摇床中进行震荡，在 33°C条件下发酵8-100小时。
[0049] 将0. 25g酵母粉在33°C条件下用2mL超纯水复水15-30分钟，然后加入3. 5g葡萄 糖、愈创木酚（4. 0g.L》、PEG-1000 (2. 0g)、预先配置好的pH值为4. 3硫酸溶液6mL，放入摇 床中进行震荡，在33°C条件下发酵8-100小时。
[0050] 葡萄糖转化率、乙醇浓度分别如图7、图8所示。从图中数据可以看出，向发酵体系 中加入愈创木酚（4. 0g.L3对发酵效率有较强的抑制作用；而当将PEG-400加入含苯酚的 发酵体系中，发酵效率明显大幅度提高。
[0051] 实施例5
[0052] 将0. 25g酵母粉在33°C条件下用2mL超纯水复水15-30分钟，然后加入3. 5g葡萄 糖、混合抑制剂（苯酚、愈创木酚、香兰素、HMF、糠醛、乙酰丙酸混合物）（0-5g.L^、预先配 置好的pH值为4. 3硫酸溶液6mL，放入摇床中进行震荡，在33°C条件下发酵72小时。
[0053] 将0. 25g酵母粉在33°C条件下用2mL超纯水复水15-30分钟，然后加入3. 5g葡萄 糖、混合抑制剂（(〇_5g.L^、PEG-1000 (2. 0g)，预先配置好的pH值为4. 3硫酸溶液6mL，放 入摇床中进行震荡，在33°C条件下发酵72小时。
[0054] 葡萄糖转化率、乙醇浓度分别如图9、图10所示。从图中数据可以看出，向发酵体 系中加入混合抑制剂，对发酵效率有很强的抑制作用，当混合抑制剂浓度超过3g.L1时，发 酵完全停止。加入PEG-1000以后，葡萄糖转化率及乙醇浓度均有所改善，但均未达没有抑 制剂存在时的发酵效率。
[0055] 实施例6
[0056] 将0· 025-0. 15g酵母粉在33°C条件下用2mL超纯水复水15-30分钟，然后加入 〇. 8g葡萄糖、预先配置好的pH值为4. 3硫酸溶液8mL，放入摇床中进行震荡，在33°C条件下 发酵48小时。
[0057] 将0· 025-0. 15g酵母粉在33°C条件下用2mL超纯水复水15-30分钟，然后加入 〇. 8g葡萄糖、混合抑制剂（苯酚、愈创木酚、香兰素、HMF、糠醛、乙酰丙酸混合物）（2. 0g. L3、预先配置好的pH值为4. 3硫酸溶液6mL，放入摇床中进行震荡，在33°C条件下发酵48 小时。
[0058] 将0· 025-0. 15g酵母粉在33°C条件下用2mL超纯水复水15-30分钟，然后加入 〇· 8g葡萄糖、混合抑制剂（(2. 0g.L^、PEG-1000 (2. 0g)，预先配置好的pH值为4. 3硫酸溶 液6mL，放入摇床中进行震荡，在33°C条件下发酵72小时。
[0059] 葡萄糖转化率、乙醇浓度分别如图11、图12所示。从图中数据可以看出，发酵体系 未含抑制剂时，〇.〇5g酵母粉即可使0. 8g葡萄糖完全100%转化并获得29g. L1乙醇；然而 当加入2. 0g. L1的混合抑制剂后，发酵效率大幅度下降即使酵母用量提高到0. 15g，葡萄糖 只能转化88%，同时获得29g. L1的乙醇；然后向发酵体系中加入PEG-1000,0. 05g酵母粉 即可使〇. 8g葡萄糖完全100%转化并获得31g. L1乙醇。
[0060] 实施例7
[0061] 将0. 25g酵母粉在33°C条件下用2mL超纯水复水15-30分钟，然后加入3. 5g葡萄 糖、苯酚（4. 0g.L》、PEG-1000 (2. 0g)、预先配置好的pH值为4. 3硫酸溶液6mL，放入摇床中 进行震荡，在28°C条件下发酵72小时。
[0062] 实施例8
[0063]实验步骤和实施例7相同，不同点在发酵温度为36°C，葡萄糖转化率、乙醇收率及 浓度数据见表1.
[0064] 实施例9
[0065] 实验步骤和实施例7相同，不同点在发酵温度为39°C，葡萄糖转化率、乙醇收率及 浓度数据见表1.
[0066] 实施例10
[0067]实验步骤和实施例7相同，不同点在PEG-1000 (0. 5g)，葡萄糖转化率、乙醇收率及 浓度数据见表1.
[0068] 实施例11
[0069]实验步骤和实施例7相同，不同点在PEG-1000 (1. 5g)，葡萄糖转化率、乙醇收率及 浓度数据见表1.
[0070] 实施例12
[0071]实验步骤和实施例7相同，不同点在PEG-1000 (3. 0g)，葡萄糖转化率、乙醇收率及 浓度数据见表1.
