本发明专利技术涉及一种诱导物控制的连续产纤维素酶并联产乙醇的方法，包括：S1：酿酒酵母发酵产乙醇，发酵液去除乙醇后的糖液作为产纤维素酶促进剂；S2：将里氏木霉接种到发酵培养基中，进行发酵培养，发酵过程中，向发酵体系中添加产纤维素酶促进剂，发酵获得纤维素酶。与现有技术相比，本发明专利技术利用酿酒酵母发酵产乙醇所得发酵液去除乙醇后的糖液作为产纤维素酶促进剂，所述产纤维素酶促进剂不仅能够解除纤维素酶发酵过程中代谢产物阻遏作用，提高纤维素酶活性，同时能够实现纤维素酶和乙醇的联产，从实质上降低纤维素乙醇工艺中纤维素酶成本高的问题。的问题。的问题。
【技术实现步骤摘要】
一种诱导物控制的连续产纤维素酶并联产乙醇的方法
[0001]本专利技术涉及生物发酵
，尤其是涉及一种诱导物控制的连续产纤维素酶并联产乙醇的方法。
技术介绍
[0002]目前，世界各国都在积极研究利用非粮食手段生产生物燃料，用以解决日益严重的能源危机、气候问题以及粮食短缺问题。木质纤维素作为地球上储量最丰富的多糖类物质，利用其生产燃料乙醇已成为各国研究的热点领域。
[0003]但由于木质纤维素结构致密复杂，大多数微生物并不能将其作为直接碳源来生产乙醇，只有将其水解成可发酵单糖类物质后，才能被微生物利用。酶解法由于其反应条件温和、效率高、能耗低、选择性强以及环保效果好等优点，被广泛应用于纤维素水解过程中。酶解法水解纤维素的工艺对纤维素酶的需求量很大，纤维素酶成本较高，这也是制约纤维素乙醇产业化的关键瓶颈。目前纤维素酶一般是采用特定菌株对生物质进行发酵来获得。例如申请号CN201310431838.1的中国专利公开了采用乳酸菌和复合霉菌两段发酵金针菇菌糠生产纤维素酶的技术方案，而申请号CN201510267129.3的中国专利则公开了利用一种巨大芽孢杆菌(Bacillusmegaterium)经过诱导培养基振荡培养高效表达而得到纤维素酶的方法。
[0004]纤维素酶属于诱导酶，其发酵过程同时受到诱导物的诱导调控和产物的反馈抑制调控两方面的作用。葡萄糖是其主要的反馈抑制物；高效的诱导物对其高产纤维素酶具有重要作用。纤维素是纤维素酶重要的诱导物，但纤维素不溶于水，因此，开发高效的可溶性诱导促进剂对产酶的提高具有重要的实际意义。
技术实现思路
[0005]为了提高纤维素酶活性，降低产酶成本，本专利技术开发出一种诱导物控制的连续产纤维素酶并联产乙醇的方法。
[0006]本专利技术提出诱导物控制的连续产纤维素酶并联产乙醇的方法，通过发酵工艺改进，不仅能使纤维素酶发酵液酶活得到提高，而且在生产纤维素酶的同时，还同时联产乙醇，使得纤维素酶生产成本得到实质性降低。
[0007]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0008]本专利技术提供一种诱导物控制的连续产纤维素酶并联产乙醇的方法，包括：
[0009]S1：酿酒酵母发酵产乙醇，发酵液去除乙醇后的糖液作为产纤维素酶促进剂；
[0010]S2：将里氏木霉(Trichoderma reesei)作为发酵菌种接种到发酵培养基中，进行发酵培养，发酵过程中，向发酵体系中添加产纤维素酶促进剂，发酵获得纤维素酶。
[0011]在本专利技术的一个实施方式中，步骤S2中，所述发酵培养基为含有可被里氏木霉利用的碳源和氮源的培养基。
[0012]在本专利技术的一个实施方式中，步骤S2中，所述发酵培养基中含有的碳源为葡萄糖，
所述发酵培养基中含有的氮源为尿素或硝酸铵。
[0013]在本专利技术的一个实施方式中，步骤S2中，所述发酵培养基的配方如下：葡萄糖10g/L
±
10％，纤维素粉20g/L
±
10％，蛋白胨10g/L
±
10％，磷酸二氢钾1g/L
±
10％，硫酸镁0.2g/L
±
10％，锰离子0.01g/L
‑
1g/L，铁离子0.01/L
‑
1g/L，尿素5g/L
±
10％，pH 5.0
‑
6.0。
[0014]在本专利技术的一个实施方式中，步骤S2中，所述发酵培养基制备方法为：按照发酵培养基的配方称量各组分，溶于去离子水中，120℃以上灭菌15min～40min。
[0015]在本专利技术的一个实施方式中，步骤S2中，进行发酵培养的条件为：温度25℃
‑
32℃、pH3.5
‑
5.5、通气量0.2
‑
2vvm，发酵罐压力0.03MPa
‑
0.08Mpa。
[0016]在本专利技术的一个实施方式中，步骤S2中，向发酵体系中添加产纤维素酶促进剂的时机为：待发酵至15～30h开始添加产纤维素酶促进剂，发酵总时间为72～230h。
