專利名稱：一種利用棗發(fā)酵生產(chǎn)丙酮丁醇的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及丙酮丁醇的生產(chǎn)方法，具體涉及一種利用棗發(fā)酵生產(chǎn)丙酮丁醇的方法。
背景技術(shù)：
目前丙酮丁醇的生產(chǎn)方法主要有發(fā)酵法和化工合成法。發(fā)酵法為較為成熟的方法，從20世紀初就開始有大規(guī)模應(yīng)用。到了 60年代，歐美發(fā)達國家發(fā)現(xiàn)丙酮、丁醇可以廉價地從石油合成，因此化工合成法逐漸取代發(fā)酵法成為工業(yè)上生產(chǎn)丙酮、丁醇的首選。但近年來，由于石油資源逐漸枯竭、國際原油價格一直處于較高價位、再加上日益嚴峻的生態(tài)環(huán)境問題，各國又重新開始重視起發(fā)酵法生產(chǎn)丙酮、丁醇。發(fā)酵法生產(chǎn)丙酮、丁醇主要使用淀粉類物質(zhì)作為原料，如玉米、木薯等，也可使用糖類如糖蜜作為原料。其中玉米是最為理想的原料，它不需添加任何輔助原料，只要經(jīng)蒸煮糊化配制成5% -8%的醪液，就可以作為丙酮丁醇梭菌的理想培養(yǎng)基。但同時玉米也是一種重要的糧食作物，近年來糧食價格不斷上漲，使丙酮丁醇生產(chǎn)成本上升。另外，若大量使用玉米作為發(fā)酵原料，也會帶來糧食資源緊張等問題。因此，各國都在積極尋找可以代替玉米進行發(fā)酵生產(chǎn)丙酮、丁醇的原料。棗的分布范圍十分廣泛，在中國南北各地都有分布。棗的營養(yǎng)十分豐富，含糖量較高，鮮棗含糖量在19% -44%之間，干制的棗含糖量可高達50% -87%。棗還含有蛋白質(zhì)、 脂肪和鈣、磷、鐵等礦物質(zhì)元素，其維生素的含量也較高，有“天然維生素”美譽。棗中所含的糖、蛋白質(zhì)、維生素等可滿足丙酮丁醇梭菌生長發(fā)酵的需要，因此，棗是一種很好的丙酮丁醇發(fā)酵原料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種利用棗發(fā)酵生產(chǎn)丙酮丁醇的方法。本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)—種利用棗發(fā)酵生產(chǎn)丙酮丁醇的方法，包括以下步驟取棗，加水后打漿，得到棗漿；往棗漿中加入氮源組成生物丁醇發(fā)酵培養(yǎng)基，調(diào)節(jié)培養(yǎng)基的PH值為6-7，滅菌；待培養(yǎng)基冷卻至15-30°C后，接入丙酮丁醇梭菌；發(fā)酵，得到發(fā)酵液；發(fā)酵液經(jīng)過蒸餾、精餾得到丙酮、丁醇。優(yōu)選地，一種利用棗發(fā)酵生產(chǎn)丙酮丁醇的方法，包括以下步驟(1)制備棗漿取棗，去除雜質(zhì)和果核，加水后打漿，得棗漿，棗漿的質(zhì)量濃度為 3-30% ；(2)生物丁醇發(fā)酵培養(yǎng)基制備往棗漿中加入氮源，配成生物丁醇發(fā)酵培養(yǎng)基；氮源加入量為培養(yǎng)基質(zhì)量的1_3%，調(diào)節(jié)棗漿加入量以控制培養(yǎng)基中糖的質(zhì)量濃度為5-8%， 調(diào)節(jié)培養(yǎng)基pH為6，滅菌；(3)接種待培養(yǎng)基冷卻至15-30°C后，接入丙酮丁醇梭菌，接種量為培養(yǎng)基質(zhì)量的 10% ；(4)發(fā)酵將接種后的培養(yǎng)基置于培養(yǎng)箱中，保持恒溫30-42°C，發(fā)酵時間40-120 小時，厭氧發(fā)酵，得到發(fā)酵液；(5)發(fā)酵液通過蒸餾、精餾得到丙酮、丁醇。步驟⑵所述氮源為麩皮、玉米粉、豆粕、米糠、花生餅、牛肉膏、酵母膏、蛋白胨等有機氮源或硝酸鹽、銨鹽等無機化合物，可單一添加或混合添加；步驟( 所述培養(yǎng)基中糖的質(zhì)量濃度優(yōu)選6% ；步驟( 所述滅菌是115°C下滅菌20分鐘；步驟⑶所述丙酮丁醇梭菌包括但不限于以下菌株ATCC824、ATCC3625、 ATCC10132、ATCC8529、ATCC39058、CICC8012 ；步驟(4)所述的發(fā)酵條件，優(yōu)選恒溫37°C，發(fā)酵96小時。本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點及效果1、棗的含糖量十分高，易于被丙酮丁醇梭菌利用。同時棗的維生素和礦物元素含量豐富，有利于丙酮丁醇梭菌的發(fā)酵生長。在一定糖濃度的棗漿中加入適當?shù)牡矗⑻峁┖线m的發(fā)酵條件，能使棗充分發(fā)酵生產(chǎn)丙酮丁醇。2、本發(fā)明對作為原料的棗沒有特殊要求，可有效拓寬棗的用途，使棗類資源得到充分利用。3、本發(fā)明方法的丁醇產(chǎn)量和總?cè)軇┊a(chǎn)量與以玉米等淀粉質(zhì)為原料發(fā)酵時基本保持一致，在不耗費糧食資源的前提下，采用了一種新的生物資源——棗來生產(chǎn)能源，拓寬了生物能源的種類。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步詳細的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。實施例1一種利用棗發(fā)酵生產(chǎn)丙酮丁醇的方法，包括以下步驟a.制備棗漿取棗，去除雜質(zhì)和果核，加水后打漿，得棗漿；b.