[发明专利]一种利用丰富栅藻生产生物乙醇的方法

说明书

技术领域

       本发明涉及生物质能和发酵工程技术，具体为利用深圳红树林保护区分离出的微藻丰富栅藻（Scenedesmus abundans）作为生物质，通过酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)的发酵作用产生生物质乙醇。

背景技术

       随着人类活动带来的对能源的需求日益增大，石化能源的日益短缺，以及石化能源开采利用过程中带来的诸多环境问题，人们不得不开发新的可替代能源以解决石化能源危机问题。

       生物质能作为新能源中的一种已经得到的广泛的关注。经过几十年的发展，已经出现了三代生物能源形式。第一代生物能源是指以淀粉、糖类、动物脂肪和植物油为原料，利用传统的提取技术生产的能源物质。主要包括：生物柴油、沼气、生物乙醇及合成气等。如第一代的生物乙醇即是指利用以植物性糖发酵生产乙醇，其工艺类似于生产啤酒及葡萄酒。而第二代生物能源是指以木质纤维素生物质或木本植物、农业残余物或废物作为原料所提取的能源物质。第二代生物能源之所以发展起来是为了弥补一代生物能源利用粮食作物作为原料这一重大缺陷。

       然而，无论是第一代还是第二代生物能源，都存在需要占用土地资源的限制，由于土地资源的稀缺性，致使以陆生生物质为基础的生物质能发展受到限制。人们于是将目光从陆地转向海洋，于是第三代生物质能，藻类生物质能应运而生。其中微藻作为原料的生物柴油和生物乙醇的概念均已被广泛验证，微藻由于其生长速率快，能量密度大等特点，已经成为第三代生物质能的核心材料。

发明内容

      本发明旨在提供一种利用丰富栅藻Scenedesmus abundans作为生物质，通过酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)的发酵作用产生生物质乙醇的方法。

       所述生产方法，包括微藻生物质培养方法，糖化方法，以及发酵方法。所述微藻生物质培养方法，是指微藻藻种Scenedesmus abundans在BG11培养基室外条件下光照培养扩大生物质量的方法。所述糖化方法，是指收获微藻生物质后，利用酸、纤维素酶和糖化酶处理使得其中纤维素和淀粉等糖类释放并转化为葡萄糖的方法。所述发酵方法，是指在糖化后的生物质中接种酿酒酵母，在恒温摇床以及厌氧的条件下生产乙醇的方法。

       本发明实质上是通过上述培养方法获得大量的生物质，然后经过上述糖化方法进行发酵前处理，最终以上述发酵方法产生生物乙醇的方法。

具体实施方式

       本发明操作流程包括：微藻Scenedesmus abundans生物质扩大培养，酵母培养，糖化，发酵。

1、微藻Scenedesmus abundans生物质扩大培养

在15L的光反应器中加入10L的BG11(pH=7.5)培养基，接种入藻 S.abundans。采用半连续培养的方法，待微藻长到对数生长期末期或稳定期初期时收获部分生物质，收获的生物质主要为下部沉淀，剩下的生物质继续培养并补充入新的BG11培养基。5000rpm离心5分钟，去上清。 用蒸馏水洗两次去除藻种的培养液及其他可溶性杂质，离心去上清，冷冻干燥机中冻干约24小时至完全干燥后取出。存入-80oC冰箱中待用。

2、酵母培养

所用酵母专门用于发酵的酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae Hansen,CICC1408)，购买于广东省微生物菌种保藏中心。菌种封存于安瓿管中，用75%的酒精擦拭瓶身，火焰加热瓶口烧开敲开，加入约1mL的灭菌蒸馏水将菌团化开，并全部涂布于酵母浸出粉胨葡萄糖(YPD)培养基固体平板上。Parafilm?封口，28oC下培养5天。挑去长出的单菌落，于新的YPD培养基固体平板上划线，28 oC下培养1天，挑取单菌落于YPD液体培养基中28 oC，150rpm扩大培养。摇出的菌液重新接种于新的YPD液体培养基中，同样条件培养约24小时，用于发酵接种。

表1 YPD培养基配方