CN106520848A - 以四种食用菌废菌糠为原料液态发酵法生产酒精的方法 - Google Patents

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赖春芬
艾柳英
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Abstract

本发明提供一种以四种食用菌废菌糠为原料液态发酵酒精的方法，公开了一种新型的发酵生产工业酒精的途径；属于废菌糠再利用技术领域。包括四种废菌糠分别堆放处理、四种废菌糠按比例混合后粉碎、保温处理、高温处理、糖化酶糖化处理、灭菌处理得发酵基质、酵母菌发酵、蒸馏等步骤。本方法生产的酒精的酒精度达到3%。通过本工艺进行酒精发酵，酵母菌主要消耗其中的葡萄糖，发酵废弃物可进一步做有机肥料，可实现食用菌废菌糠的高效再利用，开发了一种新型的废菌糠高效再利用的途径，避免了食用菌废菌糠常规处理可能导致的潜在的环境污染，具有良好的生态效益和社会效益。

Description

以四种食用菌废菌糠为原料液态发酵法生产酒精的方法
技术领域
本发明涉及食用菌废菌糠再利用技术领域。具体涉及一种以四种食用菌废菌糠为原料液态发酵酒精的方法。
背景技术
史前食用菌是我们祖先重要的食物及药物资源，近年来，随着政府对食用菌产业的扶持，食用菌产业在我国得到了迅猛发展。但是，随着食用菌种植规模的扩大，越来越多的废菌包也随之产生。大量废菌包所带来的污染问题以及如何合理再利用这些废菌包日益受到重视。国内外公开的文献资料表明，目前废菌糠再利用的途径主要包括：加工有机肥、发酵家畜饲料、作花卉基质、发酵沼气、作二次栽培原料、发酵保健酸奶等。曾经有报道利用废菌糠并且添加一定量的麦麸、玉米粉、尿素、K2HPO4、KH2PO4、MgSO4、多菌灵、海盐、过磷酸钙、维生素B1等营养物质为原料，以固态发酵法发酵生产燃料酒精的报道。并且仅仅是提到能够生产酒精。本发明直接以废菌糠为原料经过一系列的原料预处理进行酒精发酵，并且采用液态发酵酒精的方法生产酒精，节约了成本并且得到了相对较高产量的酒精。至今未见相关报道。
目前生产酒精的工艺主要分为液态法和固态法两大类。液态法主要以淀粉或废糖蜜为原料进行酒精发酵。液态发酵法在蒸馏过程中产生大量难以处理的蒸馏废液以及液态酒槽，造成环境污染问题。固态法生产酒精目前包括两种方法，一种以粮食为原料，固态发酵生产酒精，虽没有液态酒槽排放，但是粮食含糖量较低、需求大、成本较高。另一种是利用作物秸秆，以纤维素酶分解生产酒精，此种方法虽然得到了国家政策支持，但成本太高，生产企业难以维持生产，目前仍处于研究阶段。农作物秸秆转化为酒精的原理是将作为糖源的碳水化合物的聚合体纤维素、半纤维素与结构复杂的木质素分离，然后将其分解成可发酵性糖，再将混合的戊糖和己糖转化为乙醇。其中木质素是以苯丙烷及其衍生物为基本单元构成的高分子芳香族的酚类聚合物，起胶质的作用，它不能转化为乙醇。目前以废菌糠为原料发酵生产酒精一般将菌糠粉碎处理后再添加一些营养物质，然后进行固态发酵，而本发明直接以废菌糠为原料，经过预处理之后可满足发酵酒精的营养物质需求，节约了成本，并且减少了废菌糠丢弃所造成环境污染问题，具有很大发展潜力。
发明内容
针对上述酒精生产中所存在的高成本问题，本发明主要提供一种以四种食用菌废菌糠为原料液态发酵酒精的方法；利用该方法可再利用废菌糠实现低成本、高效率酒精发酵生产。
为解决以上技术问题，本发明所采用的技术方案为：
一种以四种食用菌废菌糠为原料液态发酵酒精的方法，其具体生产工艺为：
（1）四种废菌糠在分别常温条件下堆放28-32天；
（2）堆放处理过后的杏鲍菇、秀珍菇、香菇、斑玉蕈四种废菌糠混合粉碎，充分混匀得到混合料A；
（3）混合料A于55℃保温处理12 h，得到混合料B；
（4）混合料B中加入8倍体积的水，充分混匀得到发酵液A；
（5）发酵液A以115-130℃的温度进行高温加热处理15min，得到发酵液B；
（6）发酵液B中加入0.8%wt糖化酶进行糖化处理，得到发酵液C；
（7）发酵液C 115 ℃,15 min灭菌处理；
（8）灭菌处理过后的发酵液C按照10%vol比例接种酵母菌28℃静置发酵培养进行酒精发酵；
（9）通过常规蒸馏法获得酒精。
其中，所述四种废菌糠的混合比例为杏鲍菇:秀珍菇:香菇:斑玉蕈=1:1:1:1。
所述步骤（5）中发酵液A的高温处理方式为：121℃高温加热15min。
所述步骤（8）种酵母菌发酵条件为：28℃恒温发酵。
本发明具有如下优点：
