[发明专利]酒精产品生产方法

说明书

本发明申请是基于申请日为2004年3月10日，申请号为200480012682.2(国际申请号为PCT/DK2004/000154)，名称为“酒精产品生产方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及从粒状淀粉(granular starch)制备酒精产品的方法，包括在低于所述粒状淀粉的初始凝胶化温度(initial gelatinization temperature)的高温进行预处理，然后同时糖化和发酵。

背景技术

在谷物(grain)、谷类(cereal)或植物的块茎(tuber)中发现粒状淀粉。粒状淀粉为微观颗粒的形式，其在室温下不溶于水。当加热水性的淀粉浆体时，颗粒膨胀并最终爆裂，将淀粉分子分散在溶液中。在此“凝胶化(gelatinization)”过程中，粘度有显著地增加。因为在通常的工业方法中固体水平为30-40％，所以必须将淀粉变稀或“液化”以使其能够被处理。这种粘度的降低通常在被称为液化(liquefaction)的过程中通过酶降解完成。在液化过程中，长链的淀粉被alpha-淀粉酶降解为葡萄糖单元的较小的支链和直链(糊精)。

常规的酶法液化过程可作为三步热浆方法(three-step hot slurry process)进行。将浆体加热到80-85℃并加入热稳定性的alpha-淀粉酶以开始液化。然后将浆体在105-125℃的温度喷射烘焙(jet-cook)以完成浆体的凝胶化，冷却到60-95℃，及通常地加入附加的alpha-淀粉酶以终止水解。液化过程通常在pH5-6进行。磨碎并液化的完整谷物被称为麦芽浆()。

在糖化过程中，来自液化物的糊精进一步水解以产生能被酵母代谢的低分子量的糖类DP1-3。水解通常应用葡糖淀粉酶(glucoamylase)完成，可选择地或除葡糖淀粉酶之外，能够采用alpha-葡萄糖苷酶(alpha-glucosidase)和/或酸性alpha-淀粉酶(alpha-amylase)。全部糖化步骤通常持续至72小时，然而，一般只在高于50℃的温度进行例如90分钟的预-糖化(pre-saccharification)，然后在被称为同时糖化发酵(SSF)的方法中进行发酵期间的完全糖化。

应用例如来自糖酵母属(Saccharomyces spp)的酵母加入麦芽浆进行发酵。当酒精产品为回收的乙醇，例如燃料(fuel)乙醇、饮用(potable)乙醇或工业乙醇(industrial ethanol)时，发酵在通常大约32℃的温度通常进行35-60小时。当酒精产品为啤酒时，发酵在通常大约14℃的温度通常进行直至8天。

发酵之后，麦芽浆可用作，例如啤酒，或者可进行蒸馏以回收乙醇。所述的乙醇可用作，例如燃料乙醇、饮用乙醇(drinking ethanol)和/或工业乙醇。

从上面讨论中显然，常规酒精产品生产方法中的淀粉水解，由于各个步骤中不同的温度要求，是非常消耗能量的。美国专利No.4,316,956提供用于粒状淀粉转化为乙醇的发酵方法。欧洲专利EP0140410B2提供用于淀粉水解的酶组合物。本发明的目的是提供改进的方法，用于将粒状淀粉转化为酒精产品。

发明内容

本发明提供不将粒状淀粉预先凝胶化而从所述淀粉制备酒精产品的方法，因此，在第一个方面，本发明提供制备酒精产品的方法，包括以下连续的步骤：(a)提供包含水和粒状淀粉的浆体，(b)在酸性alpha-淀粉酶和葡糖淀粉酶存在的条件下，将所述浆体在比所述粒状淀粉的初始凝胶化温度低0℃至20℃的温度保持5分钟至12小时，(c)在酸性alpha-淀粉酶、葡糖淀粉酶和酵母存在的条件下，将所述的浆体在10℃-35℃的温度保持20至250小时以产生乙醇，和(d)任选地，回收乙醇。