淀粉原料发酵生产乙醇的方法
阅读：915发布：2020-05-08
专利汇可以提供淀粉原料发酵生产乙醇的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及 酵母 发酵 领域，公开了一种 淀粉 原料发酵生产 乙醇 的方法。该方法包括将酵母菌接种至液体培养基中进行乙醇发酵；其中，所述液体培养基中包含淀粉原料和稻壳粉，相对于100重量份的淀粉原料；所述液体培养基中稻壳粉的用量为3-25重量份。本发明优选采用 生料 法进行乙醇的发酵。采用本发明所述的方法进行酵母菌的培养，能够提高酵母菌的培养 温度 ，即提高酵母菌的耐热性能，使得酵母菌在高温(37-39℃)下能够以较高的效率进行生长和代谢，从而能够降低乙醇生产过程的成本。，下面是淀粉原料发酵生产乙醇的方法专利的具体信息内容。
1.一种淀粉原料发酵生产乙醇的方法，其特征在于，该方法包括将酵母菌接种至液体培养基中进行乙醇发酵；
其中，所述液体培养基中包含淀粉原料和稻壳粉，相对于100重量份的淀粉原料，所述液体培养基中稻壳粉的用量为3-25重量份。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，相对于100重量份的淀粉原料，所述液体培养基中稻壳粉的用量为7-22重量份。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述淀粉原料选自大米粉、小米粉、玉米粉、红薯粉和木薯粉中的至少一种；
优选地，所述淀粉原料为大米粉。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述液体培养基还包含氮源；
优选地，所述氮源选自酵母膏、蛋白胨、玉米浆、尿素、硫酸铵、氯化铵和氨水中的至少一种，更优选为尿素。
5.根据权利要求1-4所述的方法，其中，所述液体培养基还包含酶制剂，所述酶制剂选自淀粉酶以及酸性蛋白酶、纤维素酶、半纤维素酶、果胶酶中的至少一种；
优选地，所述酶制剂包括液化酶、糖化酶和酸性蛋白酶。
6.根据权利要求4和5所述的方法，其中，相对于100重量份的淀粉原料，所述氮源的用量为0.1-0.5重量份，所述液化酶的用量为10-120U/g淀粉原料；所述糖化酶的用量为10-
120U/g淀粉原料；所述酸性蛋白酶的用量为50-500U/g淀粉原料；水的用量为130-1100重量份。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述液体培养基中，相对于100重量份的淀粉原料，所述氮源的用量为0.1-0.3重量份，所述液化酶的用量为30-80U/g淀粉原料；所述糖化酶的用量为30-80U/g淀粉原料；所述酸性蛋白酶的用量为150-300U/g淀粉原料；水的用量为140-400重量份。
8.根据权利要求1-7中所述的方法，其中，所述酵母菌以种子液的形式进行接种，所述种子液的种子密度OD560>1，接种量为2-10体积％。
9.根据权利要求1-8中任意一项所述的方法，其中，所述乙醇发酵的条件包括：发酵初始通空气6-10h，通气量为0.01-0.1vvm，pH为4-6，发酵时间为24-50h；
优选地，发酵温度包括37-39℃。
10.根据权利要求1-9中任意一项所述的方法，其中，所述乙醇发酵的方法为分步糖化发酵法、同步糖化发酵法和生料法中的一种；
优选地，所述乙醇发酵的方法为生料法。
淀粉原料发酵生产乙醇的方法
技术领域
背景技术
