专利名称：一种利用酵母发酵马铃薯制备乙醇的方法
—种利用酵母发酵马铃薯制备乙醇的方法技术领域
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。
技术背景
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。
I. 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I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，I. 5 g磷酸二氢钾，pH为4. 3，121°C，灭菌15 min。
3.步骤I所述的酵母复水过程每I g干酵母添加10倍量的无菌水，在30_34°C 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/!^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°C，调整pH值至4. 5，依照150 u/g的量，加入5 X IO4单位/g的糖化酶，在 60°C条件下糖化48 h。
6.步骤I所述的最佳发酵温度为32°C。
7.步骤I所述的最佳发酵时间为60 h。
8.步骤I所述的最佳醪液糖度为16。Bx。
9.步骤I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。
图I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I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I. 0%，分别在28，30，32，34及36°C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I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I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 °C。
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321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°C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O. 6%,O. 8%，1.0%，1.2%，1.4%，在32°C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。
权利要求
1.ー种利用酵母发酵马铃薯制备こ醇的方法，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I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，I. 5 g磷酸ニ氢钾，pH为4. 3，121°C，灭菌15 min。
3.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，酵母复水过程每Ig干酵母添加10倍量的无菌水，在30-34°C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，其特征在干，马铃薯液化过程采用低温蒸煮エ艺进行液化，按照15 u/g量，加入2X IO4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°C，调整pH值至4. 5，依照150 u/g的量，加入5X104单位/g的糖化酶，在60°C条件下糖化48 h。
6.根据权利要求I所述的方法，其特征在于发酵温度为32°C。
7.根据权利要求I所述的方法，其特征在于发酵时间为60h。
8.根据权利要求I所述的方法，其特征在于醪液糖度为丨6°Bx。
9.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，酵母添加量为I.2%。
全文摘要
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。
文档编号C12P7/06GK102978242SQ201210304439
公开日2013年3月20日 申请日期2012年8月24日 优先权日2012年8月24日
发明者周雪琴 申请人:太仓市周氏化学品有限公司