣0.05-0.2 g/L。

8.根據權利要求1、6或7所述的方法，其特征在于：在發酵培養基中加入0.2-5g/L的碳酸鈣，整個過程不用控制pH。

9.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟（3）所述發酵培養基的pH為6.0-8.0，采用氫氧化鈣調節。

10.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟（4）制備種子液的種子培養基采用如下配方的種子培養基：水解混合糖液的用量為使糖濃度為2-8 g/L，蛋白胨5-15 g/L，酵母膏2-5 g/L，牛肉膏5-15 g/L，半胱氨酸鹽酸鹽0.2-0.6 g/L，氯化鈉 1-4 g/L，醋酸鈉 2-4g/L，調節pH為6.0-8.5，115℃滅菌30min。

11.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟（4）所述種子液的制備是把拜氏梭菌XH0906在固體培養基平板活化，置于無氧環境中，28-42℃培養12-48 h，然后挑取活化的單菌落接入到種子培養基中，28-42℃靜置培養12-48 h。