[0002] 在实际生产中乙醇发酵需要保持较低的温度(28-32℃)，而发酵过程中酵母生长会释放大量的热，若不进行降温冷却很快就会超过酵母耐受温度，一般不能超过34℃，发酵罐降温使用的是循环冷却水，其工作原理是从发酵罐出来的回水进入凉水塔顶部喷淋而下，通过凉水塔中填料表面的蒸发散热降温后，作为发酵罐冷却用水。这一过程使发酵罐冷却水的温度与环境温度直接相关，一般只比环境温度低2-3℃。而我国夏季炎热，室外水温甚至能达到40℃，冷却水需要先进行低温处理才能保证发酵正常进行，这无疑增加了生产成本。
[0003] 夏季发酵生产过程中面临着高温挑战，因此，高温发酵生产乙醇是迫切需要解决的技术难题。为了实现高温发酵产乙醇，研究者们也做了很多工作，其中主要的一种思路是选育耐高温酵母，分为传统育种法和现代育种法。传统育种法包括高温驯化、自然选育和诱变育种等，但该方法工作量大，成功率低，性状不够稳定且传代容易退化；现代育种法包括原生质体融合技术和基因重组技术等，后者能有目的地对基因进行操作从而获得耐热性状表达。除了从菌株本身出发提高耐热性，另外一种思路是构建微环境帮助菌株抵御高温，常见的有固定化细胞技术。但这些技术还存在较多问题，如条件要求苛刻、工艺复杂、成本高等缺点。
发明内容
[0004] 本发明的目的是为了克服现有技术提高酵母耐热性存在的方法复杂、成本高等问题，提供一种乙醇发酵的方法，该方法能够提高酵母的耐热性，使其能够在更高的温度(37-39℃)下进行生长代谢，且方法简单、成本低廉。
[0005] 为了实现上述目的，本发明提供一种淀粉原料发酵生产乙醇的方法，该方法包括将酵母菌接种至液体培养基中进行乙醇发酵；
[0006] 其中，所述液体培养基中包含淀粉原料和稻壳粉，相对于100重量份的淀粉原料，所述液体培养基中稻壳粉的用量为3-25重量份。
[0007] 采用本发明所述的方法进行乙醇发酵，能够提高酵母菌的培养温度，即提高酵母菌的耐热性能，使得酵母菌在高温(37-39℃)下能够以较高的效率进行生长和代谢，从而无需在培养过程中使用冷却水严格控制体系的温度，能够降低乙醇生产过程的成本，而且方法简单、成本低廉、可工业化。附图说明
[0009] 图2是实施例2-1至实施例2-3中不同稻壳粉添加量对发酵产乙醇过程中pH、葡萄糖浓度和乙醇浓度影响的曲线图。
具体实施方式
[0010] 在本文中所披露范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0011] 本发明提供一种淀粉原料发酵生产乙醇的方法，该方法包括将酵母菌接种至液体培养基中进行乙醇发酵；
[0012] 其中，所述液体培养基中包含淀粉原料和稻壳粉，相对于100重量份的淀粉原料，所述液体培养基中稻壳粉的用量为3-25重量份。
[0013] 本发明的发明人发现向所述液体培养基中添加稻壳粉培养酵母菌时，能够提高酵母菌的耐热性能，使得酵母菌能够在37-39℃下发酵产乙醇，从而减少能耗，缩短发酵时间，提高发酵效率，且成本低廉。而且，本发明的发明人在研发过程中还发现，酵母菌在37-39℃范围内均能够正常发酵的情况下，39℃时的发酵效果和效率要高于37℃时发酵的效果，比如具有更高的乙醇得率和淀粉转化率。
[0014] 在本发明中，相对于100重量份的淀粉原料，所述液体培养基中稻壳粉的用量为7-22重量份，比如可以为7、8、10、12、14、16、18、20、22重量份以及任意两点之间的范围，在所述优选的情况下，能够在进一步提高酵母菌耐热性能(使酵母菌能够在39℃的条件下进行发酵产乙醇)的情况下，提高酵母菌菌体密度和发酵产乙醇的效果。
[0015] 在本发明中，所述稻壳粉是指稻壳粉碎后的产物，所述稻壳粉的粒径可以在较宽的范围内选择，优选地，所述稻壳粉的粒径为12-80目，也即所述稻壳粉为12-80目筛的筛下物。在所述优选的情况下，能够在提高酵母菌耐热性能的情况下，提高酵母菌菌体密度和发酵产乙醇的效果，且稻壳粉的粒径对发酵结果影响不大。