首先，本发明以废菌糠为原料进行发酵生产酒精，实现了废菌糠的再利用且发酵酒精浓度可达3%。其次，本发明生产流程简单易操作，利用废菌糠常温堆放实现自然发酵降解部分纤维素、木质素等，而且在堆放过程同时将菌丝分泌的一些抑制酿酒酵母生长的物质挥发掉，使得发酵效率提高。随后55℃保温处理12h利用废菌包中所含有一些纤维素酶、漆酶、木质素酶等降解难以通过后续处理而降解的木质素、纤维素等。最后利用115-130℃高温处理使得糖链断裂后进行糖化酶处理。生产工艺简单可行，设备简单、易于推广。
附图说明
图1 实施例1液态发酵前后还原糖含量对比；
图2 四种废菌糠为原料液态发酵法生产酒精的工艺流程图。
具体实施方式
实施例1
以杏鲍菇、秀珍菇、香菇、斑玉蕈四种废菌糠为原料液态发酵生产酒精，生产工艺如下：
（1）采收后的杏鲍菇、秀珍菇、香菇、斑玉蕈废菌袋分别堆放于常温条件下28天。
（2）按1:1:1:1的重量比例称取堆放过的废菌糠，加入超微粉碎机内间歇粉碎7min。充分混匀混合料，用100目的筛子过筛，得混合料A，随机取样DNS法测还原糖的含量。
（3）随机称取20g混合料装至发酵瓶中，做三组平行。塞紧瓶口，放入55℃的恒温箱中，保温12 h，得混合料B。
（4）向步骤（3）中保温处理后的混合料B中加入8倍体积的蒸馏水并摇匀，得发酵液A；取样DNS法测还原糖含量，还原糖含量相对于步骤二中增加8%左右。
（5）用高压灭菌锅在121℃条件下高温处理15 min，得发酵液B；取样DNS法测量还原糖的含量，还原糖含量相对于步骤四中增加三倍左右。
（6）发酵液B中加入0.8 %wt的糖化酶，并于60℃水浴锅中糖化处理10h，取样测得还原糖含量相对于步骤五中增加两倍左右。调节pH值5.0左右，得发酵液C。
（7）将发酵液C于115℃条件下灭菌15min；取样测量还原糖含量，还原糖含量相对于步骤六增加11.7%左右。
（8）将制备好的酵母菌菌种接种到发酵液中，接种量为10 %vol。置于28℃恒温培养箱中进行酒精发酵。
（9）发酵结束后按照常规酒精蒸馏法获得酒精。利用酒精计测量酒精度，酒精度可达到3%。
实施例2
以杏鲍菇、秀珍菇、香菇、斑玉蕈四种废菌糠为原料液态发酵生产酒精，生产工艺如下：
（1）采收后的杏鲍菇、秀珍菇、香菇、斑玉蕈废菌袋分别堆放于常温条件下28天。
（2）按1:1:1:1的重量比例称取堆放过的废菌糠，加入超微粉碎机内间歇粉碎7min。充分混匀混合料，用100目的筛子过筛，得混合料A，随机取样DNS法测还原糖的含量。
（3）随机称取20g混合料装至发酵瓶中，做三组平行。塞紧瓶口，放入55℃的恒温箱中，保温12 h，得混合料B。
（4）向步骤（3）中保温处理后的混合料B中加入8倍体积的蒸馏水并摇匀，得发酵液A；取样DNS法测还原糖含量。
（5）用高压灭菌锅在115℃条件下高温处理15 min，得发酵液B；取样DNS法测量还原糖的含量。
（6）发酵液B中加入0.8 %wt的糖化酶，并于60℃水浴锅中糖化处理10h，取样测得还原糖含量；调节pH值5.0左右，得发酵液C。
（7）将发酵液C于115℃条件下灭菌15min；取样测量还原糖含量。
（8）将制备好的酵母菌菌种接种到发酵液中，接种量为10 %vol。置于28℃恒温培养箱中进行酒精发酵。
（9）发酵结束后按照常规酒精蒸馏法获得酒精并测量酒精度。
实施例3
以杏鲍菇、秀珍菇、香菇、斑玉蕈四种废菌糠为原料液态发酵生产酒精，生产工艺如下：
（1）采收后的杏鲍菇、秀珍菇、香菇、斑玉蕈废菌袋分别堆放于常温条件下32天。
（2）按1:1:1:1的重量比例称取堆放过的废菌糠，加入超微粉碎机内间歇粉碎7min。充分混匀混合料，用100目的筛子过筛，得混合料A，随机取样DNS法测还原糖的含量。
（3）随机称取20g混合料装至发酵瓶中，做三组平行。塞紧瓶口，放入55℃的恒温箱中，保温12 h，得混合料B。
（4）向步骤（3）中保温处理后的混合料B中加入8倍体积的蒸馏水并摇匀，得发酵液A；取样DNS法测还原糖含量。
（5）用高压灭菌锅在130℃条件下高温处理15 min，得发酵液B；取样DNS法测量还原糖的含量。
（6）发酵液B中加入0.8 %wt的糖化酶，并于60℃水浴锅中糖化处理10h，取样测得还原糖含量；调节pH值5.0左右，得发酵液C。
（7）将发酵液C于115℃条件下灭菌15min；取样测量还原糖含量。
（8）将制备好的酵母菌菌种接种到发酵液中，接种量为10 %vol。置于28℃恒温培养箱中进行酒精发酵。
（9）发酵结束后按照常规酒精蒸馏法获得酒精并测量酒精度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (4)

