本发明专利技术涉及一种用于通过含糖基质的发酵选择性地增加醇类生产的生化工艺，在发酵工艺中将氢输入至微生物，发酵工艺包括含糖麦芽汁、真菌或者细菌属的微生物养料。通过在直流或者交流电流中施加预电解或全电解的电压于发酵媒介来生产氢。还描述了使用原子、离子或者气态的氢输入至发酵媒介中的微生物，用于选择性地生产醇类。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术设及一种用于通过糖的微生物发酵选择性地增加醇类的生产的生化工艺。 尤其，在该工艺中将合适浓度的氨输入至微生物，运能够W连续、半连续或者批量 生产方式进行，所述工艺包括含糖麦芽汁、真菌或者细菌属的微生物，具有自然存在的或者 尤其选择的或者适应的特性，或者重组的特性，絮凝线悬浮在发酵的麦芽汁或者固定床中 W及微量养料中。
技术介绍
醇类是具有结合至一个或多个饱和碳的径基官能团（-OH)的有机化合物，包含一 个或多个碳原子。此类化合物中最公知的是乙醇或者酒精。后者能够发现于酒精饮料中，清 洁产品中，医药产品中，诸如化学溶剂，还在其最大量应用中作为用于内燃机的燃料。 世界范围内超过90%的乙醇是通过糖的发酵生产的，糖来自直接来源，诸如甘薦、 糖蜜W及果浆，或者通过淀粉和纤维素的水解直接获得。在运些淀粉性的、不洁的W及纤维 质的团组中，多种谷物突出，诸如玉米、木馨、其他块茎、高梁、小麦、大麦、甘薦的甘薦渣、马 铃馨、乳清等。 通过发酵和蒸馈来制造乙醇基本分为四个阶段:制备原材料或者糖化、液化、发酵 和蒸馈。对于生产酒和啤酒，不存在蒸馈阶段。原材料的制备(诸如磨削、破碎W及滤取)包 括将糖、淀粉或者纤维素源传送通过处理器。在第二阶段，人们获得稀释的基质，该基质能 够在发酵中被处理或者被传递通过其他中间处理，该处理是通过水解效应将淀粉性或纤维 素链分解为糖分子。所获得的含糖果汁或者麦芽汁被引导向发酵。 发酵阶段包括:添加微生物、菌类或者细菌，它们通过多个酶促反应将糖转化为醇 类。在该工艺之后，W特征为表格1所示的发酵周期的工业量级获得发酵的麦芽汁或者酒。 然后酒进行至第四最后步骤即分级蒸馈，引起水化或者无水醇类，运取决于蒸馈 工艺和脱水的期望采用的特性。 更直接影响醇类生产结果的步骤，因此研究最多的一个步骤是发酵，也称为醇类 或者乙基发酵，在"rota etilica"(乙基路径）的情形下，运是将糖(诸如多糖W及单糖类， 诸如丙糖、下糖、戊糖W及己糖，它们之中薦糖、葡萄糖、果糖W及木糖突出）转换为醇类的 生化工艺。在该工艺中，负责将糖转换为丙酬酸分子或者丙酬酸盐的微生物参与多个胞内 酶促反应，通常称为糖分解路径。随后，在厌氧条件下，发生具有发酵工艺特性的两个其他 酶促反应。第一反应是丙酬酸的脱簇，通过丙酬酸脱簇酶执行，依靠该反应从丙酬酸分子消 除簇基，将其转换为乙醒分子，同时释放二氧化碳。第二反应是通过酶醇类脱氨酶执行的还 原乙醇乙醒，从而适当地完成发酵反应。 总之，发酵工艺的特征在于，它们结合基质、微生物的类型W及应激W及尤其适当 的操作条件，目的是最大化工艺产量W及在发酵时特殊特性将传递至麦芽汁，因为其经受 各种条件即发酵激活W及抑制条件，随之而来的是干扰了效率及工艺本身的质量。 发酵工艺产量 W所有反应(不管它们是化学的或者酶的）为特性的主要特征是设及转换因素的 运些特征，或者更具体地设及运些转换的效率或者产量。从自然发生说的观念得出的是，醇 类发酵已经经受实验评价和理论方面的考虑，被视为现有技术中最成功的工艺之一。关联 于微生物的细胞性质，主要的菌类(作为真核单细胞生物，例如动物性质的细胞)对其的研 究和理解已经在有氧和无氧呼吸工艺中是主要的，作为易于实验获取的方式，后者还公知 为醇类及乳酸发酵，并且自由发展。 在1810年，盖?吕萨克提出化学方程式，该方程式设及由葡萄糖的醇类发酵生产 乙醇和二氧化碳，迄今为止其公知为： 葡萄糖乙醇二氧化碳 C 巧 12〇6 一 2C2 也 0H+2C02(方程（1)) 100g 51.Ig 48.Sg 在1863年，路易?己斯德引入了负责将葡萄糖(单糖类)转换为乙醇及二氧化碳的 微生物的概念和反应。立十四年后，在1897年，爱德华?