生物丁醇發(fā)酵培養(yǎng)基制備往棗漿中加入麩皮組成生物丁醇發(fā)酵培養(yǎng)基。調(diào)節(jié)棗漿加入量至培養(yǎng)基糖濃度為8%，麩皮加入量為培養(yǎng)基質(zhì)量的1 %，調(diào)節(jié)培養(yǎng)基pH為7， 115°C高壓滅菌20分鐘；c.接種待培養(yǎng)基冷卻至25°C后，接入丙酮丁醇梭菌菌株ATCC8M進行發(fā)酵，接種量為培養(yǎng)基質(zhì)量的10% ；d.發(fā)酵將接種后的培養(yǎng)基置于培養(yǎng)箱中，保持恒溫42°C，發(fā)酵時間40小時，厭氧發(fā)酵，得到發(fā)酵液；e.取Iml發(fā)酵液置于離心管中，以IOOOOrpm的轉(zhuǎn)速離心lOmin，用氣相色譜測定發(fā)酵液中乙醇、丙酮、丁醇的含量，結(jié)果如表1所示。發(fā)酵結(jié)果表明，發(fā)酵后丁醇產(chǎn)量能達到 12g/L，與以玉米等淀粉質(zhì)為原料發(fā)酵時的丁醇產(chǎn)量一致，總?cè)軇┮步咏c以玉米等淀粉質(zhì)為原料發(fā)酵時的水平。表1菌株ATCC8M發(fā)酵結(jié)果(單位g/L發(fā)酵液)
權(quán)利要求
1.一種利用棗發(fā)酵生產(chǎn)丙酮丁醇的方法，其特征在于包括以下步驟取棗，加水后打漿，得到棗漿；往棗漿中加入氮源組成生物丁醇發(fā)酵培養(yǎng)基，調(diào)節(jié)培養(yǎng)基的PH值為6-7，滅菌；待培養(yǎng)基冷卻至15-30°c后，接入丙酮丁醇梭菌；發(fā)酵，得到發(fā)酵液；發(fā)酵液經(jīng)過蒸餾、精餾得到丙酮、丁醇。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用棗發(fā)酵生產(chǎn)丙酮丁醇的方法，其特征在于包括以下步驟(1)取棗，去除雜質(zhì)和果核，加水后打漿，得棗漿，棗漿的質(zhì)量濃度為3-30%；(2)往棗漿中加入氮源，配成生物丁醇發(fā)酵培養(yǎng)基；氮源加入量為培養(yǎng)基質(zhì)量的 1-3%，調(diào)節(jié)棗漿加入量以控制培養(yǎng)基中糖的質(zhì)量濃度為5-8%，調(diào)節(jié)培養(yǎng)基pH為6，滅菌；(3)待培養(yǎng)基冷卻至15-30°C后，接入丙酮丁醇梭菌，接種量為培養(yǎng)基質(zhì)量的10%；(4)將接種后的培養(yǎng)基置于培養(yǎng)箱中，保持恒溫30-42°C，發(fā)酵時間40-120小時，厭氧發(fā)酵，得到發(fā)酵液；(5)發(fā)酵液通過蒸餾、精餾得到丙酮、丁醇。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種利用棗發(fā)酵生產(chǎn)丙酮丁醇的方法，其特征在于所述氮源為麩皮、玉米粉、豆粕、米糠、花生餅、牛肉膏、酵母膏、蛋白胨、硝酸鹽或銨鹽中的一種以上混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種利用棗發(fā)酵生產(chǎn)丙酮丁醇的方法，其特征在于步驟(2) 所述培養(yǎng)基中糖的質(zhì)量濃度為6%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種利用棗發(fā)酵生產(chǎn)丙酮丁醇的方法，其特征在于所述滅菌是115°C下滅菌20分鐘。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種利用棗發(fā)酵生產(chǎn)丙酮丁醇的方法，其特征在于所述丙酮丁醇梭菌為 ATCC824、ATCC3625、ATCC10132、ATCC8529、ATCC39058 或 CICC8012。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種利用棗發(fā)酵生產(chǎn)丙酮丁醇的方法，其特征在于步驟(4) 所述的發(fā)酵條件為恒溫37°C，發(fā)酵96小時。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用棗發(fā)酵生產(chǎn)丙酮丁醇的方法，該方法包括以下步驟取棗，加水后打漿，得到棗漿；往棗漿中加入氮源組成生物丁醇發(fā)酵培養(yǎng)基，調(diào)節(jié)培養(yǎng)基的pH值為6-7，滅菌；待培養(yǎng)基冷卻至15-30℃后，接入丙酮丁醇梭菌；發(fā)酵，得到發(fā)酵液；發(fā)酵液經(jīng)過蒸餾、精餾得到丙酮、丁醇。本發(fā)明方法的丁醇產(chǎn)量和總?cè)軇┊a(chǎn)量與以玉米等淀粉質(zhì)為原料發(fā)酵時基本保持一致，在不耗費糧食資源的前提下，采用了一種新的生物資源——棗來生產(chǎn)能源，拓寬了生物能源的種類。
文檔編號C12P7/28GK102174597SQ20111006384
公開日2011年9月7日 申請日期2011年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月17日
發(fā)明者周宏才, 唐兆興, 姜新春, 李智斌, 梁锏文, 江宏文, 王晨, 陳栢銓 申請人:廣東中科天元新能源科技有限公司