CN102978242A - 一种利用酵母发酵马铃薯制备乙醇的方法 - Google Patents
一种利用酵母发酵马铃薯制备乙醇的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102978242A CN102978242A CN2012103044394A CN201210304439A CN102978242A CN 102978242 A CN102978242 A CN 102978242A CN 2012103044394 A CN2012103044394 A CN 2012103044394A CN 201210304439 A CN201210304439 A CN 201210304439A CN 102978242 A CN102978242 A CN 102978242A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- yeast
- fermentation
- potato
- water
- temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 title claims abstract description 35
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 title claims abstract description 35
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 32
- 244000061456 Solanum tuberosum Species 0.000 title claims abstract description 22
- 235000002595 Solanum tuberosum Nutrition 0.000 title claims abstract description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 239000002054 inoculum Substances 0.000 claims description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 claims description 6
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 claims description 5
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 claims description 5
- 229940088598 enzyme Drugs 0.000 claims description 5
- 239000006188 syrup Substances 0.000 claims description 5
- 235000020357 syrup Nutrition 0.000 claims description 5
- CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L Magnesium sulfate Chemical class [Mg+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims description 2
- 102000004139 alpha-Amylases Human genes 0.000 claims description 2
- 108090000637 alpha-Amylases Proteins 0.000 claims description 2
- 229940024171 alpha-amylase Drugs 0.000 claims description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims description 2
- 235000019341 magnesium sulphate Nutrition 0.000 claims description 2
- 238000012856 packing Methods 0.000 claims description 2
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 claims description 2
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000011591 potassium Substances 0.000 claims description 2
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 2
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 8
- 235000012015 potatoes Nutrition 0.000 abstract 1
- 238000011282 treatment Methods 0.000 abstract 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 7
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 7
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 7
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 2
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 2
- 239000004382 Amylase Substances 0.000 description 1
