[发明专利]一种以提取谷朊粉后的小麦淀粉浆或小麦淀粉为主要原料发酵生产丙酮丁醇的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种发酵生产丙酮丁醇的方法，具体涉及一种利用提取谷朊粉后的小麦淀粉浆或小麦淀粉作为主要原料发酵生产丙酮丁醇的方法。

技术背景

目前丙酮丁醇的生产方法主要有发酵法和化工合成法。发酵法为较为成熟的方法，从20世纪初就开始有大规模应用。到了60年代，欧美发达国家发现丙酮、丁醇可以廉价地从石油合成，因此逐渐取代发酵法成为工业生产丙酮、丁醇的首选。但近年来，由于石油资源日渐枯竭、国际原油价格不断上涨、再加上日益严峻的生态环境问题，各国又重新开始重视发酵法生产丙酮、丁醇。

发酵法生产丙酮、丁醇主要使用淀粉类物质作为原料，包括玉米、薯类等，也可使用糖蜜作为原料。其中玉米是最为理想的原料，它不需添加任何辅助原料，只要配制成5—8％的醪液，就是丙酮丁醇梭菌理想的培养基。但同时玉米也是一种重要的粮食资源，如果单纯用玉米发酵，会使生产企业原料成本上升，也会造成粮食资源紧张等问题。因此，各国都在寻积极找可以代替玉米进行发酵的原料。

小麦谷朊粉(俗称活性面筋粉)是以优质小麦粉为原料经加工提取的一种天然植物蛋白质，它由多种(18种)氨基酸组成，是营养丰富的活性蛋白质。具有很强的吸水性、粘弹性、粘附热凝性和吸脂乳化性，并且有清淡醇味或略带谷物口味等独特的物理性，实用范围广泛，是高档食品和特种饲料重要的基础原料。提取完谷朊粉的小麦淀粉浆含有大量的淀粉和少量的蛋白质、脂肪和纤维素，是一种很好的丙酮丁醇发酵原料，但由于提取完谷朊粉后，蛋白质较少，丙酮丁醇梭菌发酵所需的氮、磷等元素很少，需要配置合适的培养基，丙酮丁醇梭菌才能发酵生产丙酮丁醇。

目前尚无报道用提取谷朊粉后的小麦淀粉浆或小麦淀粉发酵生产丙酮丁醇。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用小麦提取谷朊粉后的副产品小麦淀粉浆或小麦淀粉作为主要原料，发酵生产丙酮丁醇的方法。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

本发明方法依次包括如下步骤：

1)将小麦提取谷朊粉后的副产品小麦淀粉浆或小麦淀粉加入氮源或磷源后得到原料，将原料蒸煮灭菌得到蒸煮醪液；

2)待蒸煮醪液冷却至42℃以下接菌种，发酵；

3)将发酵液过滤，蒸馏，精馏得到最终的丙酮、丁醇、乙醇产品。

本发明的创新点在于：将提取谷朊粉后的副产品小麦淀粉浆或小麦淀粉与含氮或磷源的物质混合后作为原料。

本发明中所述原料加入的氮源或磷源包括但不限于玉米粉、玉米浆、麸皮、米糠、酵母膏、蛋白胨、鱼粉、豆饼粉、酵母粉、豆饼、硫酸铵、氯化铵、碳酸铵、碳酸氢铵、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵等。

本发明中所述原料优选组分为：将提取谷朊粉后的副产品小麦淀粉浆或小麦淀粉与玉米粉或玉米浆或其它的含氮或磷源的物质混合后，按重量百分比计算玉米粉或玉米浆干基为小麦淀粉浆或小麦淀粉干基的0-100％，其它的含氮或磷源的物质为小麦淀粉浆或小麦淀粉干基的0-50％，总干基含量为3-12％。

所述其它的含氮或磷源的物质优选为麸皮、米糠、酵母膏、蛋白胨、鱼粉、豆饼粉、酵母粉、豆饼、硫酸铵、氯化铵、碳酸铵、碳酸氢铵、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵等

本发明中，原料蒸煮灭菌的灭菌温度为99-130℃，灭菌时间为30—150分钟。

本发明中，原料蒸煮灭菌完毕后冷却到42℃以下，再接入菌种进行发酵，发酵的条件为厌氧条件，发酵温度为30—42℃，发酵时间35-96小时。

本发明中，所述菌种可以使用丙酮丁醇梭菌，包括但不限于CICC8008、CICC8011、CICC8012、CICC8016、CICC8017及美国典型微生物菌种保藏中心ATCC所保藏的丙酮丁醇梭菌(Clostridium acetobutylicum或Clostridium saccharobutylacetonicum或Clostridiumbeijerinkii)ATCC 824、ATCC 3625、ATCC 4259、ATCC 8529、ATCC 10132、ATCC 25752、ATCC 27021、ATCC 35702、ATCC 39057、ATCC 39058、ATCC 39236、ATCC 43084、ATCC51743、ATCC 55025、ATCC 824D-5、BAA-117。