[0072] 表1葡萄糖转化率、乙醇浓度数据
[0073]
[0075] 由表1可以看出：在28-39°C的发酵温度条件下，PEG-1000对发酵效率及终点乙醇 浓度有很大改善；PEG-1000的添加量对终点乙醇浓度有一定影响。
[0076] 实施例13
[0077] 实验步骤和实施例7相同，不同点在于加入预先配置好pH为3. 6的缓冲液溶液柠 檬酸-柠檬酸钠6mL，葡萄糖转化率、乙醇浓度数据见表2。
[0078] 实施例14
[0079] 实验步骤和实施例7相同，不同点在于加入预先配置好pH为5. 5的缓冲液溶液柠 檬酸-柠檬酸钠6mL，葡萄糖转化率、乙醇浓度数据见表2。
[0080] 实施例15
[0081] 实验步骤和实施例7相同，不同点在于加入预先配置好pH为4. 0的缓冲液溶液磷 酸-磷酸钠6mL，葡萄糖转化率、乙醇浓度数据见表2。
[0082] 实施例16
[0083] 实验步骤和实施例7相同，不同点在于加入预先配置好pH为4. 1的缓冲液溶液醋 酸-醋酸钠6mL，葡萄糖转化率、乙醇收率及浓度数据见表2。
[0084] 实施例17
[0085] 实验步骤和实施例7相同，不同点在于加入表面活性剂PEG-400 (2. 0g)，葡萄糖转 化率、乙醇浓度数据见表2。
[0086] 实施例18
[0087] 实验步骤和实施例14相同，不同点在于加入表面活性剂PEG-4000 (2. 0g)克，葡萄 糖转化率、乙醇收率及浓度数据见表2。
[0088] 实施例19
[0089] 实验步骤和实施例7相同，不同点在于加入表面活性剂聚乙二醇单甲醚（2.0g)， 葡萄糖转化率、乙醇浓度数据见表2。
[0090] 实施例20
[0091] 实验步骤和实施例7相同，不同点在于加入表面活性剂聚乙二醇二甲醚（2.0g)， 葡萄糖转化率、乙醇浓度数据见表2。
[0092] 表2葡萄糖转化率、乙醇收率及浓度数据
[0095]由表2可以看出：缓冲液种类对发酵效果没有明显影响；表面活性剂种类对发酵 效果影响较大。
【主权项】
1. 一种表面活性剂提高酵母细胞耐毒发酵性能的方法，其特征在于在发酵培养基中加 入表面活性剂作为细胞保护剂进行同步脱毒发酵，在减少发酵体系中毒性物质对发酵的抑 制作用的同时改善乙醇生产效率，具体按照以下步骤进行： 称取酿酒酵母置于摇瓶中，在33°c条件下用超纯水复水活化15~30min后即可做酒母 使用；然后加入包含木质纤维素原料的预水解糖液或可发酵碳水化合物、水溶性表面活性 剂、pH缓冲溶液、发酵抑制剂；封口，放入摇床中进行震荡培养，摇床转速为160转/min;进 行超高浓度乙醇发酵，发酵温度为25~39°C，发酵时间1~130小时； 在整个反应体系中，所述酿酒酵母〇. 025-0. 25g，所述包含木质纤维素原料的预水 解糖液或可发酵碳水化合物的浓度为60~400g/L、表面活性剂加入量为缓冲液质量的 0% -40%、发酵抑制剂的浓度为0~6g/L，溶液的pH为3. 3~5. 5。2. 按照权利要求1所述的一种表面活性剂提高酵母细胞耐毒发酵性能的方法，其特征 在于所述水溶性表面活性剂为聚乙二醇、聚乙二醇单甲醚、聚乙二醇二甲醚、聚二甲基硅氧 烷、吐温中的至少一种。3. 按照权利要求1所述的一种表面活性剂提高酵母细胞耐毒发酵性能的方法，其特征 在于所述发酵抑制剂包括苯酚、愈创木酚、香兰素中的一种或几种的混合物。4. 按照权利要求1所述的一种表面活性剂提高酵母细胞耐毒发酵性能的方法，其特征 在于pH缓冲溶液为：醋酸-醋酸钠、柠檬酸-柠檬酸钠、磷酸-磷酸钠缓冲液或硫酸溶液。5. 按照权利要求2所述的一种表面活性剂提高酵母细胞耐毒发酵性能的方法，其特征 在于所述水溶性表面活性剂优选为聚乙二醇，分子量为200-8000。6. 按照权利要求2所述的一种表面活性剂提高酵母细胞耐毒发酵性能的方法，其特征 在于所述水溶性表面活性剂优选为聚乙二醇，分子量为200-2000。7. 按照权利要求1所述的一种表面活性剂提高酵母细胞耐毒发酵性能的方法，所述水 溶性表面活性剂的添加量优选为缓冲液质量为25%。8. 按照权利要求1所述的一种表面活性剂提高酵母细胞耐毒发酵性能的方法，其特征 在于优选：发酵温度为29-38°C，发酵时间为4~100h，酿酒酵母为0. 025g-0. 25g，发酵体 系pH值为3. 3-5. 5,搅拌速度为160rpm。
【专利摘要】本发明公开了一种表面活性剂提高酵母细胞耐毒发酵性能的方法，涉及生物质原料降解通过发酵工艺生产燃料乙醇领域。通过在发酵液中直接添加表面活性剂作为细胞保护剂，在发酵过程中对发酵液进行原位脱毒，在减少发酵体系中苯酚、愈创木酚、香兰素、醛类化合物、脂肪酸等毒性物质对发酵的抑制作用的同时改善乙醇生产效率。本发明具有如下优点：(1)工艺简单、操作方便。(2)操作时间短、设备投资低、节约能源；(3)有效提高乙醇发酵效率、降低工业生产成本，对降低木质纤维素生产乙醇的成本具有重要意义。
【IPC分类】C12R1/865, C12P7/10
【公开号】CN105420288
【申请号】CN201410454864
【发明人】张宗超, 刘秀梅
【申请人】中国科学院大连化学物理研究所
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2014年9月9日