[发明专利]制备乙醇的方法

说明书

本发明涉及用生物学手段制备乙醇的方法。

从全谷物糖化醪发酵制备乙醇的方法是众所周知的。

在Biomass16(1988)77-87中已经说明向糖化醪中加入碱性蛋白酶可提高足以保持发酵生成乙醇速率的氨基氮：向高梁或买罗高梁中加入从灰绿链霉素产生的蛋白酶和碱性蛋白酶，导至较高的发酵生成乙醇速率。

加拿大专利1143677描述了由淀粉原料，如小麦、大麦或黑麦制备乙醇的方法。该方法包括在复合水解酶存在下淀粉、纤维素和玉米粒中含有的某些其他物质的水解步骤，复合水解酶由真菌木霉素Koningii产生，并含C₁的酶、内和外葡聚糖酶、纤维二糖酶、木聚糖酶、β-葡糖苷酶、蛋白酶和一些淀粉酶。

然而，当在发酵桶中有较高含量的干固体糖化醪时，这些方法不能产生乙醇。

本发明的目的是提供提高乙醇生成速度的方法，其中在发酵桶中在较高含量的溶解的干固体糖化醪存在下，酵母可发酵糖化醪，得到较高含量的乙醇。

另一个重要的观察结果是根据本发明的方法从发酵桶中得到的稀釜馏物的粘度比在相同的干固体含量下根据已知方法从发酵桶得到的稀釜馏物的粘度低。实际上，这会有助于减少蒸发器的堵塞和/或允许在较高的固体含量下蒸发稀釜馏物。此外也可预期较低粘度的釜馏物在干燥前易于与酒精混合。

本发明是关于从含有高含量干固体糖化醪原料制备乙醇的方法，原料中含有可发酵的糖或可转化成糖的组分，上述方法包括下列步骤：

a．在α-淀粉酶存在下液化原料，得到液化的糖化醪；

b．在葡糖淀粉存在下糖化液化的糖化醪，得到水解的淀粉和糖；

c．用酵母发酵水解的淀粉和糖，得到乙醇；

d．回收乙醇；其中将真菌蛋白酶在糖化过程中引入液化的糖化醪中，和/或在发酵过程中引入水解的淀粉和糖中。

用酸性真菌蛋白酶得到好的结果。

用于本发明中的酸性真菌蛋白酶是由真菌产生的酸性蛋白酶，其特征是在酸性条件下有水解蛋白质的能力。一般，酸性真菌蛋白酶由曲霉菌属、毛霉菌属、根霉菌属、念珠菌属、Coriolus、内座壳霉菌属、Entnomophtora、Irpex、青霉菌属、菌核和球拟酵母属衍生。通常，选择的真菌蛋白酶是热稳定的，由下列霉菌衍生：如曲霉菌属，如黑曲霉、A.saitoi或米曲霉；毛霉菌属，如渺毛霉或M.miehei；Endothia，如parasitica；或根霉菌属，如根霉。优选的酸性真菌蛋白霉由黑曲霉衍生。特别优选的酸性真菌蛋白霉由黑曲霉变种得到，该黑曲霉变种是已知的商标AFP-2000，可从Solvay Enzymes,Inc.买到。

本发明中使用的酸性真菌蛋白酶的量取决于蛋白酶的酶活性。一般，0.001至2.0ml 2％酸性真菌蛋白酶溶液加入450gm调节成含20-33％干固体的悬浮液中。该悬浮液在糖化过程中是液化的糖化醪，和/或在发酵过程中是水解的淀粉或糖。通常，该溶液加入量是0.005至1.5ml。该溶液优选加入量是0.01至1.0ml。

本发明的方法中使用的α-淀粉酶一般是使淀粉中α-(1-4)糖苷键无规定断裂的酶。通常，α-淀粉酶选自微生物酶。这些酶的E.C.号是E.C.3.2.1.1，特别是E.C.3.2.1.1-3。本发明的方法中使用的优选的α-淀粉酶选自热稳定的微生物α-淀粉酶。特别优选的α-淀粉酶由芽孢杆菌衍生。用由商标为TAKA-THERMⅡ的地衣芽孢杆菌衍生的α-淀粉酶得到好的结果，该地衣芽孢杆菌在市场上可从Solvay Enzymes,Inc.买到。

本发明方法中使用的α-淀粉酶量取决于α-淀粉酶的酶活性。一般，0.001至2.0mlα-淀粉酶溶液加入1000gm原料中。通常，该溶液加入量是0.005至1.5ml。该溶液优选加入量为0.01至1.0ml。

本发明方法中使用的葡糖淀粉酶一般是从淀粉的未还原端除去连续的葡糖单元的酶。其可水解淀粉的直链和支链葡糖键。通常，葡糖淀粉酶选自微生物酶。本发明方法中使用的优选的葡糖淀粉酶选自热稳定的真菌葡糖淀粉酶。特别优选的葡糖淀粉酶由曲霉菌属衍生。用商标为DISTILLASE的黑曲霉衍生的葡糖淀粉酶得到好的结果。该黑曲霉在市场上可由Solvay Enzymes,Inc.买到。