[发明专利]一种葡萄糖木糖共发酵生产乙醇的方法

说明书

本发明属于纤维乙醇生产的技术领域，具体涉及一种利用葡萄糖木糖共发酵生产乙醇的方法。包括以下步骤（1）菌种选择（2）斜面培养（3）种子培养（4）种子扩培（5）发酵培养（6）直接取步骤（5）获得的发酵液蒸馏获得乙醇。本发明以广泛采用的蒸汽爆破预处理工艺所得物料酶解液为培养基，在对五碳糖酵母菌株定向抗逆性及发酵性能驯化基础上，利用该菌株进行乙醇发酵，在高浓度乙酸、糠醛环境下，同步发酵葡萄糖木糖生产乙醇，葡萄糖利用率达99.5%以上，木糖利用率达70%以上，乙醇得率达理论值的85%，有效提高了原料利用率及乙醇得率。

技术领域

本发明属于纤维乙醇生产的技术领域，具体涉及一种利用葡萄糖木糖共发酵生产乙醇的方法。

背景技术

随着人类对环境保护和再生资源有效利用的重视，发展可再生能源已成为全球的共识。我国作为世界上第二大能源消费国，能源结构以煤为主，大量使用化石能源给环境造成了巨大压力，大力发展可再生能源可以在一定程度上缓解对环境的压力。据报道，全世界每年秸秆产量约为29亿吨，其中玉米秸秆占35%，小麦秆占21%，稻草占19%。全世界农作物秸秆有66%直接还田或作为生活能源而被烧掉，不仅造成能源的浪费，同时造成环境污染。而以农林废弃物秸秆等纤维质物料为原料生产乙醇等液体燃料，具有不与人畜争粮、不与粮林争地的特点，同时缓解环境污染，是未来解决环境问题、减少二氧化碳排放的重要举措。

纤维素质类原料，特别是木质纤维素主要有纤维素、半纤维素、木质素三大类物质组成，三者含量大致分别为30-40%、20-30%、10-25%；通常利用纤维质原料生产乙醇过程中以纤维素水解产物葡萄糖利用最为广泛，而对于半纤维素水解产生的木糖、阿拉伯糖等利用较少，主要在于传统的乙醇发酵菌株是酿酒酵母其乙醇耐受力强、产量高、纤维质原料水解液中抑制物抗逆性强，但却不能发酵木糖生产乙醇，致使原料利用率较低，乙醇得率低，相应增加了纤维质乙醇的生产成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对纤维质乙醇生产过程中木糖未有效利用的技术难题，提供一种葡萄糖木糖共发酵生产乙醇的方法，提高秸秆原料生产乙醇原料转化率，提高乙醇得率。

本发明所采取的技术方案是提出一种葡萄糖木糖共发酵生产乙醇的方法，包括以下步骤：

（1）菌种选择：选用经定向驯化的嗜鞣管囊酵母菌株（Pachysolen tannophilus)；

（2）斜面培养：取上述嗜鞣管囊酵母菌株1-2环，接种至改良后的含琼脂1.5-2.0%YPD培养基，该培养基含重量百分比的：1%酵母膏，1%蛋白胨，1%葡萄糖，2%木糖，30-32℃培养36-48h；

（3）种子培养：将经步骤（2）斜面培养后的嗜鞣管囊酵母菌株挑取1-2环，接种至含重量百分比2-4%葡萄糖、3-5%木糖的麦芽汁培养基，30-32℃，转速100-150rpm，培养16-24h；

（4）种子扩培：以5-15%接种量将步骤（3）中种子转接至1000ml-2000ml扩培培养基Ⅲ，30-32℃，转速100-150rpm，培养16-24h，所述种子扩培培养基由秸秆蒸汽爆破物料酶解液，重量百分比为1.0-2.0%的麸皮，重量百分比为0.5-1.0%的酵母粉组成，所述秸秆蒸汽爆破物料酶解液由重量百分比为4-6%葡萄糖，2-4%木糖，甲酸、乙酸、糠醛组成；

（5）发酵培养：以8-15%接种量，将步骤（4）中的种子接种至发酵培养基，发酵培养基组成为含重量百分比10-14%葡萄糖，重量百分比4-6%木糖蒸汽爆破物料酶解液，培养条件32-35℃，转速100-300rpm，利用0.5mol氢氧化钠调节pH4.5-5.0，培养60-72h后获得发酵液；

（6）直接取步骤（5）获得的发酵液蒸馏获得乙醇。

进一步地，所述步骤（1）中的嗜鞣管囊酵母菌株为不断定向驯化获得的五碳糖酵母菌株， 原始菌株可市售获得。

进一步地，所述步骤（3）、(4)中培养时间优选16-18h。