[0016] 在本发明中，所述酵母菌的菌种可以不受特别的限制，本领域常规使用的酵母菌即可，优选为酿酒酵母，比如可以为安琪酵母公司生产的耐高温活性干酵母。
[0017] 在本发明中，所述液体培养基中包含淀粉原料和稻壳粉。优选地，所述淀粉原料选自大米粉、小米粉、玉米粉、红薯粉和木薯粉中的至少一种。应当理解的是，由于所述淀粉原料未经进一步的纯化处理，所述淀粉原料中不仅仅含有淀粉原料，还含有其他物质，比如蛋白质和脂类等。
[0018] 在本发明中，所述大米粉的来源可以不受特别的限制，可以是大米直接粉碎得到的大米粉，也可以是以稻谷粉为原料提供的大米粉。应当理解的是，当以稻谷粉碎的大米粉形式配制液体培养基时，还同时提供了稻壳粉。
[0019] 在本发明中，进一步优选地，所述淀粉原料为大米粉。
[0020] 在本发明中，所述淀粉原料的粒径可以在较宽的范围内选择，优选地，所述淀粉原料的粒径为20-100目，也即所述淀粉原料为20-100目筛的筛下物。在这样的情况下，能够得到更高的发酵效率和原料利用率。
[0021] 在本发明中，所述液体培养基优选还包含氮源；更优选地，所述氮源选自酵母膏、蛋白胨、玉米浆、尿素、硫酸铵、氯化铵和氨水中的至少一种。优选地，所述氮源为无机氮源，比如尿素、硫酸铵、氯化铵和氨水中的至少一种，进一步优选为尿素。在使用尿素作为氮源时，生产乙醇的效果更佳。
[0022] 在本发明中，为了提高原料利用率，优选地，所述液体培养基还包含酶制剂，所述酶制剂可以是本领域常规使用的酶制剂，优选地，所述酶制剂选自淀粉酶以及蛋白酶、纤维素酶、半纤维素酶、果胶酶中的至少一种。应当理解的是，所述酶制剂至少包括淀粉酶。
[0024] 在本发明中，所述淀粉酶的种类可以是本领域常规使用的淀粉酶。淀粉酶是指能够分解淀粉糖苷键的一类酶的总称，所述淀粉酶一般包括α-淀粉酶、β-淀粉酶、糖化酶和异淀粉酶。
[0025] α-淀粉酶又称淀粉1,4-糊精酶、液化酶，它能够任意地、不规则地切开淀粉链内部的α-1,4-糖苷键，将淀粉水解为麦芽糖、含有6个葡萄糖单位的寡糖和带有支链的寡糖，常用作淀粉液化。所述液化酶可以包含本领域常规使用的α-淀粉酶，比如可以为诺维信公司的耐高温α-淀粉酶。
[0026] β-淀粉酶又称淀粉1,4-麦芽糖苷酶，能够从淀粉分子非还原性末端切开1,4-糖苷键，生成麦芽糖。此酶作用于淀粉的产物是麦芽糖与极限糊精。
[0027] 糖化酶又称淀粉α-1,4-葡萄糖苷酶，此酶作用于淀粉分子的非还原性末端，以葡萄糖为单位，依次作用于淀粉分子中的α-1,4-糖苷键，生成葡萄糖。糖化酶作用于支链淀粉后的产物有葡萄糖和带有α-1,6-糖苷键的寡糖；作用于直链淀粉后的产物几乎全部是葡萄糖。所述糖化酶可以为诺维信公司的糖化酶。
[0028] 异淀粉酶又称淀粉α-1,6-葡萄糖苷酶、分枝酶，此酶作用于支链淀粉分子分枝点处的α-1,6-糖苷键，将支链淀粉的整个侧链切下变成直链淀粉。
[0029] 应当理解的是，本领域技术人员可以根据需要选择适合的酶或酶的组合用于淀粉原料的酶解(液化和糖化)。
[0030] 在本发明中，优选地，所述酶制剂包括液化酶、糖化酶和酸性蛋白酶。
[0031] 在本发明中，所述液体培养基中各组分的含量可以在较宽的范围内选择，优选地，所述液体培养基中，相对于100重量份的淀粉原料，所述氮源的用量为0.1-0.5重量份，所述液化酶的用量为10-120U/g淀粉原料；所述糖化酶的用量为10-120U/g淀粉原料；所述酸性蛋白酶的用量为50-500U/g淀粉原料；水的用量为130-1100重量份。
