[发明专利]胶原基酒精发酵促进剂、及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了胶原基酒精发酵促进剂、及其制备方法和应用，涉及微生物发酵技术领域。胶原基酒精发酵促进剂包括水解胶原蛋白，水解胶原蛋白的分子量为0.5kDa‑30kDa，上述分子量的水解胶原蛋白可以增加微生物对底物的利用，降低发酵终点的残糖量，提升乙醇产量，还可以大大缩短发酵时间，提高发酵效率。此外，该促进剂的存在能够缓解酵母在高浓度乙醇发酵时，所遭受的底物胁迫和产物抑制，使其正常发酵；与商用I号发酵促进剂相比，本发明的促进剂添加后，残糖含量更低，乙醇的产量更高。

技术领域

本发明涉及微生物发酵技术领域，且特别涉及胶原基酒精发酵促进剂、及其制备方法和应用。

背景技术

生物乙醇作为一种环境友好型的可持续生产的生物能源，可以与常规汽油混合用于汽车燃料，从而减少化石燃料在能源系统中所占的比例。因此，生物乙醇被认为是一种典型的可替代运输燃油的具有战略重要性的液体燃料。酿酒酵母可将源于蔗糖基、糖蜜基、淀粉基、以及纤维素基生物质的葡萄糖通过发酵过程，转化为生物乙醇。相较于一般的酒精发酵，高浓度酒精发酵具有降低蒸馏能耗和减少废水处理等优点，因此日益受到人们的广泛的关注。然而，酿酒酵母在高浓度酒精发酵的前期会遭受到高浓度底物的渗透胁迫，随着乙醇的不断积累，在发酵后期酵母又会受到高浓度乙醇的产物抑制，结果导致发酵速率下降、菌体生长缓慢和残糖浓度较高等问题。

目前，解决该问题的方法主要是及时分离乙醇，可以通过优化发酵流程或改进设备的方法实现，通过分离乙醇能够减少产物抑制。此外，还可以采用基因改良的手段构建抗逆性更强的发酵菌株，或者用额外添加胁迫保护剂的方法，提高发酵菌株对环境胁迫的耐受性。基于特定的发酵工艺，添加胁迫保护剂简单、灵活、且易操作，是一种可行性比较高的有效提高乙醇产量的方法。

相容性溶质作为微生物环境胁迫的保护剂，主要包含糖类和氨基酸类。糖类是一种常见的胁迫保护剂，如蔗糖、海藻糖等，事实上，在高浓度酒精发酵的过程中，添加额外的糖并不能明显缓解菌株所遭受的胁迫。氨基酸类如脯氨酸等，虽然能提高酿酒酵母的胁迫耐受性，但酿酒酵母自身脯氨酸合成的能力有限，添加纯的脯氨酸价格昂贵，成本过高，不适宜工业化应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种胶原基酒精发酵促进剂及其制备方法，旨在显著提高乙醇产量，并提升发酵效率。

本发明的另一目的在于提供上述胶原基酒精发酵促进剂在微生物酒精发酵中的应用，以增强微生物对底物的利用，降低发酵终点残糖含量，缩短发酵时间。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

本发明提出了一种胶原基酒精发酵促进剂，其包括水解胶原蛋白，水解胶原蛋白的分子量为0.5kDa-30kDa。

本发明还提出一种胶原基酒精发酵促进剂的制备方法，其按照上述胶原基酒精发酵促进剂的组成进行原料配比，再将各组分混合。

本发明还提出上述胶原基酒精发酵促进剂在微生物酒精发酵中的应用。

本发明实施例的有益效果是：本发明实施例提供一种胶原基酒精发酵促进剂及其制备方法，其采用分子量为0.5kDa-30kDa的水解胶原蛋白为原料。发明人创造性地发现：上述分子量的水解胶原蛋白可以增加微生物对底物的利用，降低发酵终点的残糖量，提升乙醇产量，还可以大大缩短发酵时间，提高发酵效率。

需要说明的是，本发明实施例中所提供的酒精促进剂之所以能够提升乙醇产量，可能是由于该胶原基酒精发酵促进剂能够提升酵母在酒精发酵中的胁迫耐受性。水解胶原蛋白中的甘氨酸、脯氨酸和羟脯氨酸的共同作用，能够显著提升酵母抵抗环境胁迫的能力，起到胁迫保护的作用。

附图说明