[0017]在本专利技术的一个实施方式中，步骤S2中，向发酵体系中添加产纤维素酶促进剂的方式为：流加产纤维素酶促进剂，产纤维素酶促进剂流速控制在每小时0.1～10mL/h/l。
[0018]在本专利技术的一个实施方式中，步骤S2中，里氏木霉在发酵培养基中的初始接种体积浓度为5～15％，优选为10％。
[0019]在本专利技术的一个实施方式中，步骤S2中，实时监控发酵培养基的pH和通气量，通过20wt％的碳酸钠溶液流加控制发酵培养基的pH保持在3.5
‑
5.5之间，通过偶联搅拌器搅拌，其转速为150r/min
‑
600r/min，使通气量在0.2
‑
2vvm。
[0020]在本专利技术的一个实施方式中，步骤S2中，所述里氏木霉(Trichoderma reesei)选择保藏编号为CGMCC NO.17798的里氏木霉(Trichoderma reesei)。其中保藏编号为CGMCC NO.17798的里氏木霉(Trichoderma reesei)，命名为ZR/TR
‑
UV
‑
3，保藏机构为：中国普通微生物菌种保藏管理中心，保藏日期为2019年06月13日，保藏地点为北京市朝阳区北辰西路1号院3号。保藏编号为CGMCC NO.17798的里氏木霉(Trichoderma reesei)曾在专利CN110205250A中记载过。
[0021]在本专利技术的一个实施方式中，步骤S1中，酿酒酵母发酵产乙醇的培养基为：含有玉米淀粉、水、盐酸、NaOH、玉米浆的培养基。
[0022]在本专利技术的一个实施方式中，步骤S1中，酿酒酵母发酵产乙醇的培养基为：玉米淀粉、水、浓硫酸按20:100:0.5(v/v/v)的比例混合，搅拌条件下140℃高温处理30min，处理完后用20％NaOH调pH至4.0
‑
6.0，然后向其中加入0.5％(v/v)玉米浆，120℃灭菌20min处理。
[0023]在本专利技术的一个实施方式中，步骤S1中，酿酒酵母发酵产乙醇的条件为：向培养基中加入0.1％(w/v)酿酒酵母，30
‑
34℃厌氧发酵，待发酵液葡萄糖浓度降至1
‑
2％(w/v)时停止发酵。
[0024]在本专利技术的一个实施方式中，步骤S1中，酿酒酵母发酵产乙醇后的发酵液(即酵母发酵后的玉米淀粉稀酸水解液)进行蒸馏处理，馏出物为乙醇，去除乙醇后的糖液作为产纤维素酶促进剂。
[0025]在本专利技术的一个实施方式中，诱导物控制的连续产纤维素酶并联产乙醇的方法，具体包括以下步骤：
[0026](1)产纤维素酶促进剂及乙醇的制备及与乙醇的联产
[0027]玉米淀粉、水、浓盐酸按20:100:0.5(v/v/v)的比例混合，搅拌条件下本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种诱导物控制的连续产纤维素酶并联产乙醇的方法，其特征在于，包括：S1：酿酒酵母发酵产乙醇，发酵液去除乙醇后的糖液作为产纤维素酶促进剂；S2：将里氏木霉接种到发酵培养基中，进行发酵培养，发酵过程中，向发酵体系中添加产纤维素酶促进剂，发酵获得纤维素酶。2.根据权利要求1所述的一种诱导物控制的连续产纤维素酶并联产乙醇的方法，其特征在于，步骤S2中，所述发酵培养基中含有的碳源为葡萄糖，所述发酵培养基中含有的氮源为尿素或硝酸铵。3.根据权利要求1所述的一种诱导物控制的连续产纤维素酶并联产乙醇的方法，其特征在于，步骤S2中，所述发酵培养基的配方如下：葡萄糖10g/L
±
10％，纤维素粉20g/L
±
10％，蛋白胨10g/L
±
10％，磷酸二氢钾1g/L
±
10％，硫酸镁0.2g/L
±
10％，锰离子0.01g/L
‑
1g/L，铁离子0.01/L
‑
1g/L，尿素5g/L
±
10％，pH 5.0
‑
6.0。4.根据权利要求1所述的一种诱导物控制的连续产纤维素酶并联产乙醇的方法，其特征在于，步骤S2中，所述发酵培养基制备方法为：按照发酵培养基的配方称量各组分，溶于去离子水中，120℃以上灭菌15min～40min。5.根据权利要求1所述的一种诱导物控制的连续产纤维素酶并联产乙醇的方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨何宝，李秋园，代淑梅，
申请(专利权)人：上海中溶科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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