[发明专利]一种葛根发酵生产燃料乙醇的方法

说明书

技术领域

本方法属于葛根资源的利用领域，特别涉及一种以葛根作为原料发酵生产燃料乙醇的方法。

背景技术

葛根(Radix Pueraria)是葛属植物的地下根，为多年生豆科藤本植物，始载于《神农本草经》，自20世纪50年代以来，对葛根的研究，主要集中在有效成分的提取及其药用成分药理作用方面。

葛根的主要组成是：淀粉、纤维素、蛋白质和葛根异黄酮，另外还含有少量的脂肪、果胶、鞣质和生物碱等。文献报道，干葛根中淀粉含量约为50～60％，纤维素含量9～15％，粗蛋白5～8％，异黄酮含量为3～5％。而新葛根含水分在50～60％，淀粉的含量达到18.5～27.5％。而且葛根耐旱、耐贫瘠，全国各地均有野生葛根分布，也可规模化栽培、种植，富含淀粉与黄酮，是很有潜力的生产燃料乙醇的原料，现已成为我国许多地方重点开发的经济作物，得到大面积人工栽培。用耐旱、耐贫瘠，可在不利于粮食作物生长的山坡地、沙荒地生长的富含淀粉的葛根为燃料乙醇的生产原料，一方面为燃料乙醇生产的原料提供了新方向，解决粮食发酵的原料限制等问题，另一方面有利于山区农民增产、增收，开辟了一条致富之路。

发明内容

本发明的目的是提供一种葛根发酵生产燃料乙醇的方法，同时解决了以粮食原料生产乙醇中粮食来源有限，价格昂贵的难题。本发明的技术方案如下：

本发明提供的葛根发酵生产燃料乙醇的方法，包括如下步骤：

1)将葛根原料进行粉碎、加水拌料、纤维素酶处理、水-热处理、糖化处理，得到糖液；

2)糖液中加入硫酸铵、磷酸氢二钾和酵母，在30～35℃条件下发酵生产乙醇；

3)将发酵液蒸馏得到乙醇。

所述葛根的粉碎细度约为1.2-1.5mm。

所述的葛根的加水拌料为加入的自来水与干葛根的质量份配比为1～3：1。

所述的纤维素酶处理为加盐酸调节物料pH为4.0～4.5后，按每克碎葛根加入0～3.5U的比例加入纤维素酶，在45～50℃进行酶处理10～25min。

所述的水-热处理为按每克碎葛根加入2.0～10.0U的比例加入a-淀粉酶后，70～95℃下蒸煮处理20～50min。

所述的糖化处理为按每克碎葛根物料加入20～100U的比例加入糖化酶后，在57-60℃糖化处理5-30min。

所述的硫酸铵、磷酸二氢钾和酵母的加入量为：每100克葛根物料加入0.05～0.15％硫酸铵、0.05～0.15％g磷酸二氢钾和0.010～0.030％活性干酵母或0.03-0.1％的鲜酒母。

本发明以葛根为原料，发酵生产燃料乙醇，具有如下特点：

1.本发明采用耐旱、耐贫瘠，可在不利于粮食作物生长的山坡地、沙荒地生长的葛根为燃料乙醇的生产原料，为燃料乙醇生产的原料提供了新方向，从而解决粮食发酵中存在的问题：粮食来源有限，且价格昂贵，粮食发酵成本高，竞争力差，另外大量粮食消耗会引起人均粮食占有量下降，影响国家粮食安全等；同时有利于山区农民增产又增收，开辟了一条致富之路；

2.本发明在发酵前添加纤维素酶，降解葛根外表皮的纤维素组分，有利于葛根淀粉的糊化，提高淀粉利用率；

3.本发明采用低温蒸煮工艺(70-95℃)，使原料预处理能量消耗降低，另外葛根中的加水比为1～3：1(水：干葛根)，使发酵醪中乙醇浓度大大提高，用于蒸馏的能量消耗大幅度降低，且用于酒糟干燥的能源也大幅度降低。

具体实施方式

实施例1：将清洗、粉碎成约为1.2-1.5mm的葛根加自来水拌匀，葛根(干物质)与自来水按质量份为1：3的比例加自来水拌料，再加6mol/LHCl调节pH为4.5，当料温为45℃加入纤维素酶(1.5U/g葛根)，保温进行酶处理20min；再升温到90℃加入淀粉酶蒸煮(5.0U/g葛根)40min，之后冷却至58℃，加入糖化酶(20U)糖化处理25min，在无菌条件下，加入干酵母、硫酸铵和磷酸二氢钾，之后在35℃条件下进行发酵，72h后取发酵醪蒸馏得乙醇；

所述加入的硫酸铵、磷酸二氢钾和酵母的量为：每100克葛根物料加入0.1g硫酸铵、0.1g磷酸二氢钾和0.025g活性干酵母；

测定发酵醪中乙醇含量；得到0.090g乙醇/g葛根，6.54g乙醇/100g发酵物，淀粉利用率为97.3％。