[发明专利]一种利用管囊酵母发酵木糖产乙醇的方法

说明书

技术领域

本发明属于发酵技术领域，具体涉及一种利用管囊酵母发酵木糖产乙醇的方法。

背景技术

随着国际上石油资源的日趋紧张及污染减排压力的不断增大，以燃料乙醇为代表的清洁能源受到广泛的关注，其中研究的热点之一便是燃料乙醇。燃料乙醇是一种可以代替石油用作燃料的再生性能源，也是一种重要的基本化工原料。自从20世纪70年代石油危机之后，随着人们对可再生资源重视程度的增加，燃料乙醇的开发受到更多的关注，使其工业化生产面临前所未有的发展机遇。生物质资源具有生产量大、可再生和种类丰富多样等特点，是最有潜力的可替代石油的能源和原料之一。人们正在积极寻找替代能源——燃料乙醇，燃料乙醇作为燃料利用的综合效益激发人们对其生产成本和效率进行研究，以期获得高效发酵菌株、低成本底物和最佳发酵条件。

在能源和环境问题日益严重的今天，纤维素制燃料乙醇的工艺正变得越来越有吸引力。半纤维素占木质纤维素原料的30%左右，其水解产物以木糖为主。从20世纪80年代初起，人们开始重视木糖的发酵。目前被用于木糖发酵的微生物可分为两类，一类是经基因工程改造的微生物，主要有酿酒酵母、大肠杆菌和发酵运动单胞菌等；另一类是天然微生物，主要是一些木糖利用酵母。由于天然酵母代谢木糖途径的复杂性，其木糖利用率一般没有基因工程微生物高；但因其稳定的遗传性有利于提高工艺的可靠性，故仍然获得了广泛的研究。

发明内容

本发明提供了一种利用管囊酵母发酵木糖产乙醇的方法。

1.      一种利用管囊酵母发酵木糖产乙醇的方法，确定了最佳发酵条件。

2.      步骤1所述的发酵培养基为磷酸二氢钾2 g/L，硫酸镁1 g/L，硫酸铵1 g/L，木糖50 g/L，酵母浸膏1 g/L。

3.      步骤1所述的最佳发酵条件30℃培养，初始pH 5.0，接种量10%。

4.      步骤1所述的最佳转速为125 r/min。

5.      步骤1所述的最佳装液量100 mL三角烧瓶中装液20 mL。

6.      步骤1所述的最佳酵母浸膏浓度为2 g/L。

本发明的有益效果在于：为提高天然酵母的木糖利用率，本专利对发酵条件进行优化，以获得更加的乙醇产量。确定了最佳发酵条件为在转速125 r/min，100 mL三角烧瓶中装液20 mL，酵母浸膏浓度2 g/L条件下，发酵液中的乙醇质量浓度可达到5.86 g/L。

附图说明

图1不同转速对乙醇产量的影响。

图2不同装液量对乙醇产量的影响。

图3不同浓度酵母浸膏对乙醇产量的影响。

具体实施方式

下面的实施例对本发明作详细说明，但对本发明没有限制。

本专利所用的菌株为管囊酵母CICC1770，保藏于中国工业微生物菌种保藏管理中心。

实施例1

本实施案例说明不同转速对乙醇产量的影响，为探讨不同转速对乙醇产量的影响，使用不同转速进行乙醇发酵，结果如图1所示。

由图1可知，当转速为75-125 r/min之间时，乙醇产量有所增加，当转速为125 r/min时，乙醇产量为最高，而当转速超过125 r/min时，乙醇产量开始下降，因此选择转速为125 r/min。这表明发酵过程中对溶氧量控制的重要性，低的溶氧量固然不利于菌株的生长，影响酵母活力；过高的溶氧量也会使酵母过多利用碳源进行生长活动，从而导致发酵效率的降低。

实施例2

本实施案例说明不同装液量对乙醇产量的影响，为探讨不同装液量对乙醇产量的影响，使用不同装液量进行乙醇发酵，结果如图2所示。

由图2可知，当100 mL三角烧瓶中装液量为10-20 mL之间时，乙醇产量有所增加，当100 mL三角烧瓶中装液量为20 mL时，乙醇产量为最高，而当100 mL三角烧瓶中装液量超过20 mL时，乙醇产量不再增加，因此选择100 mL三角烧瓶中装液量为20 mL。这表明无论初始接种量多少，乙醇的生成量相对接近，或者说能达到自动平衡。乙醇的产量并未随着接种量的提高而提高。

实施例3

本实施案例说明不同浓度酵母浸膏对乙醇产量的影响，为探讨不同浓度酵母浸膏对乙醇产量的影响，使用不同浓度酵母浸膏进行乙醇发酵，结果如图3所示。

由图3可知，当酵母浸膏浓度为0.5-2 g/L之间时，乙醇产量有所增加，当酵母浸膏浓度为2 g/L时，乙醇产量为最高，而当酵母浸膏浓度超过2 g/L时，乙醇产量不再增加，因此选择酵母浸膏浓度为2 g/L。这表明发酵过程中酵母浸膏的重要性，适宜浓度的酵母浸膏利于菌株的生长，能够提高乙醇产量。