- 102000013142 Amylases Human genes 0.000 description 1
- 108010065511 Amylases Proteins 0.000 description 1
- 229920000945 Amylopectin Polymers 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 1
- 241000235058 Komagataella pastoris Species 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 230000001476 alcoholic effect Effects 0.000 description 1
- 235000019418 amylase Nutrition 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 238000011081 inoculation Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000002503 metabolic effect Effects 0.000 description 1
- 235000003715 nutritional status Nutrition 0.000 description 1
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 210000005253 yeast cell Anatomy 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel
Landscapes
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Abstract
本发明提供了一种利用酵母发酵马铃薯制备乙醇的方法，本发明以酵母菌为出发菌株，以马铃薯为发酵原料，经液化、糖化等处理后发酵生产酒精，以出酒率为指标，研究发酵工艺中的最佳参数。
Description
技术领域
本发明属于发酵技术领域，具体涉及一种利用酵母发酵马铃薯制备乙醇的方法。
背景技术
乙醇是一种高效、环保、可再生的燃料及汽油添加剂，大力发展燃料乙醇，不仅可以有效解决能源日益匮乏的难题，更加可以有效减少环境污染。我国传统的乙醇生产，一般以粮食为原料，不但成本高而且产量也收粮食资源的限制，产量有限，难以满足需求。
马铃薯，又名土豆，山药蛋、洋芋等，块茎中含有丰富的淀粉，占其质量的8％～29％，其中马铃薯淀粉中，支链淀粉占80％左右，具有很好的储藏性。马铃薯淀粉与其他淀粉在物理性能上有许多不同，主要表现为淀粉颗粒大，支链淀粉含量高，糊化温度低，糊透明，膨胀力大，黏度高，临界浓度低，不易老化等特点。 因此，作为酒精发酵的原料，优于其他淀粉质原料。
但是，目前酒精生产还存在很大的问题，除了生产过程能耗大，原料受到土地和水资源的限制，以及酒糟处理的问题外，利用马铃薯为原料生产酒精成本过高，酒精发酵的强度不大。如果将发酵强度提高几倍、几十倍，那么发酵车间的投资就将大为减少，最终对成本降低有利。因此，酒精发酵强度的提高问题也是当今世界研究的热点课题。本发明以鲜马铃薯为原料，研究影响发酵强度的发酵工艺参数，为提高马铃薯淀粉利用率，提高出酒率提供技术支持。
发明内容
本发明提供了一种利用酵母发酵马铃薯制备乙醇的方法。
1. 一种利用酵母发酵马铃薯制备乙醇的方法，其特征在于发酵时，在250 mL三角瓶中装入50 mL发酵培养基，接入一定量的复水后的酵母，在一定的温度下，发酵一定的时间。
2. 步骤1所述的发酵培养基（g/L）：加入一定糖度的液化和糖化后的醪液，3 g无水硫酸镁，1.5 g磷酸二氢钾，pH为4.3，121℃，灭菌15 min。
3. 步骤1所述的酵母复水过程：每1 g干酵母添加10倍量的无菌水，在30-34℃的水浴中复水活化；将酵母加入温水中，防止结块，静置5～10 min，搅拌30 min。
4. 步骤2所述的马铃薯液化过程：为了使淀粉从细胞中游离出来，马铃薯浆在进行糖化之前一定要经过水一热处理，并转化为溶解状态，以便淀粉酶系统进行糖化。采用低温蒸煮工艺进行液化，按照15 u/g量，加入2×104单位/mL耐高温α-淀粉酶于浑浊的马铃薯浆中，在95 的水浴锅中液化60 min。
5. 步骤2所述的糖化过程：为了进一步将淀粉酶解成可发酵糖，待液化马铃薯浆温度降至60℃，调整pH值至4.5，依照150 u/g的量， 加入5×104 单位/g的糖化酶，在60℃条件下糖化48 h。
6. 步骤1所述的最佳发酵温度为32℃。
7. 步骤1所述的最佳发酵时间为60 h。
8. 步骤1所述的最佳醪液糖度为16。Bx。
9. 步骤1所述的酵母最佳添加量为1.2％。
有益效果在于：本发明以酵母菌为出发菌株，以马铃薯为发酵原料，经液化、糖化等处理后发酵生产酒精，以出酒率为指标，研究发酵工艺中的最佳参数。
附图说明
图1温度对出酒率的影响。
图2发酵时间对出酒率的影响。
图3醪液糖度对出酒率的影响。
图4酵母添加量对出酒率的影响。
具体实施方式
下面的实施例对本发明作详细说明，但对本发明没有限制。
本发明所用的菌株为巴斯德毕赤酵母，购买于ACCC，编号为：ACCC20065。
实施例1
本实施案例说明不同温度对出酒率的影响，调节糖化醪液pH值为4.3，初始糖度为10。Bx，酵母添加量为1.0％，分别在28，30，32，34及36℃条件下，发酵72 h，研究温度对发酵醪酒精度的影响。结果如图1所示。
温度是影响酵母生长和酒精代谢酶系统的重要因素，温度低则酵母生长受到抑制，酶系统的产量和活性较低；高温抑制了酵母的生长，钝化了酵母的发酵酶系，酵母活力受到明显影响。由图1可看出，出酒率随温度的增加，呈现出先增加后减少的趋势，最佳的出酒率温度是32℃。
实施例2
本实施案例说明不同发酵时间对出酒率的影响，调节糖化醪pH值为4.3，初始糖度为10。Bx，酵母添加量为1.0％，在32℃温度下分别发酵48，60，72，84，96 h，研究发酵时间对出酒率的影响。发酵时间对出酒率的影响见图2。
