[发明专利]一种提高抑菌保存后餐厨垃圾乙醇发酵产率的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种提高餐厨垃圾乙醇发酵产率的方法，尤其涉及一种提高抑菌保存后餐厨垃圾乙醇发酵产率的方法。

背景技术

近年来，随着石油能源的日益枯竭和价格的大幅度上涨，生物燃料作为一种环保和可以再生的绿色能源越来越受到各国的重视，生产量不断的增加。燃料乙醇由于其工艺相对简单、且与汽油可以混合而备受关注。利用餐厨垃圾含有大量糖类物质或者可以转化为糖的物质，可通过发酵使其转化为燃料乙醇。专利200610114006.7为一种餐厨垃圾发酵生产燃料乙醇的方法，该方法利用餐厨垃圾在中温条件下（35oC左右）进行乙醇的生料发酵，可以获得较为理想的乙醇产率。但是餐厨垃圾在储运过程中存在易腐败变臭的缺点，探寻餐厨垃圾的保存和抑菌方式对其资源化利用意义重大。

乳酸菌的代谢过程中会产生许多抗菌物质，它们大多是肽或蛋白质，被称为细菌素，可以广泛地抑制革兰氏阳性菌，因此利用乳酸菌加工和保存食品很早就为人所熟知。而已经有学者开展了利用乳酸菌对餐厨垃圾抑菌的研究，专利200910093048.0为一种适用于餐厨垃圾乙醇发酵的乳酸抑菌方法，其方法为将餐厨垃圾进行粉碎处理打浆后，按照0.5%~2%体积质量比向垃圾浆中加入预先培养的乳酸菌液，加入乳酸菌的垃圾浆在30~40℃的厌氧条件下保存1~2天，上述经过乳酸抑菌的垃圾浆液再进行乙醇发酵。虽然该发明可以解决餐厨垃圾的保存问题，同时与其他高温灭菌或者加酸处理具有一定的操作和成本的优势，但是由于乳酸菌也会利用垃圾中的碳源产生乳酸，从而减少了碳源转化为乙醇的量，因此降低了乙醇的产率。如何能同时实现餐厨垃圾抑菌和乙醇产量提高对于餐厨垃圾乙醇发酵意义重大。

由于乳酸发酵和乙醇发酵均是从丙酮酸代谢开始，因此从代谢分析的角度，如果将乳酸转化为丙酮酸，进而可以从丙酮酸转化为乙醇，则此举可以实现餐厨垃圾抑菌和提高乙醇产率的双重目的。

发明内容

本发明的目的是为了解决利用乳酸菌进行餐厨垃圾抑菌保存过程中乳酸消耗碳源而减少乙醇产量的问题，提出了一种利用抑菌产生的乳酸经丙酮酸再转化为乙醇，从而实现抑菌保存后餐厨垃圾乙醇产率提高的方法。

一种提高抑菌保存后餐厨垃圾乙醇发酵产率的方法，包括如下步骤：

（1）将餐厨垃圾进行分拣，去除不适宜发酵的物质，打浆粉碎后，获得垃圾浆液，接入乳酸菌液，将餐厨垃圾在30~40℃厌氧条件下保存1-2天；

（2）获得的含有乳酸菌的垃圾浆液按照每克垃圾浆液50-100 酶活力单位接入糖化酶，在50-60℃糖化3-6小时，获得餐厨垃圾浆液；经过固液分离后，留下餐厨垃圾糖化液待用；

（3） 向餐厨垃圾糖化液中按照每100ml加入15-25克预先获得的固定化乳酸氧化酶，固定化乳酸氧化酶在50-60℃，震荡速度为（150-200 r/min），调节糖化液pH为5-7.2，反应3-6小时；

（4）将经过转化的糖化液冷却至35-40℃，接入酿酒酵母，进行乙醇发酵。

进一步的，所述步骤（2）中糖化酶的酶活力定义为：1g固体酶在40℃、pH4.6条件下，1h内水解可溶性淀粉产生1mg葡萄糖所需要的酶量，即为1个酶活力单位。

进一步的，所述步骤（3）中酶活的情况为，所述固定化乳酸氧化酶的酶活力为60-70 U/g, 酶活的单位定义为；1 min催化乳酸生成1 nmol丙酮酸的酶量为1个酶活力单位(U)。

其中，所述步骤（3）中，乳酸氧化酶的固定方法如下：

（1）菌种的活化及培养

耻垢分枝杆菌(Mycobacterim Smegmatis AS 1.0562,购自中科院微生物研究所)进行培养后,培养基组分为甘油3%，蛋白胨0.4%，DL-乳酸1%，维生素B₁ 0.005%，KH₂PO₄·H₂O 0.05%，MgS0₄ 7H₂O 0.05%，硫酸亚铁胺0.01%; 250mL三角瓶中装液量50mL，起始pH7.2，培养温度37℃，静置培养4d超声波细胞破壁、冷冻高速离心获得乳酸氧化酶粗酶液；

（2）乳酸氧化酶的固定化方法