[0032] 进一步优选地，所述液体培养基中，相对于100重量份的淀粉原料；所述氮源的用量为0.1-0.3重量份，所述液化酶的用量为30-80U/g淀粉原料；所述糖化酶的用量为30-80U/g淀粉原料；所述酸性蛋白酶的用量为150-300U/g淀粉原料；水的用量为150-400重量份。在上述优选的范围内，能够进一步提高发酵效率。
[0034] 在本发明中，所述酵母菌种子液的种子密度可以在较宽的范围内选择。优选地，所述酵母菌种子液的种子密度OD560>1，更优选＞2，进一步优选为2.2-9.5。在所述优选的范围内，能够提高淀粉原料发酵生产乙醇的效率和效果。
[0035] 在本发明中，所述酵母菌种子液的接种量可以在较宽的范围内选择，优选地，所述接种量为2-10体积％，比如可以为2、4、6、8、10体积％或任意两个值之间的任意值，更优选为2-6体积％。
[0036] 在本发明中，所述发酵的条件可以是本领域常规的条件包括：发酵初始通空气6-10h，通气量为0.01-0.1vvm，pH为4-6，发酵时间为24-50h。更优选地，发酵初始通空气6-8h，发酵时间为24-40h。
[0037] 在本发明中，发酵的温度可以为本领域常规采用的温度，在本发明所述的培养基存在的条件下，发酵过程还能够在37℃以上的条件下进行，优选地，所述发酵温度还包括37-39℃，比如可以为37.2℃、37.4℃、37.6℃、37.8℃、38℃、38.2℃、38.4℃、38.6℃、38.8℃、39℃以及两点之间的任意温度。
[0038] 在本发明中，所述发酵过程还伴随搅拌，所述搅拌的速率可以根据实际情况进行调整，比如在5L发酵罐中搅拌转速可以为180-220rpm。
[0039] 在发明中，优选地，所述乙醇发酵的方法为分步糖化发酵法、同步糖化发酵法和生料法中的一种。更优选地，所述乙醇发酵的方法为生料法。在所述方法为生料法的情况下，能够在保证较高的发酵效率的同时，大大降低生产成本，缩短发酵产乙醇工艺的时间。
[0040] 其中，分步糖化发酵法即SHF法，是指糖化和发酵分开在两个容器中反应。在本发明的一个优选的实施方式中，SHF法包括：将淀粉原料与水混合进行调浆，得到浆液；然后将浆液依次进行液化、糖化，得到糖化液；向所述糖化液中接种酵母菌进行发酵。
[0041] 其中，同步糖化发酵法即SSF法，是指糖化和发酵同步进行。在本发明的一个优选的实施方式中，SSF法包括：将淀粉原料与水混合进行调浆，得到浆液；然后将浆液进行液化，得到液化液；向所述液化液中接种酵母菌并加入糖化酶进行发酵。
[0042] 其中，生料法是指淀粉原料调浆后得到的浆液没有在发酵罐外经过液化和糖化，而是直接向发酵罐中加液化酶和糖化酶并接种进行发酵的方法。
[0043] 在本发明中，所述SHF和所述SSF中采用的操作条件和使用的酶均可以为本领域常规采用的条件和酶，其中酶的用量也可以在较宽的范围内选择。
[0044] 在本发明的一种优选的实施方式中，所述分步糖化发酵法包括：将大米粉和水在液化酶存在的条件下混合调浆，得到粉浆，其中，所述粉浆中大米粉的浓度为90-400g/L。对所述粉浆进行液化，所述液化的温度为80-90℃，所述液化酶的用量为35-75U/g大米粉，液化的时间为0.5-2h；将所述液化醪冷却至40-60℃，添加糖化酶糖化0.5-2h得到糖化醪。将所述糖化醪冷却至30-39℃后，向所述糖化醪中加入稻壳粉、蛋白酶和可选的无机氮源，得到发酵培养基。向所述发酵培养基中接种酵母种子液，培养24-40h。
[0045] 在本发明的一种优选的实施方式中，所述同步糖化发酵法包括：将大米粉和水在液化酶存在的条件下混合调浆，得到粉浆，其中大米粉的浓度为90-400g/L。对所述粉浆进行液化，所述液化的温度为80-90℃，所述液化酶的用量为35-75U/g大米粉，液化的时间为0.5-2h；将所述液化醪冷却至30-39℃，向所述液化醪中加入稻壳粉、糖化酶、蛋白酶和可选的无机氮源，得到发酵培养基。向所述发酵培养基中接种酵母种子液，培养24-40h。