1.一种以四种食用菌废菌糠为原料液态发酵法生产酒精的方法，其特征在于：所述食用菌废菌糠由杏鲍菇、秀珍菇、香菇、斑玉蕈四种食用菌废菌糠组成，其发酵工艺包括以下步骤：
（1）四种废菌糠分别在常温条件下堆放28-32天；
（2）堆放处理过后的杏鲍菇、秀珍菇、香菇、斑玉蕈四种废菌糠混合粉碎，充分混匀得到混合料A；
（3）混合料A于55℃保温处理12 h，得到混合料B；
（4）混合料B中加入8倍体积的水，充分混匀得到发酵液A；
（5）发酵液A以115℃-130℃的温度进行高温加热处理15min，得到发酵液B；
（6）发酵液B中加入0.8%wt糖化酶进行糖化处理，得到发酵液C；
（7）发酵液C 115 ℃,15 min灭菌处理；
（8）灭菌处理过后的发酵液C按照10%vol比例接种酵母菌28℃静置发酵培养进行酒精发酵；
（9）通过常规蒸馏法获得酒精。
2.根据权利要求1所述的一种以四种食用菌废菌糠为原料液态发酵酒精的方法，其特征在于，四种废菌糠的混合比例为杏鲍菇:秀珍菇:香菇:斑玉蕈=1:1:1:1。
3.根据权利要求1所述的一种以四种食用菌废菌糠为原料液态发酵酒精的方法，其特征在于，所述步骤（5）中发酵液A的高温处理方式为：121℃高温加热15min。
4.根据权利要求1所述的一种以四种食用菌废菌糠为原料液态发酵酒精的方法，其特征在于，所述步骤（8）种酵母菌发酵条件为：28℃恒温发酵。
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