[其他]利用運動發酵單胞菌把蔗糖轉化成乙醇和其它產品

無效

• 申請號: 86101780
• 申請日: 1986-02-21
• 公開（公告）號: CN86101780A
• 公開（公告）日: 1986-09-24
• 發明（設計）人: 霍斯特·沃納·多爾
• 申請（專利權）人: 昆士蘭大學
• 主分類號: C12P7/06
• 分類號: C12P7/06
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 羅宏

本發明是關于利用運動發酵單胞菌的親株或其變株在微好氣條件下，用一步發酵法把蔗糖、葡萄糖-果糖糖漿混合物轉化生成乙醇及與之一起的其他產品的方法。

制糖工業已經成為與由許多主要食品與飲料制造公司接連不斷的宣傳有關，他們希望用從玉米糖漿，果糖/山梨醇或果糖/葡萄糖（右旋糖）混合物中來的果糖以供應日常的，保健的和糖尿病市場的需要。果糖近乎有二倍蔗糖的甜度，因此在同一甜度水平，只需要一半的供應量，果糖熱值低是這個保健養生界中一個重量方面，此外山梨醇和果糖對糖尿病比之于蔗糖是更安全的甜味劑。

把玉米糖漿要轉化成果糖是與能量有關的。因為玉米糊首先要被變成葡萄糖，這一步正常是用淀粉酶或葡萄糖糖化酶來完成的。而葡萄糖以后必須用葡萄糖異構酶進一步變成果糖。這個酶法的轉化結果成為近50∶50的葡萄糖與果糖的混合物。為要得到較高果糖值，葡萄糖必須用色層分析法去除它，這個方法是很費錢的而且從混合物中仍不能完全除盡葡萄糖。

從蔗糖生產乙醇是大家熟知的，在巴西乙醇是與石油混合以產生“石油醇”（gasohol）或單獨地用作卡車燃料。在美國乙醇主要是從玉米中產生，而從蔗糖原料中生產乙醇則比較少，其中乙醇主要是在不加鉛的石油中用作辛烷增強劑，有這樣辛烷增強劑的混合物稱作為“超級不加鉛的汽油。

傳統的生產乙醇方法是利用酵母菌經過兩個階段成批發酵完成，其中第一階段包括酵母細胞的好氣性增殖稱為生長階段;第二個階段包括在少氧或缺氧條件下嫌氣發酵產生乙醇。為了在乙醇生產的第二階段能進一步增殖酵母細胞，而需要少量加入空氣或氧氣。如果要提高整個發酵過程的效率，通過沉淀和離心系統，偶而把酵母細胞再循環使用則加入少量空氣和氧氣也是需要的。因為酵母發酵恒定地依靠菌體生長和乙醇生產率兩個因素的配合，為使乙醇產量高，其培養液中則必補充促進生長的物質或妥善地控制通氣條件。

因此，傳統的酵母發酵法（階段2）建立在巨大的接種量上，幾乎達每毫升5-10百萬個細胞。較適宜的發酵溫度是30℃，發酵產生的熱量通過利用冷卻設備而受到控制。用階段2批量發酵法得到9-11%（體積/體積）乙醇，發酵時間是30-70小時。通過菌體循環使用以增加接種菌密度到80-100倍時，則發酵時間可減少10小時。

第二個發酵方法是大家所知道的，它是利用運動發酵單胞菌（Zymomonas????mobilis）細菌（參見歐州專利號0047641-George????Weston????Lta.）。這個方法也是一個二個階段發酵法像如上用酵母菌所述那樣，但細菌在生長階段（階段1）不需要添加空氣。替代以增加適量氮氣來維持厭氣條件。在產生乙醇的第二階段，糖的濃度決不能超過6%（重量/體積），因而需要分步地添加或流加濃縮的糖液。較適宜的發酵溫度是28-33℃。較適宜的PH是5.5。這個方法也需要供給氮氣和額外的營養物質。

第三個生產乙醇的方法也已敘述過了，它在二個階段發酵中利用固定化酵母或固定化發酵單胞菌（Zymomonas）的菌株，每階段都用限量的糖（即10%重量/體積）。（見英國專利號2055121-Tanabe????Sugaku????Co.Ltd.）。

對在用酵母發酵的實施例中已知被轉化的碳源是蔗糖、葡萄糖、糖蜜和甘蔗汁;而利用發酵單胞菌（Zymomonas）的兩個階段發酵的實施例中碳源限定為葡萄糖;在用固定化細胞發酵中，則限定是葡萄糖和糖蜜。

生產乙醇的二個發酵法已知是利用葡萄糖作為基質，一個是再循環的方法，發酵后生物量（菌體）從啤酒中分離出來，再循環到發酵系統中（見美國專利4，403，034號（Rogers????ct????al）和澳大利亞專利申請號78199181（unisearch????Ltd.）。第二個方法是利用水解淀粉衍生來的葡萄糖連續發酵生產乙醇。所有這二個方法都在30℃與PH5進行發酵。

本發明的目的在于提供一種以蔗糖為基礎的物質（例如甘蔗汁或其糖漿。甜菜汁或甜菜糖漿、糖蜜、棕櫚糖汁或棕櫚糖漿，粗制或精制糖）和/或葡萄糖-果糖混合物（例如高果糖玉米糖漿、人造混合液、高級糖蜜或轉化糖溶液）生產乙醇及與之一起的果糖，山梨醇或果糖-山梨醇混合物。

本發明的較好目的是提供這樣一種單階段批量發酵的方法。如果需要，還可以調節這個培養方法，例如批量給養料流加，或多階段系統，其中放入的能量是低的。

進一步較好的目的是提供一種方法，其中基質的純度不是使本方法成功的主要因素。