固定化混合菌种发酵纤维素水解液制备燃料乙醇的方法

摘要

一种利用固定化混合菌种发酵纤维素水解液制备燃料乙醇的方法。其特征在于利用固定化嗜单宁管囊酵母(P.tannophilus)和酿酒酵母(S.cerevisiae)的混合菌种接入稀酸水解液，采用补料批式发酵的方式进行发酵。通过以下步骤实现：(1)嗜单宁管囊酵母和酿酒酵母的驯化(2)利用海藻酸钙进行混合菌种的固定化；(3)固定化混合菌种的增殖培养；(4)固定化混合菌种的补料批式发酵。利用固定化混合菌种发酵可以同时利用水解液中的木糖、葡萄糖同时发酵，缩短了发酵周期，提高了糖的利用率，增加了乙醇浓度，固定化的混合菌种可以重复利用，且抗杂菌能力强；将补料批式发酵方式应用于纤维素原料水解液生产燃料乙醇，可以减少水解液中的抑制因子；有利于消除底物抑制、稀释有毒代谢产物、降低染菌、控制发酵时间和防止副产物的产生。

主权项

1、一种固定化混合菌种发酵纤维素水解液制备燃料乙醇的方法，其特征在于利用固定化嗜单宁管囊酵母(Pachysolen tannophilus)和酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)的混合菌种接入稀酸水解液，采用补料批式发酵的方式进行发酵。通过以下步骤生产燃料乙醇：将嗜单宁管囊酵母(P.tannophilus)和酿酒酵母(S.cerevisiae)同时驯化，培养基中水解液的比例随着驯化次数的增加按20-50％的比例增长，至驯化培养基全部是水解液。将驯化培养的嗜单宁管囊酵母和酿酒酵母菌悬液按1∶1的比例接入3％的海藻酸钠溶液中，注入2％CaCl2水溶液中，固化2-6h，无菌水洗涤海藻酸钠凝胶球(直径2-3mm)，移入1％硫酸铝溶液中，0-4℃下固化12-24h得到固定化混合菌种的凝胶球。固定化的凝胶球放于增殖培养基中，28-35℃，100-150r/min条件下增殖培养20-48h，待增殖好后，将固定化凝胶球按20-50％的填充率加入到木质纤维素水解液的发酵培养基中，初始糖浓度为3-15％，调节pH值为3.0-7.0，在28-35℃、100-150r/min条件下摇床发酵，间隔12-48h后补充新鲜的水解糖液，进行补料分批发酵。上述驯化培养基配方为木糖10-50g/L，葡萄糖10-50g/L，尿素2.5g/L，酵母膏5g/L，(NH4)2SO4 5g/L，KH2PO4 2g/L，MgSO4·7H2O 1g/L，30℃，160rpm，水解液比例按5-40％递增，每个批次驯化时间为18-24h，驯化批次6-24次，酵母菌液接种量10-20％。