[发明专利]一种微生物发酵乙醇的方法

说明书

技术领域

本发明涉及微生物发酵领域，更具体的说是涉及一种微生物发酵乙醇的方法。

背景技术

随着石油资源的逐渐枯竭和环境的日益恶化，大力推广使用可再生能源技术成为我国能源发展战略的重要组成部分，以减少对石化能源的需求依赖和温室气体的排放。

生物燃料近年来在可再生能源领域不断受到重视。生物燃料泛指由生物质组成或萃取的固体、液体或气体燃料，可以替代由石油制取的汽油和柴油，是可再生能源开发利用的重要方向。所谓的生物质是指利用大气、水、土地等通过光合作用而产生的各种有机体，即一切有生命的可以生长的有机物质，它包括植物、动物和微生物，不同于石油、煤炭、核能等传统燃料，这新兴的燃料是可再生燃料。

燃料乙醇是生物燃料的重要一部分。燃料乙醇是指体积浓度达到99.5％以上的无水乙醇。燃料乙醇是燃烧清洁的高辛烷值燃料，是可再生能源。燃料乙醇的生产是以生物质为原料通过生物发酵途径获得的。燃料乙醇生产技术主要有第一代和第二代两种。第一代燃料乙醇技术是以糖质和淀粉质作物为原料生产乙醇，其工艺流程一般分为液化、糖化、发酵、蒸馏、脱水五个阶段。第二代燃料乙醇技术是以木质纤维素质为原料生产乙醇，其工艺流程一般分为预处理、糖化、发酵、蒸馏、脱水五个阶段。

如何提高乙醇的转化效率和转化速率，是燃料乙醇生产的关键因素，也是大力开发利用可再生能源的基础。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种微生物发酵乙醇的方法，使得该方法能够提高乙醇的转化效率和转化速率。

为实现上述发明目的，本发明提供如下技术方案：

一种酿酒酵母发酵乙醇的方法，包括：

将微生物菌种接种至包含乙二胺的发酵培养基中发酵，获得富含乙醇的发酵液。

本发明从调整发酵工艺本身环节出发，选择特定的乙二胺作为微生物发酵乙醇的催化剂，相对于传统的直接发酵的工艺，显著提高了微生物发酵过程中乙醇的转化速率和转化效率。

作为优选，所述乙二胺在发酵培养基中的浓度为0.5-10g/L，在本发明一些具体实施方式中，所述乙二胺在发酵培养基中的浓度可选自0.5g/L、1g/L、5g/L、6g/L、10g/L。

作为优选，所述微生物菌种为酿酒酵母、克洛维氏酵母或毕赤酵母；更优选地，所述酿酒酵母、克洛维氏酵母或毕赤酵母为工业酵母或经过基因工程改造的酵母。在本发明一些具体实施方式中，所述酿酒酵母可选自酿酒酵母SyBE005或安琪酿酒酵母。

作为优选，所述发酵的发酵时间为12-120h；在本发明一些具体实施方式中，所述发酵的发酵时间可选自21h、24h、72h。

作为优选，所述发酵培养基中的碳源选自葡萄糖、木糖、蔗糖、麦芽糖、淀粉中的一种或两种以上；在本发明的一些实施方式中，所述发酵培养基中的碳源为葡萄糖、或者为葡萄糖和木糖混合，葡萄糖的浓度为0.02g/mL，木糖的浓度为0.01g/mL；在本发明中，所述发酵培养基可以仅为加入了碳源和乙二胺的培养基，除此之外也可以加入不限制数量和种类的有利于微生物发酵乙醇的本领域公知组分。

作为优选，所述发酵培养基的pH值为4.5-6.5；在本发明一些具体实施方式中，所述pH值可选自4.8、5.5、6.4。

作为优选，所述pH值通过加酸调节；在本发明一些具体实施方式中，所述pH值通过加浓硫酸或浓盐酸调节。

在一些具体实施方式中，本发明以酿酒酵母为例对比本发明方法和传统的未加乙二胺直接发酵的方案，结果显示，本发明能够显著加快微生物对碳源诸如葡萄糖和木糖的代谢速率，同时极大地提高了乙醇的产量。此外，在整个发酵过程中，本发明所添加的乙二胺不会被酿酒酵母降解利用。

基于上述效果，本发明还提供了乙二胺在微生物发酵乙醇中的应用。作为优选，所述微生物为酿酒酵母、克洛维氏酵母或毕赤酵母。更优选地，所述酿酒酵母、克洛维氏酵母或毕赤酵母为工业酵母或经过基因工程改造的酵母。在本发明一些具体实施方式中，所述酿酒酵母可选自酿酒酵母SyBE005或安琪酿酒酵母。

由以上技术方案可知，本发明提供的方法以乙二胺作为微生物发酵乙醇的催化剂，有效提高微生物菌种对培养基中碳源的利用速率，提高乙醇的生产速率，并且乙二胺作为催化剂在发酵过程中不会被降解利用。

附图说明

图1-A所示为不同浓度的乙二胺(0g/L、1g/L、6g/L、10g/L)随发酵时间推移葡萄糖浓度(g/L)的变化情况；