由图2可看出，最佳发酵时间为60 h。发酵时间太短，可发酵性糖的利用不完全，残糖量较高，原料利用率低；而发酵时间过长，则会引起产物分解，酒精挥发，不利于分离，而且易产生酸败，产生的更多副产物会抑制发酵的进行。
实施例3
本实施案例说明不同醪液糖度对出酒率的影响，调节糖化醪pH值为4.3，添加酵母1.0％，分别调节糖度为10，12，14，16及18。Bx，在32℃ 条件下发酵60 h，研究糖化醪液糖度对出酒率的影响。结果如图3所示。
由图3可看出，醪液糖度为16。Bx时，酒精的得率较高。理论上，糖度可以更高达到20。Bx甚至以上，属浓醪发酵，但浓醪发酵对体系中酵母菌及醪液营养状况要求很严格。较高的醪液浓度可以发生明显的葡萄糖的阻遏作用和底物抑制作用，从而抑制了酵母的生长，降低了出酒率；而低糖度的醪液，即细胞外糖度高于细胞内糖度时，将增加酵母细胞糖跨膜输送的能量，减弱酵母酒精代谢口。
实施例4
本实施案例说明不同酵母添加量对出酒率的影响，调节糖化醪液pH值为4.3，糖化醪液初始糖度为16。Bx，添加酵母量为0．6％，0．8％，1.0％，1.2％，1.4％，在32℃条件下发酵60 h，研究酵母添加量对出酒率的影响。结果如图4所示。
由图4可看出，酵母最佳添加量为1.2％。接种量太小，菌数增长缓慢，培养时间长，使发酵周期延长，同时会降低酵母菌种的活力，不利于酒精高产；接种量过大，会因菌数剧增过快和随接种而移入过多的代谢废物，导致菌种容易衰老，不利于酒精高产；接种量适宜，既能保证合理缩短发酵周期，又能得到较高的发酵产酒精水平。
Claims (9)
1.一种利用酵母发酵马铃薯制备乙醇的方法，其特征在于发酵时，在250 mL三角瓶中装入50 mL发酵培养基，接入一定量的复水后的酵母，在一定的温度下，发酵一定的时间。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，发酵培养基：每升培养基加入一定糖度的液化和糖化后的醪液，3 g无水硫酸镁，1.5 g磷酸二氢钾，pH为4.3，121℃，灭菌15 min。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，酵母复水过程：每1 g干酵母添加10倍量的无菌水，在30-34℃的水浴中复水活化；将酵母加入温水中，防止结块，静置5～10 min，搅拌30 min。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，马铃薯液化过程：采用低温蒸煮工艺进行液化，按照15 u/g量，加入2×104单位/mL耐高温α-淀粉酶于浑浊的马铃薯浆中，在95 的水浴锅中液化60 min。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，糖化过程：为了进一步将淀粉酶解成可发酵糖，待液化马铃薯浆温度降至60℃，调整pH值至4.5，依照150 u/g的量， 加入5×104 单位/g的糖化酶，在60℃条件下糖化48 h。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于发酵温度为32℃。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于发酵时间为60 h。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于醪液糖度为 
。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，酵母添加量为1.2％。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2012103044394A CN102978242A (zh) | 2012-08-24 | 2012-08-24 | 一种利用酵母发酵马铃薯制备乙醇的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2012103044394A CN102978242A (zh) | 2012-08-24 | 2012-08-24 | 一种利用酵母发酵马铃薯制备乙醇的方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102978242A true CN102978242A (zh) | 2013-03-20 |
Family
ID=47852578
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2012103044394A Pending CN102978242A (zh) | 2012-08-24 | 2012-08-24 | 一种利用酵母发酵马铃薯制备乙醇的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102978242A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105420288A (zh) * | 2014-09-09 | 2016-03-23 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种表面活性剂提高酵母细胞耐毒发酵性能的方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1733889A (zh) * | 2005-08-15 | 2006-02-15 | 黄艳文 | 以麦为原料酶法制醪多种类酵母混合发酵生产白酒的方法 |
| CN1966696A (zh) * | 2006-11-06 | 2007-05-23 | 三峡大学 | 利用红薯生产燃料酒精的方法 |
| CN101168745A (zh) * | 2007-10-16 | 2008-04-30 | 李红玉 | 一种马铃薯熟全薯生产乙醇的方法 |
| CN102080105A (zh) * | 2010-11-25 | 2011-06-01 | 广西科学院 | 一种淀粉质与糖蜜混合发酵产高浓度乙醇的方法 |
