[发明专利]一种尖孢镰刀菌株及其同步降解糖化发酵甘蔗渣产乙醇的方法

说明书

本发明公开了一种尖孢镰刀菌株发酵甘蔗渣产乙醇的方法，尤其涉及一种尖孢镰刀菌株及其同步降解糖化发酵甘蔗渣产乙醇的方法，属于甘蔗渣产乙醇生物发酵技术领域，提供的尖孢镰刀菌株发酵甘蔗渣产乙醇的转化率分别达到48％，尖孢镰刀菌株透明圈直径分别达到4.50±0.05cm，滤纸片降解情况分别为(++++)，纤维素酶活力分别为14.28±0.83U/mL。

技术领域

本发明涉及一种尖孢镰刀菌株发酵甘蔗渣产乙醇的方法，尤其涉及一种尖孢镰刀菌株及其同步降解糖化发酵甘蔗渣产乙醇的方法，属于甘蔗渣产乙醇生物发酵技术领域。

背景技术

目前，利用木质纤维原料生产乙醇，首先需要经过物理、化学和生物方法进行预处理，然后经微生物产酶水解糖化，最终发酵生成乙醇，再进行蒸馏，脱水等步骤才能到较高纯度的产品。这使纤维素乙醇的加工过程更加繁琐，给工业化得生产增加了一定的难度，经济效益较低。目前纤维素乙醇的生产主要存在着以下几个问题。

首先，鉴于木质纤维素结构的致密性，难以被微生物直接利用，因此木质纤维素需要经过一定的预处理改变其结构和成分组成，才能使糖转化的效率高效进行。根据现阶段的研究显示，木质纤维素的预处理方法已经非常成熟，主要有酸处理、碱处理、蒸汽爆破、离子液体处理、机械粉碎等方式。但仍旧存在成本较高、机器磨损、原料损失、污染环境等问题。因此，研究人员依旧在关注该领域的创新，以寻求更加经济、高效的预处理方式。

其次，在纤维素水解阶段，目前存在着纤维素酶用量过高、底物浓度较低、发酵时间过长和乙醇产量相对较低等诸多问题，这使得乙醇的生产成本升高，为实际的生产和效益回收造成巨大阻碍。若能在生产过程中缩减加工步骤，或将中间步骤同步进行，将会大大缩短乙醇发酵时间节约生产成本。

此外，在木质纤维素的降解阶段，其降解产物以六碳糖(葡萄糖)为主，这部分单糖可以被大多数微生物利用；而半纤维素的降解产物则以五碳糖为主，以木糖占主导，其含量约占总糖含量的10％～40％，但大多数被应用于木质纤维素发酵的微生物并不能够很好的利用五碳糖，有的甚至对五碳糖毫无转化能力，这使五碳糖资源被严重浪费。若能在实际生产中合理的利用这部分资源，将会大大提升乙醇产量，这也是微生物利用木质纤维素生产燃料乙醇的关键技术之一。

发明内容

为了解决现有甘蔗渣产乙醇效率较低的问题，本发明所提供一种尖孢镰刀菌株及其同步降解糖化发酵甘蔗渣产乙醇的方法，通过筛选的尖孢镰刀菌株对甘蔗渣就行发酵，提高甘蔗渣产乙醇的乙醇产率。

本发明提供的技术方案具体包含以下步骤：

1.以甘蔗渣为底物，通过同步糖化发酵，筛选得到产乙醇能力较高的尖孢镰刀菌菌株，所述尖孢镰刀菌菌株于2017年10月20日保藏于广东省微生物菌种保藏中心(GDMCC)，分类命名为尖孢镰刀菌(Fusarium Oxysporum)，保藏编号为GDMCC3632。

2.尖孢镰刀菌株同步糖化发酵甘蔗渣产乙醇的方法，包含以下步骤：

制备甘蔗渣：甘蔗渣经过自然风干后，粉碎，过100目筛，最后置于80～90℃烘箱烘干至恒重，密封保存备用；

甘蔗渣通过甘油-过碳酸钠(SPG)预处理：称取1Kg制备的甘蔗渣，添加含70～80％甘油和10～12％过碳酸钠的过碳酸钠-甘油水溶液与甘蔗渣混合，甘蔗渣与过碳酸钠-甘油水溶液比例为1∶10(w/v)，在121℃下条件下反应30～40min，待反应结束后，用布氏漏斗抽滤，并用90℃的去离子水洗至固体样品pH＝7，于70～80℃烘箱烘至恒重，粉碎，得到经SPG处理的甘蔗渣，密封保存备用；