[发明专利]一种用甘薯废弃物制备糖和乙醇的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用甘薯废弃物制备糖和乙醇的方法，属于淀粉加工废弃物利用技术领域。

背景技术

我们国家广泛种植的粮食和经济作物如谷类、薯类等，因为适应性很强，产量高，价格低，通常作为生产淀粉的原材料，但是提取淀粉之后，产生的大量废渣中富含淀粉、膳食纤维、蛋白质等丰富的营养成份，含水量一般都很高，所以极易发酵腐败，给周边环境造成了严重污染。综上所述，找到一种能够快速有效地降解废渣并且能大幅提高淀粉的水解得率的方法，实现农副产品资源的再利用和对环境的保护，是当前面临的首要任务。

中国专利文献CN102558386A（申请号201210015175.0）公开了一种从甘薯渣中提取果胶的方法，步骤为：（1）称取干甘薯渣、高温α-淀粉酶、葡萄糖苷酶，提取剂备用；（2）将甘薯渣和水混合，加入高温α-淀粉酶，装入带有搅拌加热装置中；升温后，打开搅拌，加热后，加入葡萄糖苷酶，保温，用碘液检验不变蓝，停止加热搅拌；（3）将加热装置内的剩余物质过滤，水洗，得到滤渣即为除去淀粉的甘薯渣；（4）将去除淀粉的甘薯渣和水混和，再加入提取剂，搅拌并保温，加热过滤，滤液进行离心处理，上清液经膜分离装置，浓缩；（5）在浓缩液中加入乙醇，充分搅拌，离心，沉淀即制得果胶。

上述技术方案虽然是一种利用甘薯废弃物的途径，但仍然有大量废弃物产生，无法充分利用原料。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种用甘薯废弃物制备糖和乙醇的方法。本发明把含有淀粉、纤维、半纤维素、果胶等多种多糖的甘薯废渣用生物法降解为葡萄糖等单糖，并且成本低、工艺简单、葡萄糖及乙醇得率高。

术语说明

甘薯废渣：甘薯提取淀粉后的废弃物，水分一般70wt%～90%,为贮存方便，有的将废渣烘干、粉碎成甘薯渣粉。甘薯废渣中一般以淀粉、粗纤维为主，同时含有少量的蛋白质和脂肪等成份。

本发明的技术方案如下：

一种用甘薯废弃物制备糖和乙醇的方法，包含以下步骤：

（1）取甘薯废渣（以干重计），加水配成质量百分比为8%～35%的溶液，或者，取固形物含量为10wt%～30wt%的甘薯废渣湿渣，制得预处理甘薯废渣；

（2）按每公斤甘薯废渣（以干重计）添加0.1升～1升的添加量向步骤（1）制得的预处理甘薯废渣中添加微生物培养液，在温度35℃～65℃的条件下，酶解1～24小时，然后按每克甘薯废渣（以干重计）添加50U～200U的α‐淀粉酶，在温度80℃～90℃的条件下，水解1～3小时，然后按每克甘薯废渣（以干重计）添加50U～200U的糖化酶，在温度55℃～65℃的条件下，水解1～12小时，制得葡萄糖醪液；

（3）向步骤（2）制得的葡萄糖醪液中接入耐高温酵母，接种量为每克甘薯废渣干料添加0.001g～0.005g酵母，在30℃～40℃静置培养，进行乙醇发酵1～48小时，然后经纯化分离，制得乙醇；

所述步骤（2）中微生物培养液的制备方法如下：

将微生物菌株接种于种子培养基中，在27～35℃的条件下培养1～3天，然后按1～20%的体积比转接于产酶培养基中，在27～35℃、100～220rpm的条件下发酵培养3～7天，制得微生物培养液；该微生物培养液特征为一种复合酶系，特别是具有甘露聚糖酶、甘露糖苷酶、木糖苷酶、阿拉伯呋喃糖酶等酶活性的复合酶系；

所述的微生物菌株选自：棘孢曲霉（Aspergillus aculeatus）、草酸青霉（Penicillium oxalicum）、斜卧青霉（Penicillum decumbens）、埃默森篮状菌（Talaromyces emersonii）、蓝黄状真菌（Talaromyces flavus）、支顶孢属真菌（Acremonium cellulolyticus）、木霉（Trichoderma spp.）、勒克瑙金孢真菌（Chrysosporium lucknowense）。

根据本发明优选的，所述的棘孢曲霉（Aspergillus aculeatus）购自美国模式培养物集存库（ATCC），菌种保藏编号1015；

根据本发明优选的，所述的草酸青霉（Penicillium oxalicum）源自中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，菌种保藏编号CGMCC5302。

根据本发明优选的，所述的种子培养基组分如下，均为重量百分比：