[发明专利]利用混合菌种对淀粉质原料进行发酵制取氢气的方法

权利要求书

1.一种利用混合菌种对淀粉质原料进行两步法发酵制取氢气的方法，所述方法包含如下步骤：

(1)液化：向作为发酵底物的淀粉质原料溶液中加入α-淀粉酶进行液化；

(2)糖化：向经步骤(1)液化后的溶液中加入糖化酶进行糖化，糖化后将所述糖化酶灭活；

(3)暗发酵产氢：在暗发酵反应器中加入步骤(2)糖化后的溶液，接入暗发酵混合产氢菌种和暗发酵培养基进行暗发酵，将气相产物导出；

(4)光发酵产氢：将步骤(3)得到的暗发酵尾液沉淀、离心后，作为光发酵产氢的底物，接入光发酵混合产氢菌种和光发酵培养基进行光发酵，将气相产物导出；

(5)纯化：将步骤(3)和步骤(4)的气相产物合并，并对H₂进行纯化。

2.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括在步骤(1)的液化之前进行加热糊化的步骤，将作为发酵底物的淀粉质原料溶液加热糊化；优选地，所述加热糊化在80℃～120℃的高压蒸汽锅或者高温烘箱中进行；更优选地，所述加热糊化的时间为5～30分钟。

3.如权利要求1或2所述的方法，其中，所述步骤(1)具有如下条件中的一个或多个：

所述淀粉质原料选自于粮食作物淀粉、根茎类作物淀粉或上述物质的混合物，其中，所述粮食作物为玉米、小麦或大米，所述根茎类作物为马铃薯、山药、木薯或甘薯；

所述淀粉质原料溶液的浓度为5-100g/L；

所加入的α-淀粉酶与淀粉质原料的质量比以干重计为0.001～0.1；

所述液化在50℃～70℃进行；

所述液化的pH为5.0～7.0；和/或

所述液化的时间为0.5～5小时。

4.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其中，所述步骤(2)具有如下条件中的一个或多个：

所加入的糖化酶与淀粉质原料的质量比以干重计为0.001～0.1；

所述糖化在40℃～65℃进行；

所述糖化的pH为4.0～5.0；

所述糖化的时间为5～30小时；和/或

在所述糖化完成后，通过在100℃加热10分钟对所述糖化酶进行灭活。

5.如权利要求1-4中任一项所述的方法，其中，所述步骤(3)中，所述暗发酵混合菌种为选自于由丁酸梭菌、产气肠杆菌、阴沟肠杆菌、热纤维梭菌所组成的组中的两种以上菌种的混合物；

优选地，所述暗发酵混合菌种为下述情况中的一种：

所述暗发酵混合菌种为丁酸梭菌和产气肠杆菌的混合物，优选地，所述丁酸梭菌与产气肠杆菌的接种量之比为(5％-95％):(5％-95％)、优选(20％-80％):(20％-80％)、更优选50％:50％；

所述暗发酵混合菌种为丁酸梭菌、产气肠杆菌和阴沟肠杆菌的混合物，优选地，所述丁酸梭菌、产气肠杆菌和阴沟肠杆菌的接种量之比为(5％-95％):(5％-95％):(5％-95％)、优选(30％-70％):(20％-60％):(15％-50％)、更优选50％:30％:20％；

所述暗发酵混合菌种为丁酸梭菌和热纤维梭菌的混合物；优选地，所述丁酸梭菌与热纤维梭菌的接种量之比为(5％-95％):(5％-95％)、优选(20％-80％):(20％-80％)、更优选70％:30％；或者

所述暗发酵混合菌种为丁酸梭菌、产气肠杆菌、阴沟肠杆菌和热纤维梭菌的混合物，优选地，所述丁酸梭菌、产气肠杆菌、阴沟肠杆菌和热纤维梭菌的接种量之比为(5％-95％):(5％-95％):(5％-95％):(5％-95％)、优选(20％-50％):(10％-40％):(10％-40％):(20％-50％)、更优选40％:20％:15％:25％。