[发明专利]一种以木质纤维素为原料发酵生产异丙醇和丁醇的方法

权利要求书

1.一种以木质纤维素为原料发酵生产异丙醇和丁醇的方法，其特征在于包括以下步骤：（1）对木质纤维素原料进行蒸汽爆破预处理，所述蒸汽爆破采用中性蒸汽爆破预处理，具体为：将木质纤维素原料粉碎至0.5-5厘米，加入2-4倍质量的自来水浸湿，进入到蒸汽爆破装置的滞留器，在120-160℃，0.8-1.3MPa下维持5-20min，瞬间泄压释放，即得到蒸汽爆破预处理物料；（2）对预处理后物料进行酶解，得到纤维素和半纤维素水解混合糖液；（3）步骤（2）获得的水解混合糖液不经过固液分离与脱毒处理，直接用于发酵培养基的制备，以水解混合糖液为碳源，补加氮源、营养盐和维生素制备发酵培养基；（4）将拜氏梭菌（Clostridium beijerinckii）XH0906，保藏编号为CGMCC No. 9124的种子液接入到步骤（3）发酵培养基中，发酵生产丁醇和异丙醇，培养过程中不用通入N₂保持厌氧环境。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）所述的木质纤维素原料为含有纤维素、半纤维素和木质素的秸秆、木屑或能源植物。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）预处理后物料配制成固液比为8%-20%（w/v）的料液，然后加入纤维素酶制剂进行酶解。

4.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于：步骤（2）纤维素酶的加入量为20-50FPIU/g纤维素，酶解的pH值为4.5-5.5，温度为45-55℃，搅拌速率为50-300r/min，酶解时间为24-72h。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（3）水解混合糖液的用量为使培养基中糖浓度为30-60g/L。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：发酵培养基中补加的氮源为有机氮源或/和无机氮源，有机氮源是酵母膏、蛋白胨、牛肉膏、玉米浆、豆粕水解液中的一种或几种，浓度为0.1-20g/L；无机氮源是醋酸铵、硝酸钠和硫酸铵中的一种或几种，浓度为0.05-5g/L；补加的营养盐是磷酸氢二钾、磷酸二氢钾、氯化钠、氢氧化钠、硫酸亚铁、硫酸铁、硫酸镁、氯化钙、硫酸锰和碳酸钙中的一种或几种，浓度为1-6g/L；补加的维生素为维生素B1、生物素、对氨基苯甲酸中的一种或几种，浓度0.01-0.1 g/L。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：补加的氮源为大豆蛋白胨 8-12g/L，牛肉膏 0.4-0.8g/L和硫酸铵0.6-1.2g/L；补加的营养盐为磷酸二氢钾2-4 g/L、氯化钠0.3-0.6g/L，硫酸亚铁0.05-0.2 g/L，硫酸镁0.1-0.4g/L，氯化钙0.05-0.2 g/L。

8.根据权利要求1、6或7所述的方法，其特征在于：在发酵培养基中加入0.2-5g/L的碳酸钙，整个过程不用控制pH。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（3）所述发酵培养基的pH为6.0-8.0，采用氢氧化钙调节。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（4）制备种子液的种子培养基采用如下配方的种子培养基：水解混合糖液的用量为使糖浓度为2-8 g/L，蛋白胨5-15 g/L，酵母膏2-5 g/L，牛肉膏5-15 g/L，半胱氨酸盐酸盐0.2-0.6 g/L，氯化钠 1-4 g/L，醋酸钠 2-4g/L，调节pH为6.0-8.5，115℃灭菌30min。

11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（4）所述种子液的制备是把拜氏梭菌XH0906在固体培养基平板活化，置于无氧环境中，28-42℃培养12-48 h，然后挑取活化的单菌落接入到种子培养基中，28-42℃静置培养12-48 h。