[發(fā)明專利]采用木質(zhì)纖維素制備乙醇的方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201810939170.4 | 申請日： | 2018-08-17 |
| 公開（公告）號： | CN109055439B | 公開（公告）日： | 2022-04-15 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 崔球;劉亞君;李濱;馮銀剛 | 申請（專利權(quán)）人： | 中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所 |
| 主分類號： | C12P7/10 | 分類號： | C12P7/10;C12N9/24;C12N9/42;C12N9/26;C12N9/50;C12N9/18;C12N9/88;A23K10/16 |
| 代理公司： | 山東康裕律師事務(wù)所 37311 | 代理人： | 傅培 |
| 地址： | 266000 山*** | 國省代碼： | 山東;37 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 采用 木質(zhì) 纖維素 制備 乙醇 方法 | ||
1.采用木質(zhì)纖維素制備乙醇的方法，其特征在于：包括以下步驟：
（1）預(yù)處理：對木質(zhì)纖維素原料進(jìn)行預(yù)處理，得到木質(zhì)素含量不高于20%，半纖維素含量不高于25%的木質(zhì)纖維素底物；
（2）糖化：按照固液重量體積比1:2-1:10，將步驟（1）得到的木質(zhì)纖維素底物轉(zhuǎn)移至厭氧發(fā)酵罐的糖化培養(yǎng)基中，將纖維素酶制劑加入所述木質(zhì)纖維素底物中，在34-65℃的溫度條件下進(jìn)行水解反應(yīng)，得到含有葡萄糖的糖液；當(dāng)糖液中葡萄糖濃度為100-180 g/L時，用于酵母菌發(fā)酵；當(dāng)糖液中葡萄糖濃度為35-100 g/L時，離心將固體沉淀與糖液分離，并將糖液濃縮至葡萄糖濃度不小于120g/L，用于酵母菌發(fā)酵；所述纖維素酶制劑通過非纖維小體蛋白與纖維小體中的組分相互作用，將非纖維小體蛋白結(jié)合在纖維小體復(fù)合體中得到；所述纖維小體為由熱纖梭菌生產(chǎn)且分泌在胞外的具有木質(zhì)纖維素降解活性的多酶復(fù)合體；其中，所述非纖維小體蛋白具體為：由基因組CP001393.1中1968724至1973904核酸序列編碼的纖維素外切酶Cel9-48、編碼序列為SEQ ID NO: 2的膨脹因子Epn、編碼序列為SEQ IDNO: 1的木聚糖酶XynA和由基因組CP001393.1中2531445至2532785核酸序列編碼的果膠酶PelA；
其中，所述纖維素外切酶Cel9-48的3’端與熱纖梭菌的I型對接模塊DocIct的序列SEQID NO: 6直接連接；所述膨脹因子Epn與腳架蛋白SdbA的5’端進(jìn)行融合表達(dá)，所述腳架蛋白SdbA的序列為基因組CP002416.1中1108113至1109912核酸序列編碼；所述木聚糖酶XynA的3’端與II型粘連模塊CohII的序列SEQ ID NO: 7直接連接；所述果膠酶PelA的3’端與熱纖梭菌的I型對接模塊DocIct的序列SEQ ID NO: 6直接連接；
（3）酵母菌發(fā)酵：糖化結(jié)束后，向厭氧發(fā)酵罐中補(bǔ)加5-20g/L的氮源，高溫高壓滅菌；然后接入活化的酵母菌種子液，在25-42℃的溫度條件、5.5-6.5的pH條件下發(fā)酵36-120h，至葡萄糖濃度達(dá)到1-5 g/L，獲得乙醇發(fā)酵液；
（4）乙醇蒸餾：將步驟（3）得到的乙醇發(fā)酵液離心處理，將酵母菌體細(xì)胞與發(fā)酵后培養(yǎng)基進(jìn)行固液分離，利用蒸餾法從發(fā)酵后培養(yǎng)基中獲得纖維素乙醇。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用木質(zhì)纖維素制備乙醇的方法，其特征在于：步驟（2）所述的糖化培養(yǎng)基為：磷酸氫二鉀2.9 g/L、磷酸二氫鉀1.5 g/L、尿素0.8 g/L、氯化鈣0.1 g/L、氯化鎂1.8 g/L、硫酸亞鐵0.0005 g/L、硫化鈉2 g/L、玉米漿4 g/L、檸檬酸三鈉2 g/L、pH6.5-7.5；步驟（2）糖液分離之后得到的固體沉淀作為纖維素酶制劑，用于新一輪糖化。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用木質(zhì)纖維素制備乙醇的方法，其特征在于：步驟（3）補(bǔ)加的所述氮源為玉米漿、酵母提取物和蛋白胨中的一種或多種的組合；所述pH控制采用流加氨水的方式實(shí)現(xiàn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用木質(zhì)纖維素制備乙醇的方法，其特征在于：步驟（1）中所述的木質(zhì)纖維素原料為玉米秸稈、麥秸、灌木條枝、木片、玉米芯、稻草和廢紙中的一種或多種的組合；所述預(yù)處理為堿法、稀酸法、水熱法、汽爆法和磺化法預(yù)處理技術(shù)中的一種或多種的組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用木質(zhì)纖維素制備乙醇的方法，其特征在于：步驟（1）中預(yù)處理后的木質(zhì)纖維素底物為木質(zhì)素含量不高于11%，半纖維素含量不高于12%；步驟（2）糖化的溫度條件為55-60℃；步驟（3）酵母菌發(fā)酵的溫度條件為30-35℃；步驟（4）分離得到的酵母菌體細(xì)胞可以用于制備酵母飼料。
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