[发明专利]一种利用嗜鞣管囊酵母发酵柑橘皮水解液制备乙醇的方法

说明书

技术领域

本发明属于发酵技术领域，具体涉及一种利用嗜鞣管囊酵母发酵柑橘皮水解液制备乙醇的方法。

背景技术

在化工领域中，乙醇(俗称酒精)是一种重要的工业原料，广泛应用于化工、食品、饮料工业、军工、日用化工和医药卫生等领域，并且乙醇作为一种优良的燃料(其燃烧值达到26900 kJ/kg)，可以提高燃油品质口]。如今，在发酵行业中，主要采用酿酒酵母生物转化生产乙醇。

柑橘为芸香科柑橘属植物，在我国种植广泛。2006年，我国柑橘年产量已高达1900万t。近年来，柑橘产量连年增加，出现了果农“卖橘难”的现象。而将柑橘进行深加工（如榨汁、加工成罐头等），是解决“卖橘难”问题的有效途径。柑橘皮是柑橘深加工的主要副产物，来源丰富。目前，大部分柑橘皮未被利用而直接丢弃，既浪费了资源又污染了环境。如何有效利用柑橘皮资源，对于提高柑橘加工业的经济效益以及减少环境污染都具有重要意义。

目前， 人们已从柑橘皮中提取了果胶、香精油、天然色素、橙皮苷和膳食纤维等有效成分。柑橘皮也被用来加工陈皮、罗丹皮和橘皮粉等食品。在柑橘皮中纤维素和半纤维素约占50%～60%，目前除提取膳食纤维外，尚未见其它用途的报道。以柑橘皮中纤维质原料生产生物燃料乙醇，是实现柑橘皮资源有效利用的一条重要途径。纤维素是由D-葡萄糖通过β-1，4 糖苷键连接而成的链状高分子化合物，水解后的产物是葡萄糖，可被酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）发酵生产乙醇。与纤维素不同，半纤维素是由两种或两种以上的单糖组成的不均一高聚糖，主要组成单糖是木糖。半纤维素能被木聚糖酶（EC. 3.2.1.8）水解，得到的木糖不能被酿酒酵母发酵，从而影响了乙醇的产量。有研究表明，如能以植物纤维质原料中的木糖发酵生产乙醇， 可使纤维质原料乙醇发酵的产量增加25%，从而降低乙醇生产的成本。可发酵木糖大量生产乙醇的酵母菌主要有嗜鞣管囊酵母（Pachysolen tannophilus）、树干毕赤酵母（Pichia stipitis）等。

发明内容

本发明提供了一种利用嗜鞣管囊酵母发酵柑橘皮水解液制备乙醇的方法，本发明以嗜鞣管囊酵母为出发菌株，以柑橘皮水解液为原料，对乙醇的发酵条件进行了优化。

1.      一种利用嗜鞣管囊酵母发酵柑橘皮水解液制备乙醇的方法，包括种子培养和发酵培养两步骤，其特征在于发酵时，将嗜鞣管囊酵母种子液接种柑橘皮水解液发酵培养基，考察接种量、摇床转速、温度、pH 等工艺条件对嗜鞣管囊酵母发酵产乙醇的影响。

2.      步骤1所述的种子液的制备过程：将嗜鞣管囊酵母斜面菌种接入液体种子培养基中，设定温度28℃，摇床转速150 r/min，自然pH，培养72 h。

3.      步骤1所述的发酵培养基：取2.5g 酵母提取物，5g KH₂PO₄，2 g (NH₄)₂SO4，0.4 g MgSO₄·7H₂O，加入柑橘皮水解液定容至1 L，121℃灭菌20 min，制得柑橘皮水解液发酵培养基。

4.      步骤2所述的种子培养基：5°Bé 麦芽汁培养基。

5.      步骤3所述的柑橘皮水解液的制备方法为：剥取皮经60℃烘干24 h，粉碎机粉碎。称取70 g 柑橘皮粉末，加水至1 L，加入0.7%木聚糖酶，60℃、pH 6.0，摇床转速50 r/min，水解20 h，4 000 r/min离心15 min，收集上清液。

6.      步骤1所述的最佳接种量为6%。

7.      步骤1所述的最佳转速150 r/min。

8.      步骤1所述的最佳温度为28℃。

9.      步骤1所述的最佳pH值为5.0。

本发明旨在研究嗜鞣管囊酵母（Pachysolen tannophilus）利用柑橘皮半纤维素水解液发酵生产乙醇的可行性，并对发酵工艺条件进行研究。

附图说明

图1接种量对嗜鞣管囊酵母乙醇发酵的影响。

图2摇床转速对嗜鞣管囊酵母乙醇发酵的影响。

图3温度对嗜鞣管囊酵母乙醇发酵的影响。

图4 pH对嗜鞣管囊酵母乙醇发酵的影响。

具体实施方式