[0046] 在本发明的一种优选的实施方式中，所述生料法包括：将大米粉和水混合调浆，得到粉浆，其中大米粉的浓度为90-400g/L。向所述粉浆中加入稻壳粉、液化酶、糖化酶、蛋白酶和可选的无机氮源，得到发酵培养基。向所述发酵培养基中接种酵母种子液，培养24-40h。
[0047] 在本发明中，优选地，利用酵母菌高温发酵产乙醇的工艺为批次发酵。
[0048] 以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
[0049] 以下实施例中，所述酵母菌为购自安琪酵母公司的耐高温酿酒高活性干酵母，加水10min可活化。经实验发现，在以葡萄糖为碳源的发酵实验中，酵母只能耐受35℃发酵，在37℃以上的情况下无法进行乙醇发酵。
[0050] 如下所述的低温保存的酵母菌液的制备方法为：将1g干酵母加入200mL无菌水中摇匀，10min后取2mL加入200mLYPD培养基中，28℃培养9h，然后加入20％甘油(v/v)，-70℃低温保存。在使用时，室温下融化，得到酵母菌液。
[0052] 种子培养基(YPD培养基)(g/L)：酵母膏10，蛋白胨20，葡萄糖20，葡萄糖溶液单独115℃灭菌20min，培养基其他成分121℃灭菌20min，无菌操作台混合后使用。
[0053] 以下实施例和对比例中所用稻谷购置湖南省，品种是湘早籼31号，全生育期107天，干燥环境下已储存4年，属于陈粮。稻谷脱壳得到77.3％的米粒，粉碎过40目筛，过筛的大米粉用作发酵底物；22.7％的稻壳粉碎，其中过40目筛的占18.9％，未过的占81.1％。
[0054] 以下实施例和对比例中使用的稻壳粉是指稻壳粉碎后过12目筛得到的筛下物。
[0055] 以下实施例中，使用Excel和Origin 9.0处理数据。根据尾气吸收瓶气泡逸出速度以及发酵液中葡萄糖含量估计发酵进程，发酵结束用液相检测，计算乙醇得率、淀粉利用率和生产强度来评估发酵效率(尾气回收的乙醇均并入乙醇质量计算)，计算公式如下：
[0056]
[0057]
[0058]
[0059] 实施例1
[0060] 本实施例用于说明本发明所述的生产乙醇的方法
[0061] 在250mL锥形瓶中配制100mL粉浆，大米粉浓度为94g/L。向其中添加液化酶(加入量为65.4U/g大米粉)、糖化酶(加入量为69.5U/g大米粉)、酸性蛋白酶(加入量为228U/g大米粉)和尿素(加入量为1.94mg/g大米粉)，配制成液体培养基。
[0062] 用硫酸调节培养基初始pH为5，将低温保存的酵母菌液以2％(v/v)接种量接种到上述锥形瓶中，发酵初始通空气8h，发酵温度为39℃，摇床转速为170rpm，定时称量，记录摇瓶质量损失(g)，其结果见图1。
[0063] 其中，实施例1-1中向所述液体培养基中加入稻壳粉，使得相比于大米粉，稻壳粉的含量为5.6重量％；
[0064] 实施例1-2中向所述液体培养基中加入稻壳粉，使得相比于大米粉，稻壳粉的含量为10.8重量％；
[0065] 实施例1-3中向所述液体培养基中加入稻壳粉，使得相比于大米粉，稻壳粉的含量为16.1重量％；
[0066] 实施例1-4中向所述液体培养基中加入稻壳粉使得稻壳粉的含量为21.4重量％。
[0067] 从图1中可以看到，5.6重量％稻壳粉的酵母菌在39℃下几乎不能进行发酵，质量损失很少，主要是水分蒸发带来的质量损失，在84h时约为3.05g。而在添加10.8-21.4重量％稻壳粉的三个实施例中，均有明显的质量损失，说明酵母利用葡萄糖进行乙醇代谢释放了CO2。
