[發(fā)明專利]一種以秸稈水解液為原料發(fā)酵生產(chǎn)ABE的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911012403.7
• 申請(qǐng)日: 2019-10-23
• 公開（公告）號(hào): CN110714033B
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郜曉峰;蘇亞蕊;賀潔;馬芳園;王深壘
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河南大學(xué)
• 主分類號(hào): C12P7/10
• 分類號(hào): C12P7/10;C12P7/16;C12P7/36;C12P19/14;C12P19/02;C12N1/38;C12R1/145
• 代理公司: 鄭州聯(lián)科專利事務(wù)所(普通合伙) 41104
• 代理人: 張曉萍

1.一種以秸稈水解液為原料發(fā)酵生產(chǎn)ABE的方法，其特征在于，具體包括如下步驟：

（一）秸稈水解液的制備

制備秸稈水解液時(shí)，包括秸稈預(yù)處理、生物酶解步驟，具體而言：

（1）秸稈預(yù)處理

將秸稈粉碎后，與硫酸混勻，高溫滅菌處理，隨后調(diào)節(jié)pH=4~6；

（2）生物酶解

在步驟（1）的滅菌處理后秸稈混合物中，添加生物酶，混勻后，40~60℃酶解處理24~48h，然后離心去除固體沉淀物，上清液即為待發(fā)酵的秸稈水解液；

所述生物酶為纖維素酶、木聚糖酶、β-1 ,4-甘露聚糖酶的混合物，具體用量為：每100mL秸稈水解液中，纖維素酶40~60μL，木聚糖酶40~60μL，β-1 ,4-甘露聚糖酶40~60μg；具體酶活要求為：

纖維素的標(biāo)準(zhǔn)酶活＞1×10⁵ u/mL；木聚糖酶的標(biāo)準(zhǔn)酶活＞1×10⁸ U/mL；β-1 ,4-甘露聚糖酶標(biāo)準(zhǔn)酶活＞5×10⁴ U/g；

（二）制備ABE發(fā)酵培養(yǎng)液

以丙酮丁醇梭菌或拜氏梭菌為發(fā)酵菌株，制備種子液；

所述丙酮丁醇梭菌為丙酮丁醇梭菌（Clostridium acetobutylicum）CICC 8012；

所述拜氏梭菌為拜氏梭菌（Clostridium beijerinckii）CGMCC 1.255；

（三）發(fā)酵水解液以制備ABE

首先，對(duì)步驟（一）中酶解處理完成后水解液進(jìn)行組分調(diào)配作為發(fā)酵液，以利于后續(xù)發(fā)酵，具體而言：每升秸稈水解液中，加入：1~3g CH₃COO(NH₄)、0.5~0.7g KH₂PO₄、0.3~0.5gK₂HPO₄、1~2g豆粉，然后調(diào)節(jié)pH至中性；調(diào)配完成后，去除O₂，滅菌處理后冷卻至室溫備用；

其次，在無菌條件下，將步驟（二）中所制備種子液接種至上述調(diào)配并滅菌處理后發(fā)酵液中，35~40℃靜止培養(yǎng)4~8h；

最后，在上述發(fā)酵液中添加谷胱甘肽，繼續(xù)35~40℃靜止發(fā)酵48~72h；發(fā)酵液中谷胱甘肽的添加量為0.05~0.5g/L。

2.如權(quán)利要求1所述以秸稈水解液為原料發(fā)酵生產(chǎn)ABE的方法，其特征在于，步驟（一）的“（1）秸稈預(yù)處理”的具體過程為：將干燥的秸稈，粉碎過40目篩，然后將秸稈干粉與0.75%體積比硫酸按1：6~12的質(zhì)量比混勻，121℃處理60min。

3.如權(quán)利要求1所述以秸稈水解液為原料發(fā)酵生產(chǎn)ABE的方法，其特征在于，步驟（一）的“（1）秸稈預(yù)處理”過程中所述秸稈為小麥秸稈、水稻秸稈、玉米秸稈中任意一種或幾種任意比例混合物。

4.如權(quán)利要求1所述以秸稈水解液為原料發(fā)酵生產(chǎn)ABE的方法，其特征在于，步驟（一）的“（2）生物酶解”過程中，具體用量為：每100mL秸稈水解液中，纖維素酶50μL，木聚糖酶50μL，β-1 ,4-甘露聚糖酶50μg。

5.如權(quán)利要求4所述以秸稈水解液為原料發(fā)酵生產(chǎn)ABE的方法，其特征在于，55℃ 處理24~48h，然后3000r/min離心5min除去固體物質(zhì)。

6.如權(quán)利要求1所述以秸稈水解液為原料發(fā)酵生產(chǎn)ABE的方法，其特征在于，步驟（二）中，種子培養(yǎng)基配方及具體種子液制備方法如下：

將與水混合均勻的4~6%質(zhì)量比的玉米粉蒸煮30min，補(bǔ)足蒸發(fā)水分后，去除O₂，然后滅菌處理，即配制成種子培養(yǎng)基；

在冷卻至常溫的種子培養(yǎng)基中，加入5~10%體積比的菌種孢子液，35~40℃靜止培養(yǎng)18~36h。