-
2012
- 2012-08-24 CN CN2012103044394A patent/CN102978242A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1733889A (zh) * | 2005-08-15 | 2006-02-15 | 黄艳文 | 以麦为原料酶法制醪多种类酵母混合发酵生产白酒的方法 |
| CN1966696A (zh) * | 2006-11-06 | 2007-05-23 | 三峡大学 | 利用红薯生产燃料酒精的方法 |
| CN101168745A (zh) * | 2007-10-16 | 2008-04-30 | 李红玉 | 一种马铃薯熟全薯生产乙醇的方法 |
| CN102080105A (zh) * | 2010-11-25 | 2011-06-01 | 广西科学院 | 一种淀粉质与糖蜜混合发酵产高浓度乙醇的方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 周广麒 等: "马铃薯酒精发酵工艺的研究", 《中国酿造》 * |
| 李兴革等: "利用马铃薯生产酒精发酵工艺参数的研究", 《农产品加工(学刊)》 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105420288A (zh) * | 2014-09-09 | 2016-03-23 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种表面活性剂提高酵母细胞耐毒发酵性能的方法 |
| CN105420288B (zh) * | 2014-09-09 | 2019-05-17 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种表面活性剂提高酵母细胞耐毒发酵性能的方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Verma et al. | Bioconversion of starch to ethanol in a single-step process by coculture of amylolytic yeasts and Saccharomyces cerevisiae 21 | |
| Duhan et al. | Bioethanol production from starchy part of tuberous plant (potato) using Saccharomyces cerevisiae MTCC-170 | |
| CN104140907B (zh) | 一种茶酒制备工艺 | |
| Chang et al. | Comparison of batch and fed-batch fermentations using corncob hydrolysate for bioethanol production | |
| CN101638673B (zh) | 一种利用植物秸秆发酵生产酒精的方法 | |
| WO2010072093A1 (zh) | 一种纤维素乙醇的生产方法 | |
| CN101555494A (zh) | 固定化混合菌种发酵纤维素水解液制备燃料乙醇的方法 | |
| CN102041235A (zh) | 一株耐高温酿酒酵母菌及其应用 | |
| CN101353674A (zh) | 一种淀粉酒精发酵的方法 | |
| DK3177729T3 (en) | IMPROVED BATCH TIME IN FERMENTATION PROCESSES USING XYLANASE AND PECTINASE | |
| CN102876595A (zh) | 高温高效木糖发酵的耐热工程酵母菌株及其应用 | |
| CN107058403A (zh) | 一种酒糟清液用于全淀粉发酵制备乙醇的方法 | |
| CN101633896A (zh) | 一种耐高浓度乙酸的酿酒酵母菌株及其应用 | |
| Behera et al. | Microbial bioethanol fermentation technologies—Recent trends and future prospects | |
| CN103898166A (zh) | 一种乙醇的生产方法 | |
| CN108165585A (zh) | 酒精发酵方法 | |
| CN102115763B (zh) | 一种全糖化高糖流加实现高浓度酒精发酵的方法 | |
| Ghaleb | Biorefinery of industrial potato wastes to ethanol by solid state fermentation | |
| CN103382489A (zh) | 一种清液发酵生产酒精的方法 | |
| CN102311977B (zh) | 一种利用木薯渣生产乙醇的方法 | |
| Pradeep et al. | Optimization of very high gravity (VHG) finger millet (ragi) medium for ethanolic fermentation by yeast | |
| CN102978242A (zh) | 一种利用酵母发酵马铃薯制备乙醇的方法 | |
| CN109628503A (zh) | 一种使用玉米和玉米秸秆作为原料综合生产乙醇的方法 | |
| EP2855686A1 (en) | Alcoholic fermentation process in the presence of a high alcohol tolerant yeast and a maltotriose positive yeast | |
| CN107779479A (zh) | 生产乙醇用酿酒酵母组合物及其用于生产乙醇的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20130320 |