[0068] 随着稻壳添加比例的增加，质量损失逐渐增大，均在100h前后趋近稳定(图中未显示)，结束发酵。在添加10.8重量％稻壳粉的实施例1-2中酵母能克服高温胁迫进行乙醇发酵，最终质量损失为13.5g；其中添加16.1重量％和21.4重量％的稻壳粉的实施例1-3和1-4发酵结果相近，质量损失分别是18.9g和20.1g，差别不大，说明添加过多稻壳并没有更好的效果。
[0069] 实施例2
[0070] 本实施例用于说明本发明所述的培养酵母菌发酵产乙醇的方法(生料法)[0071] 实施例2-1：将低温保存的酵母菌液以2％(v/v)的接种量接种到装有100mL种子培养基的三角瓶中，培养温度为37℃，摇床转速为170rpm，培养10h，得到OD560为8.36的种子液。
[0072] 称取定量大米粉，与50℃自来水在2L烧杯中搅拌均匀，使底物浓度为332g/L，得到粉浆并转入5L机械搅拌发酵罐中，向其中添加液化酶(加入量为65.4U/g大米粉)、糖化酶(加入量为69.5U/g大米粉)、酸性蛋白酶(加入量为228U/g大米粉)和尿素(加入量为1.94mg/g大米粉)配制成发酵培养基。额外添加稻壳粉使得稻壳粉含量为大米粉的8.6重量％，用硫酸调节pH至5。
[0073] 以5％(v/v)的接种量将种子液接种到发酵培养基中，搅拌转速200rpm，发酵初始通气8h，通气量为0.05vvm，温度为39℃，发酵过程中不调节pH，外接尾气吸收瓶，用蒸馏水吸收发酵过程逸出的CO2携带的乙醇，定时取样，发酵24h后结束，发酵过程中发酵液pH、葡萄糖和乙醇浓度的变化曲线见图2。
[0074] 记录并计算乙醇得率、淀粉利用率和生产强度，结果见表1。
[0075] 实施例2-2：按照实施例2-1所述的方法进行酵母菌的培养以及发酵产乙醇的实验，不同的是，向所述发酵培养基中加入的稻壳粉含量为大米粉的7.1重量％，发酵过程中发酵液pH、葡萄糖和乙醇浓度的变化曲线图见图2。
[0076] 检测并计算乙醇浓度、乙醇得率、淀粉利用率和生产强度，结果见表1。
[0077] 实施例2-3：按照实施例2-1所述的方法进行酵母菌的培养以及发酵产乙醇的方法，不同的是，向所述发酵培养基中加入的稻壳粉量为大米粉的5.6重量％。发酵过程中pH、葡萄糖含量和乙醇含量的变化曲线图见图2。
[0078] 记录并计算乙醇得率、淀粉利用率和生产强度，结果见表1。
[0079] 从实施例2的结果中可看出，在39℃下，实施例2-3发酵的醪液中没有乙醇产生，而且作为生料发酵，醪液中的葡萄糖浓度从初始的22.6g/L到8h的70.5g/L，最终葡萄糖浓度高达102.3g/L，说明酵母并没有进行乙醇代谢，在面临高温环境反而大量产酸，pH的变化曲线也说明这点，接种前期酶作用于淀粉原料，释放细胞中各种物质，pH有些许升高，8h后pH迅速降低直到3.6。相同条件下发酵，实施例2-1和实施例2-2中pH变化不大，最低pH为4.71左右。但不同程度的稻壳添加对酵母发酵影响不同，添加7.1％和8.6％的稻壳粉的实施例均在24h结束发酵，但前者发酵醪液中乙醇浓度为50.6g/L，后者乙醇浓度能达到81.6g/L。
[0080] 实施例3
[0081] 本实施例用于说明本发明所述的培养酵母菌发酵产乙醇的方法(生料法)[0082] 按照实施例2-3所述的方法进行酵母菌的培养以及发酵产乙醇的实验，不同的是，发酵温度为37℃，发酵32h后结束。检测并计算乙醇浓度、乙醇得率、淀粉利用率和生产强度，结果见表1。
[0083] 相比于大米粉，添加的稻壳粉为5.6重量％，在这样的发酵培养基中，酵母菌在39℃下难以生长发酵，但能耐受37℃的高温，进行发酵生产乙醇。
[0084] 实施例4
[0085] 本实施例用于说明本发明所述的培养酵母菌发酵产乙醇的方法(同步糖化发酵法)
