[发明专利]一种利用烟草水解液生产2-苯乙醇的方法

说明书

一种利用烟草水解液生产2‑苯乙醇的方法，属于废弃物回收再利用技术领域。为解决上述烟草废弃物堆积以及菌株利用率低等问题，本发提供了一种利用烟草水解液生产2‑苯乙醇的方法，将烟草经过不同种类的酶制剂处理后，制得水解液，利用产黑色素短梗霉(Aureobasidium melanogenum)A4，保藏编号为CGMCC No.13177，发酵生产2‑苯乙醇。此发酵工艺方法实现了一次发酵生产22.2mg/L的2‑苯乙醇，使得培养基得到了较好的地利用，同时也提高了原料的利用率，有助于有效降低发酵成本。

技术领域

本发明涉及一种利用烟草水解液生产2-苯乙醇的方法，属于废弃物回收再利用技术领域。

背景技术

我国每年的烟叶的产量450-500万吨，其中约有25％的不能用于卷烟，主要包括烟草堆垛发酵过程中会进行翻垛处理后，散落的碎烟叶；各卷烟企业会积存有大量的烟末，还有就是大量的上部烟叶、烟花和烟草秸秆等烟草废弃物。若对这些烟草废弃物加以“资源化利用”，不仅可以获得符合绿色卫生标准的天然化工原料，而且为企业提供了可持续发展的契机；也可以减轻烟草废弃物带来的土质和土壤结构的改变，避免其中有害成分对环境的污染。

苯乙醇(phenylethanol)，也叫2-苯乙醇、2-苯基乙醇或β-苯乙醇，是一种具有玫瑰香气的无色液体。因其具有淡雅、细腻而持久的玫瑰花香气而被广泛应用于食品行业，是目前市场上的第二大香料。同时，由于其不溶于水、在碱性条件下稳定等特点，该化合物也用于皂用和化妆品用香精的调配，在洗涤用品和化妆品行业中有广阔的应用前景；它还可用于对羟基苯乙醇等重要医药中间体的合成，也是大宗化工原料苯乙烯的潜在原料。随着人们对天然香料的需求增多，从植物精油中获取的2-苯乙醇，已不足以满足市场的需要。文献报道得知2-苯乙醇是微生物代谢的产物，所以采用微生物发酵生产2-苯乙醇，是具有周期短，可以大规模应用的潜力。目前研究发现酵母生产2-苯乙醇存在两种途径：一种是从头合成途径，通过合成芳香族氨基酸的莽草酸途径合成，二是通过艾氏途径(Ehrlichpathway)，即L-苯丙氨酸通过转氨作用生成苯丙酮酸，再脱羧形成苯乙醛后，经氧化脱氢作用生成2-苯乙醇，通过添加前体物质L-苯丙氨酸使2-苯乙醇的产量大幅提高。研究发现烟草废弃物中含有大量可供利用的蛋白质、氨基酸、糖类、脂和烟碱等非常有利用价值的物质，其中28.3％纤维素，20.3％半纤维素，2.3％木质素，8.8％蛋白质和4.2％灰烬。所以添加合适的酶制剂水解烟草废弃物后，会产生L-苯丙氨酸等氨基酸，以及葡萄糖等小分子的糖类。大多数微生物都具备上述两种途径，其中酿酒酵母(Saccharomycescerevisiae)是目前生产2-苯乙醇的主要出发菌株。产黑色素短梗霉(Aureobasidiummelanogenum)，该酵母菌株可以更多地将水解物中的物质转化为具有资源化的产物，并且具有较高的2-苯乙醇的耐受性。目前在现有的技术中未有揭示在发酵前通过添加不同种类的酶制剂处理后，并利用烟草水解液发酵生产2-苯乙醇的发酵方法。

发明内容

为解决上述烟草废弃物堆积以及菌株利用率低等问题，本发明提供了一种利用烟草水解液生产2-苯乙醇的方法，将产黑色素短梗霉(Aureobasidium melanogenum)接种到含有烟草水解液的培养基中进行发酵，所得发酵液经提纯后得到2-苯乙醇；所述烟草水解液为烟草废弃物经纤维素酶、半纤维素酶、漆酶、植酸酶、木聚糖酶、中性蛋白酶、角蛋白酶和脂肪酶处理后的酶解液。

进一步地限定，所述产黑色素短梗霉(Aureobasidium melanogenum)为产黑色素短梗霉(Aureobasidium melanogenum)A4，菌种保藏编号为CGMCC No.13177。