二段式調控出芽短梗霉與畢赤酵母發酵蘆葦制備乙醇的一種方法
【專利摘要】本發明為二段式調控出芽短梗霉與畢赤酵母發酵蘆葦制備乙醇的一種方法，涉及一種利用蘆葦制備生物質能乙醇的方法。具體方法為：向50-60g/L蘆葦的稀硫酸水解液中添加1g/L酵母浸膏、0.5g/L MgCl2、0.5g/L(NH4)2SO4、0.5g/L KH2PO4、20g/L葡萄糖、15g/L木糖制得培養基；采用出芽短梗霉和畢赤酵母作為發酵菌種，利用該培養基進行液態發酵，控制起始發酵pH6.0、起始溫度25℃，在發酵至24h時，將pH和溫度分別調控為4.0和30℃，發酵至40h，制得乙醇。本發明制得蘆葦乙醇的工藝具有環保和發酵效率高的優勢，同時也提升了蘆葦利用的附加值。
【專利說明】二段式調控出芽短梗霉與畢赤酵母發酵蘆葦制備乙醇的一種方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種生物質能乙醇的制備方法和工藝，屬于生物質能制造領域。
【背景技術】
[0002]蘆華(Phragmites communis)被科學家譽為“第二森林”,在我國的十七個省、自治區、直轄市均有分布，資源豐富，每年出產總量達200多萬噸，約占其世界總產量的6%。蘆葦作為多年生禾本科蘆葦屬植物，纖維素含量高達40%?60%，僅次于棉麻的纖維素含量，可代替木材作為造紙原料，可代替糧食作為生物質能源的可再生原料。
[0003]國外對蘆葦的開發利用較多的是如何將木質素、碳水化合物水解、打漿，更好地用于造紙。20世紀80年代以來，為應對日益突出的環境和能源問題，歐洲科研人員試圖將蘆葦作為一種全新的能源植物加以利用。德國VEBA石油化工公司1992年試種30ha蘆葦，用它生產氫氣，在原油的精加工上應用。Szijarto等采用濕法氧化處理蘆葦，發現51.7%的半纖維素和58.3%的木質素被降解了，而纖維素仍然有87.1 %以固體形式存在，經過纖維素酶水解后，纖維素轉化為葡萄糖的轉化率為82.4%，經同步糖化發酵后，乙醇的產量為8.7g/L，達到理論產量的73%，但需要大量的纖維素酶制劑輔助作用，生產成本較高。我國目前對蘆葦的研究主要集中在探尋蘆葦種群生物學、生態進化過程或者制漿工藝和藥理作用等方面，作為生物質能源乙醇的研制剛剛起步。
【發明內容】
[0004]有鑒于此，提供一種具有低成本和高效的蘆葦乙醇的制備方法和工藝實為必要。
[0005]一種蘆葦乙醇，由以下方法制得:
[0006](I)配置培養基:向50_60g/L蘆葦的稀硫酸水解液中添加lg/L酵母浸膏、0.5g/LMgCl2、0.5g/L (NH4)2SO4^0.5g/L KH2P04、20g/L 葡萄糖、15g/L 木糖；
[0007](2)發酵菌種培養:發酵菌種采用出芽短梗霉和畢赤酵母，出芽短梗霉于28°C靜置培養30h，畢赤酵母于30°C在180rpm的搖床中培養48h ；
[0008](3)發酵調控:采用出芽短梗霉和畢赤酵母作為發酵菌種，利用該培養基進行液態發酵，控制起始發酵PH6.0、起始溫度25°C，在發酵至24h時，將pH和溫度分別調控為4.0和30°C，發酵至40h，制得乙醇。
[0009]上述蘆葦乙醇由出芽短梗霉和畢赤酵母共同發酵蘆葦的稀酸水解液制得，可以為游離態的出芽短梗霉和畢赤酵母同時接種于蘆葦水解液的培養基中進行發酵到40h終止；也可以為單獨的游離態的出芽短梗霉先發酵蘆葦培養基24h，然后再接入游離態的畢赤酵母繼續一起發酵到40h終止；也可為固定的出芽短梗霉和游離態的畢赤酵母同時接種于蘆葦水解液的培養基中進行發酵到40h終止；也可為固定的出芽短梗霉先發酵蘆葦培養基24h，然后再接入游離態的畢赤酵母繼續一起發酵到40h終止。
[0010]本發明提供一種制備蘆葦乙醇的方法，由其制得乙醇的工藝不僅環保、成本低廉， 同時也提升了蘆葦利用的附加值。
【具體實施方式】
[0011]下面結合具體實施例對本發明進行進一步說明
[0012]1、蘆葦制備乙醇的實施例1
[0013](I)配置培養基:向50g/L蘆葦的稀硫酸水解液中添加lg/L酵母浸膏、0.5g/LMgCl2、0.5g/L (NH4)2SO4'0.5g/L KH2P04、20g/L 葡萄糖、15g/L 木糖；
[0014](2)發酵菌種培養:發酵菌種采用出芽短梗霉和畢赤酵母，出芽短梗霉于28°C靜置培養30h，畢赤酵母于30°C在180rpm的搖床中培養48h ；
