[發明專利]一種利用酶處理海藻多糖制備生物乙醇的方法

有效

• 申請號: 201910571503.7
• 申請日: 2019-06-28
• 公開（公告）號: CN110257439B
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發明（設計）人: 肖安風;焦超;楊秋明;曾潔;張永輝;翁惠芬;肖瓊
• 申請（專利權）人: 集美大學
• 主分類號: C12P7/06
• 分類號: C12P7/06;C12P19/14;C12P19/02
• 代理公司: 廈門市精誠新創知識產權代理有限公司 35218
• 代理人: 秦華

本發明公開了一種利用酶處理海藻多糖制備生物乙醇的方法。包括將含水率＜10％的海藻原料，粉碎過篩；加水后；進行高溫高壓蒸煮，過濾收集濾液；調pH至6.5?8.5，加入硫酸酯酶反應得濾渣；再加水調pH至6.5?8.5，同時加入多功能海藻多糖降解酶和果膠酶反應，離心收集上清液，并進行高溫滅菌得到高溫滅菌后的糖化液；再接入活化后的酵母厭氧發酵；發酵完的發酵液用紗布過濾，其上清液采用減壓蒸餾的方法蒸出乙醇，濃縮，即可得體積分數90％以上的乙醇。本發明的方法得到的乙醇的收率高，同時更加簡單、方便；原料資源豐富，適合大規模生產。

技術領域

本發明涉及生物乙醇制備技術領域，具體涉及一種利用酶處理海藻多糖制備生物乙醇的方法。

背景技術

乙醇(英語：Ethanol，結構簡式：CH₃CH₂OH)是醇類的一種，是酒的主要成份，所以又稱酒精，具有易燃、而且燃燒后幾乎沒有污染物質排放的優勢，被認為是最有發展前景的新型可持續染料。生物乙醇生物乙醇是指通過微生物的發酵將各種生物質轉化為燃料酒精。它可以單獨或與汽油混配制成乙醇汽油作為汽車燃料，是一種新型的生物質能源，鑒于其可再生性和環境友好性等特點，受到了各個國家的廣泛關注，并被認為是可通過相應技術手段轉變為高品質的現代能源之一。目前，工業化生產的燃料乙醇絕大多數是以糧食作物為原料的，從長遠來看具有規模限制和不可持續性。

生物質海洋植物是海洋世界的能源庫，而海洋藻類是海洋植物的主體，是一種分布極為廣泛的海洋生物，可將水、光和二氧化碳轉變成為藻類富含生產生物能源的基本原料—碳水化合物。海洋藻類資源含量豐富，包括紅藻、綠藻、褐藻和藍藻四類。當前的研究主要集中于海洋藻類(如紅藻、褐藻等)的化學成分分析、海藻多糖的提取及海藻多糖生物活性方面的應用，而儲量豐厚、種類繁多的海洋藻類多糖在能源方面的探索研究較少。而且目前有關于利用海藻原料發酵制備生物乙醇的方法，操作復雜，條件要求較高，對環境的污染較大，而且制得的乙醇濃度低，雜質較多。此外多種方法都采用很多酶的組合，往往需要四五種酶組合使用，提高了生產的成本，而且不同的酶需要的反應條件也不同，使操作更復雜。因此提供更有效的酶處理方法是十分必要的。

發明內容

本發明的目的在于提供一種利用酶處理海藻多糖制備生物乙醇的方法。

為實現上述目的，本發明提供一種利用酶處理海藻多糖制備生物乙醇的方法，其特征在于，包括如下步驟，

原料預處理：將除去雜質的海藻原料在陽光下暴曬2-4d，再使用烘箱烘干殘余水分，粉碎過篩；

高壓蒸煮：將上述所得按質量比為1：(30-40)加水后；優選的，質量比為1:35；進行高溫高壓蒸煮，優選的，高壓滅菌鍋中110-120℃下蒸煮20-40min；更優選的，高壓滅菌鍋中115℃下蒸煮30min；然后3-5層絹布過濾，收集濾液；蒸煮后的原料的多糖化學鍵會得到活化或者部分水解，使得接下來的酶處理更加的高效。實驗驗證，蒸煮過后可大幅度縮短后續的酶解時間。

硫酸酯酶酶解：調上述濾液的pH至6.5-8.5，加入硫酸酯酶，反應6-12h得到濾渣；優選的硫酸酯酶的加入量為5-15U/ml:更優選的，所述硫酸酯酶加入量為10U/ml；由于海藻中廣泛存在的高分子量的硫酸雜多糖，利用硫酸酯酶將硫酸基團除去，易于得到所需分子量范圍的低聚糖，而且硫酸根的大量存在也會影響后續步驟中加入的酶的反應，特別是降解海藻多糖的酶本身活性中心對一些金屬離子具有一定的依賴性，如Ca²⁺、Ba²⁺等，硫酸根的存在會影響這類酶的酶活，將硫酸基團去除可以使得產量更高。