[发明专利]一种利用重组酵母进行高支链淀粉酒精发酵的方法

说明书

一种利用重组酵母进行高支链淀粉酒精发酵的方法，属于发酵工程技术领域。本发明以高支链淀粉为原料，以酿酒酵母CCTCC NO:2011219为菌种进行酒精发酵。本发明发酵完毕后残糖接近于0.2%以下，发酵过程不需要添加普鲁兰酶等淀粉支链水解酶，采用该方法可以缩短发酵时间并降低发酵终点的残糖。

技术领域

本发明涉及一种利用重组酵母进行高支链淀粉酒精发酵的方法，属于发酵工程技术领域。

背景技术

以酵母发酵生产酒精时，由于酵母一般只能利用单糖或二糖，因此往往首先用淀粉酶将淀粉水解为短链糊精，随后接种酵母进行发酵，在发酵液中一般需要加入糖化酶以水解糊精为葡萄糖供酵母发酵利用。以玉米淀粉等支链度低的淀粉为原料时一般只要使用糖化酶就可以将原料绝大部分水解供酵母利用，最终残糖接近于零。在使用支链度较高的淀粉，如木薯淀粉等为原料时一般还需要添加普鲁兰酶等淀粉支链水解酶以充分水解原料，或者增加糖化酶的用量，利用糖化酶本身具有的较弱的水解a-1,6-糖苷键的能力以充分水解原料，否则发酵终点时会留下大量残糖，导致原料利用不充分，影响酒精产量，也带来环境问题。

酿酒酵母CCTCC NO: 2011219是前期工作中构建的一株重组酵母，具有产淀粉酶的能力，但并未发现这种淀粉酶具有水解支链淀粉中的a-1,6 糖苷键的能力，而且这种酵母的酒精发酵时间很长。研究中发现，以酿酒酵母CCTCC NO: 2011219进行酒精发酵时如果采用特殊的工艺条件，仍可以在不使用支链水解酶的情况下使残糖降低到0.2%以下，发酵时间控制在48小时以内。

发明内容

本发明的目的是克服上述不足之处，提供一种利用重组酵母进行高支链淀粉酒精发酵的方法，以酿酒酵母CCTCC NO: 2011219为菌种以高支链淀粉为原料发酵酒精时加快发酵进程。

本发明的技术方案，一种利用重组酵母进行高支链淀粉酒精发酵的方法，以高支链淀粉为原料，以酿酒酵母CCTCC NO: 2011219为菌种进行酒精发酵时加快发酵进程。

以高支链淀粉为原料，首先用中温淀粉酶将淀粉液化，控制DE在5%~6%，接种菌种酿酒酵母CCTCC NO: 2011219，0~16 h发酵温度控制在38℃，16 h后发酵温度控制在32℃。其具体工艺为：

（1）发酵液的制备：为便于实际应用时进行换算，以下以制备1 L发酵液进行叙述。在2L大烧杯中加入高支链淀粉200g，加水至总体积约为0.9L，用HCl或NaOH调整pH至6.0-6.5，加中温淀粉酶200 U，搅拌混合。上述装有淀粉悬液的烧杯放入沸水浴中加热，持续快速搅拌，加热同时检测淀粉悬液温度，当温度达到65 ℃左右时淀粉开始糊化，淀粉液变得粘稠，迅速将烧杯取出放入另一个70℃的水浴锅中保温并搅拌，一般保温4-6min左右淀粉液粘度开始下降，再保温4-6min左右淀粉液的粘度应该有比较明显的下降。取出烧杯，加入盐酸调整pH至3.8-4.2，在沸水浴中加热至接近100℃维持30min灭活淀粉酶。检测淀粉液DE值，这时的DE值一般在5%以下，用NaOH调整pH至5.8-6.2，再添加中温淀粉酶10 U，在65℃保温，间隔10min检测还原糖计算DE值，当DE值达到5%-6%时加入玉米浆干粉15g，尿素0.5-2g，混匀，再用盐酸调整pH至4.0-4.3，加入糖化酶0.1mL(共计10000U)。以上为配制完成的发酵液，由于操作过程水分蒸发，总体积一般在0.8-0.85 L，转入发酵罐中。

转入预先培养成熟的酵母种子液100 mL，根据实际体积适当补水至总体积为1 L。在上一步骤加入糖化酶后需要在1 h内开始发酵过程。

（2）酵母种子液采用如下方法制备：发酵液的制备方法同上，但液化时控制液化液DE值在20%左右﹙18%-22%﹚。在500mL三角瓶中加入发酵液100mL，接种斜面培养活化的酿酒酵母CCTCC NO: 2011219一环，用铝箔封口，摇瓶机转速控制在60-100r/min左右，以保证菌体悬浮。一般培养36h，以酒精含量达到2%左右为种子成熟的标志。