[0015](3)發酵調控:采用游離態的出芽短梗霉和畢赤酵母作為發酵菌種，同時接種于蘆葦水解液的培養基中進行液態發酵，控制起始發酵PH6.0、起始溫度25°C，在發酵至24h時，將pH和溫度分別調控為4.0和300C，發酵至40h,制得7.7g/L乙醇。
[0016]2、蘆葦制備乙醇的實施例2
[0017](I)配置培養基:向55g/L蘆葦的稀硫酸水解液中添加lg/L酵母浸膏、0.5g/LMgCl2、0.5g/L (NH4)2SO4'0.5g/L KH2P04、20g/L 葡萄糖、15g/L 木糖；
[0018](2)發酵菌種培養:發酵菌種采用出芽短梗霉和畢赤酵母，出芽短梗霉于28°C靜置培養30h，畢赤酵母于30°C在180rpm的搖床中培養48h ；
[0019](3)發酵調控:采用游離態的出芽短梗霉和畢赤酵母作為發酵菌種，先單獨接種游離態的出芽短梗霉于蘆葦水解液的培養基中，控制起始發酵PH6.0、起始溫度25°C進行液態發酵，在發酵至24h時，將pH和溫度分別調控為4.0和30°C，再接種游離態的畢赤酵母于發酵液中一起發酵至40h，制得8.4g/L乙醇。
[0020]3、蘆葦制備乙醇的實施例3
[0021](I)配置培養基:向60g/L蘆葦的稀硫酸水解液中添加lg/L酵母浸膏、0.5g/LMgCl2、0.5g/L (NH4)2SO4'0.5g/L KH2P04、20g/L 葡萄糖、15g/L 木糖；
[0022](2)發酵菌種培養:發酵菌種采用出芽短梗霉和畢赤酵母，出芽短梗霉于28°C靜置培養30h，畢赤酵母于30°C在180rpm的搖床中培養48h ；
[0023](3)發酵調控:采用固定的出芽短梗霉和游離態的畢赤酵母作為發酵菌種，同時接種于蘆葦水解液的培養基中進行液態發酵，控制起始發酵PH6.0、起始溫度25°C，在發酵至24h時，將pH和溫度分別調控為4.0和300C，發酵至40h,制得8.9g/L乙醇。
[0024]4、蘆葦制備乙醇的實施例4
[0025](I)配置培養基:向60g/L蘆葦的稀硫酸水解液中添加lg/L酵母浸膏、0.5g/LMgCl2、0.5g/L (NH4)2SO4'0.5g/L KH2P04、20g/L 葡萄糖、15g/L 木糖；
[0026](2)發酵菌種培養:發酵菌種采用出芽短梗霉和畢赤酵母，出芽短梗霉于28°C靜置培養30h，畢赤酵母于30°C在180rpm的搖床中培養48h ；
[0027](3)發酵調控:采用固定的出芽短梗霉和畢赤酵母作為發酵菌種，先單獨接種固定的出芽短梗霉于蘆葦水解液的培養基中，控制起始發酵PH6.0、起始溫度25°C進行液態發酵，在發酵至24h時，將pH和溫度分別調控為4.0和30°C，再接種游離態的畢赤酵母于發酵液中一起發酵至40h，制得9.7g/L乙醇。
【權利要求】
1.一種采用出芽短梗霉聯合畢赤酵母二段式調控溫度和PH發酵蘆葦制備乙醇的工藝，包括以下方法: (1)配置培養基:向50-60g/L蘆葦的稀硫酸水解液中添加lg/L酵母浸膏、0.5g/LMgCl2、0.5g/L (NH4)2SO4'0.5g/L KH2P04、20g/L 葡萄糖、15g/L 木糖； (2)發酵菌種培養:發酵菌種采用出芽短梗霉和畢赤酵母，出芽短梗霉于28°C靜置培養30h，畢赤酵母于30°C在180rpm的搖床中培養48h ； (3)發酵調控:采用出芽短梗霉和畢赤酵母作為發酵菌種，利用該培養基進行液態發酵，控制起始發酵PH6.0、起始溫度25°C，在發酵至24h時，將pH和溫度分別調控為4.0和30°C，發酵至40h，制得乙醇。
2.如權利要求1所述蘆葦乙醇的制備工藝，其特征在于:由出芽短梗霉和畢赤酵母共同發酵蘆葦的稀酸水解液，可以為游離態的出芽短梗霉和畢赤酵母同時接種于蘆葦水解液的培養基中進行發酵到40h終止；也可以為單獨的游離態的出芽短梗霉先發酵蘆葦培養基24h，然后再接入游離態的畢赤酵母繼續一起發酵到40h終止；也可為固定的出芽短梗霉和游離態的畢赤酵母同時接種于蘆葦水解液的培養基中進行發酵到40h終止；也可為固定的出芽短梗霉先發酵蘆葦培養基24h，然后再接入游離態的畢赤酵母繼續一起發酵到40h終止。
【文檔編號】C12P39/00GK104313106SQ201410536130
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年9月26日 優先權日:2014年9月26日
【發明者】余曉紅, 李鋒, 李鳳偉, 薛鋒, 彭英云 申請人:鹽城工學院