專利名稱：一種利用粟酒裂殖酵母同步糖化發酵生產乙醇的方法
技術領域：
本發明屬于發酵技術領域，具體涉及一種利用粟酒裂殖酵母同步糖化發酵生產乙醇的方法。
背景技術：
面對石油資源的日益減少，不斷加劇的能源危機和造成的環境污染，以生物質為原料發酵生產燃料乙醇的研究越來越受到各國的重視，成為世界各國重點研究和推，的能源課題之一。傳統燃料乙醇主要由玉米生產，目前玉米乙醇、生物柴油等第一代液體生物燃料已經逐步應用于國際國內工農業生產，成為石油燃料的一個有力補充，然而由于玉米乙醇、生物柴油以糧食、油料種子為原料，須占用大量耕地，與國家糧食安全存在矛盾，中國已叫停糧食乙醇的開發，要求今后生物燃料的發展必須滿足不占用耕地、不消耗糧食和不破壞生態環境為前提。 在這方面，菊芋具有獨特的優勢，菊芋適應性強，特別適合在沙漠、灘涂、鹽堿荒地等非農業耕地種植，且產量高，價格低廉。菊芋塊莖菊粉含量豐富，占其干基質量的709^90%。菊粉是果糖的聚合物，外切型菊粉酶能分解菊粉成單個果糖，因此可以利用產外切菊粉酶的微生物快速分解為果糖，再發酵生產乙醇。因此與糧食類淀粉質原料相比具有優勢，將是中國燃料乙醇產業規模化發展可選擇的原料之一。以菊芋為原料生產乙醇很早就受到人們的關注，近來重新受到國內外的重視，國外從20世紀50年代開始發酵菊芋生產乙醇的研究，90年代進行了大量工作，其工藝流程主要包括先將菊粉酸解或酶解，然后利用酵母或細菌等具有發酵能力的菌株進行發酵，或者利用高產菊粉酶的微生物如黑曲霉(Aspergillus niger)或脆壁克魯維酵母(Kluyveromyces fragilis)與釀酒酵母{Saccharomyces cerevisiae)混合發酵，但其菊粉酶分解菊粉生成果糖與發酵果糖產乙醇仍分別由2種微生物完成，無法達到十分協調的同步糖化發酵。栗酒裂殖酵母{Schizosaccharomyces pombe)最初由非洲人飲用的栗酒中分離得至IJ，甘蔗糖蜜和水果上也能找到。用菊芋制成的未水解糖液發酵能得到非常高產量的乙醇。
發明內容
本發明提供了一種利用運動發酵單胞菌快速發酵乙醇的方法，本發明以運動發酵單胞菌為出發菌株，以鮮甘薯為發酵原料，采用同步糖化發酵方法進行發酵。本發明對影響乙醇發酵的因素進行了考察。I. 一種利用粟酒裂殖酵母同步糖化發酵生產乙醇的方法，其特征在于發酵時，接入5%種子培養基到發酵培養基，在一定的初始pH值下采用同步糖化發酵，發酵溫度為30°C，培養 48 ho2.步驟I所述的發酵培養基直接由菊芋粉配制。3.步驟I所述的液體種子的制備方法為在3(TC條件下培養48 h，細胞濃度達到IXlO8 cfu/mL 以上。4.步驟3所述的種子培養基(g/L):菊粉20，酵母膏15，蛋白胨20，pH4. 6，121。。滅菌20 min。5.步驟2所述的原料最佳粉碎度為100目。6.步驟2所述的原料最佳滅菌溫度為115°C。7.步驟I所述的最佳初始pH值為3. 5。8.步驟I所述的最佳初始底物濃度為300 g/L。本發明的有益效果在于本發明使用能利用菊粉且乙醇發酵性能優良的粟酒裂殖 酵母，探討了同步糖化發酵(simultaneous saccharif ication and fermentation)模式下，用菊芋粉為原料生產燃料乙醇的工藝條件，為工業應用提供依據。
具體實施例方式下面的實施例對本發明作詳細說明，但對本發明沒有限制。本發明所用的菌株為運動發酵單胞菌，購買于ACCC，編號為ACCC20047。實施例I
本實施案例說明原料粉碎度對乙醇發酵的影響，菊芋粉碎后篩分出6(T40目、10(T60目、100目3種粒度段的菊芋粉混合物，配制200 g/L菊芋粉溶液，用HCl調節pH值至4. 0，121°C滅菌20 min，接種量5%，30°C培養48 h，測其乙醇產量，確定最佳原料菊芋粉顆粒大小，結果見表I。從表I中可知，菊芋粉的顆粒越細，乙醇濃度和理論轉化率越高。用100目篩分的菊芋粉發酵乙醇濃度為66. 26 g/L，理論轉化率達到84. 65%，高于60 40目和100 60目2個粒度段菊芋粉發酵的乙醇濃度，這是由于原料顆粒越細，菊粉越易浸出和被利用，同時溶液的流動性也很好6(T40目和10(T60目2個粒度段菊芋粉溶液，由于原料顆粒的吸水溶脹，導致溶液自由水減少，發酵液黏稠，流動性差，粟酒裂殖酵母與原料難以均勻接觸，造成原料利用不完全，乙醇濃度和理論轉化率比較低。表I原料粉碎度對乙醇發酵的影晌
權利要求
1.一種利用粟酒裂殖酵母同步糖化發酵生產乙醇的方法，其特征在于發酵時，接入5%種子培養基到發酵培養基，在一定的初始PH值下采用同步糖化發酵，發酵溫度為30°C，培養 48 ho
2.根據權利要求I所述的方法，其特征在于，發酵培養基直接由菊芋粉配制。
3.根據權利要求I所述的方法，其特征在于，液體種子的制備方法為在3(TC條件下培養48 h，細胞濃度達到I X IO8 cfu/mL以上。
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，種子培養基菊粉20g/L，酵母膏15 g/L，蛋白胨 20 g/L, pH4. 6,121°C 滅菌 20 min。
5.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，原料粉碎度為100目。
6.根據權利要求2所述的方法，其特征在于原料滅菌溫度為115°C。
7.根據權利要求I所述的方法，其特征在于初始pH值為3.5。
8.根據權利要求I所述的方法，其特征在于初始底物濃度為300g/L。
全文摘要
本發明提供了一種利用粟酒裂殖酵母同步糖化發酵生產乙醇的方法，本發明以粟酒裂殖酵母為出發菌株，以菊芋粉為發酵原料，同步糖化發酵生產燃料乙醇的新工藝。
文檔編號C12R1/645GK102719489SQ201210253110
公開日2012年10月10日 申請日期2012年7月22日 優先權日2012年7月22日
發明者周雪琴 申請人:太倉市周氏化學品有限公司