比希纳在实验室发酵了糖，没有使 用活的微生物，引入了发酵工艺的酶促反应的概念，如下示出： 葡萄糖微生物乙醇二氧化碳 C 巧 12〇6+酒化酶一 2C2 也 0H+2C02 酒化酶指的是复合酶，其催化将糖发酵为乙醇和二氧化碳。 因而，比希纳提出了假设:酵母细胞在媒介中分泌蛋白质，引起糖的发酵。稍后，被 证明的是:运些发酵反应发生在酵母细胞的内部。 所有运种开发与将糖转化为醇类的效率性质或者产量一致，通过核验，在自然发 酵条件中，葡萄糖分子将产生高达两个乙醇分子W及两个二氧化碳分子。该理解完全公知 为盖?吕萨克(G-L)产量，在葡萄糖发酵中其最大值为51.1%(质量/质量）。图1和图2图示 了一系列反应W及葡萄糖发酵中的最大质量产量。 为了比较的目的，W下示出了用于戊糖、己糖和二糖类(薦糖）的发酵工艺产量的 简化方程。二糖类薦糖是甘薦中主要的糖。 戊糖：3Cs 化 〇〇5 一 5C2 也 0H+5C02 100g 51.Ig 48.Sg 己糖：C曲 2〇6一 2C抽 50H+2C02 100g 51.Ig 48.Sg[002引 薦糖：打抽22011+出0+转化酶一 4C抽50H+4C02 100g 53.Sg 51.4g 转化酶指的是催化己糖、果糖及葡萄糖中的薦糖的水解的酶，己糖、果糖W及葡萄 糖的混合物还称为转化糖浆。 在通过糖的发酵的醇类工业中，追求较大工艺产量是恒定的，运设及物理化学W 及生物学域中完整及复杂的研究和实验。一般来说，人们可W从效率或者醇类产量的观点 方面书写方程用于醇类发酵工艺的完整处理，该方程如下： + 一+ ++能量 此处人们理解的是，产生的乙醇的浓度与转换中所消耗的糖的 浓度之间的商作为最大实际产量。 在发酵工艺期间，除了菌类和细菌，各种微生物性质会贡献于糖的消耗，诸如酵 母。运些微生物消耗含糖基质，用于物种的细胞生长，还有副产物的产生(诸如酸W及高级 醇），转至寄生过程并且引起发酵产量的下降。在1937年，Firmin Boinot在法国的专利W及1941年他获得用于实施工业醇类发 酵工艺的专利1152,230,318。在^十年代，该工艺进入己西，显著贡献于增加发酵产量，该工 艺现在在世界上比较普遍，公知为叫做Melle-Boinot的工艺，主要但不专用于利用酵母进 行发酵。该工艺的优点是，直接并发的还原糖，通过重复使用微生物W及通过其处理及再循 环而提供糖，进行离屯、分离，接着在抑为2至3的媒介中进行酸性处理达二至四小时的周期， 该媒介呈浓缩形式并且促进细菌菌群的急剧降低。在该处理之后，酵母乳(将离屯、的酵母称 做其）如果返回至工艺则被浓缩及处理。该操作可W引起糖消耗降低至小于可获得的糖的 1%(百分之一）。 二氧化碳作为在丙酬酸的脱簇中释放的产物，被认为是发酵工艺的并行产物。 正如W上讨论的，除了寄生工艺产生的副产物，在醇类发酵期间将生成其他产物， 诸如：丙=醇、有机酸(班巧酸的、乙酸的、丙酬酸W及其他)和高级醇、乙醒、乙偶姻、下二醇 W及其他化合物。据估计，在运些转换中消耗了该工艺中可获得的3%至5% (百分之=至 五）的糖。 在能量方面，作为示意性的，在厌氧条件下，酵母脱离其代谢至醇类发酵，乙醇和 二氧化碳是整个工艺仅有的两种排出物。因而，遵循如下： C6Hi2〇6+2Pi+2ADP 一 2C2 也 0H+2C02+2出0+2ATP ( AG0 = -56千卡/摩尔） 另本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于含糖基质的微生物发酵的工艺，其特征在于，包括将氢输入至悬浮在发酵的麦芽汁或者固定床中的真菌或细菌属的微生物，所述发酵的麦芽汁或者固定床包含糖和微生物。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：安东尼奥·佩德罗·洛伦索，马萨尤科·卡瓦卡米，若泽·弗朗西斯科·洛佩斯，
申请(专利权)人：马勒金属立夫有限公司，埃斯德塔PLM软件微型公司，艾德沃技术商业EPP公司，
类型：发明
国别省市：巴西;BR
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