[0086] 按照实施例2-1所述的方法进行酵母的培养获得种子液。
[0087] 称取定量大米粉，与50℃自来水和65.4U/g大米粉的液化酶，在2L烧杯中搅拌均匀，调节pH至5，得到粉浆，其中，大米粉的浓度为332g/L。对所述粉浆进行液化，所述液化的温度为85℃，液化的时间为1h；将所述液化醪冷却至39℃，添加糖化酶(69.5U/g大米粉)、酸性蛋白酶(用量为228U/g大米粉)和尿素(加入量为1.94mg/g大米粉)，得到发酵培养基，所述发酵培养基中，相对于大米粉，稻壳粉的含量为5.6重量％。
[0088] 以5％(v/v)的接种量将种子液接种到发酵培养基中，搅拌转速200rpm，发酵初始通气8h，通气量为0.05vvm，温度为37℃，初始pH为5，发酵过程中不调节pH，外接尾气吸收瓶，用蒸馏水吸收发酵过程逸出的CO2携带的乙醇，定时取样，发酵28h后结束。
[0089] 检测并计算乙醇浓度、乙醇得率、淀粉利用率和生产强度，结果见表1。
[0090] 实施例5
[0091] 本实施例用于说明本发明所述的培养酵母菌发酵产乙醇的方法(分步糖化发酵法)
[0092] 按照实施例2-1所述的方法进行酵母的培养获得种子液。
[0093] 称取定量大米粉，与50℃自来水和65.4U/g大米粉的液化酶，在2L烧杯中搅拌均匀，调节pH至5，得到粉浆，其中，大米粉的浓度为332g/L。对所述粉浆进行液化，所述液化的温度为85℃，液化的时间为1h；将所述液化醪冷却至50℃，添加糖化酶(69.5U/g大米粉)糖化1h得到糖化醪。将所述糖化醪冷却至30℃后，向所述糖化醪中加入酸性蛋白酶(用量为228U/g大米粉)和尿素(加入量为1.94mg/g大米粉)，得到发酵培养基。所述发酵培养基中，相对于大米粉，稻壳粉的含量为5.6重量％。
[0094] 以5％(v/v)的接种量将种子液接种到发酵培养基中，搅拌转速200rpm，发酵初始通气8h，通气量为0.05vvm，温度为37℃，初始pH为5，发酵过程中不调节pH，外接尾气吸收瓶，用蒸馏水吸收发酵过程逸出的CO2携带的乙醇，定时取样，发酵24h后结束。
[0095] 检测并计算乙醇浓度、乙醇得率、淀粉利用率和生产强度，结果见表1。
[0096] 实施例6
[0097] 本实施例用于说明本发明所述的培养酵母菌发酵产乙醇的方法(生料法)[0098] 按照实施例3所述的方法进行酵母菌的培养以及发酵产乙醇的实验，不同的是，不向发酵培养基中加入尿素，而加入等量的硫酸铵作为无机氮源。
[0099] 检测并计算乙醇浓度、乙醇得率、淀粉利用率和生产强度，结果见表1。
[0100] 实施例7
[0101] 本实施例用于说明本发明所述的培养酵母菌发酵产乙醇的方法(生料法)[0102] 按照实施例3所述的方法进行酵母菌的培养以及发酵产乙醇的实验，不同的是，发酵培养基中底物浓度为379g/L。
[0103] 检测并计算乙醇浓度、乙醇得率、淀粉利用率和生产强度，结果见表1。
[0104] 表1
[0105]
[0106]
[0107] 从表1的数据中能够看出，发酵培养基中添加稻壳有利于提高酵母菌耐热性，使其能够在高温下发酵大米粉生产乙醇。
[0108] 实验例3、实验例4和实验例5说明采用生料法、同步糖化发酵法和分步糖化发酵法高温下发酵大米粉生产乙醇都是可行的。
[0109] 实验例5、实验例6和实验例7说明发酵培养基中采用尿素为无机氮源、底物浓度为332g/L具有更好的发酵效果。
[0110] 以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。
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