一种基于天然橡胶的固定酵母的制备方法

摘要

本发明提供了一种基于天然橡胶的固定酵母的制备方法，其特征在于以天然橡胶为载体，以丙烯酰胺为交联剂，采用乳液接枝共聚技术将丙烯酰胺接枝共聚到天然橡胶分子链上，随后加入待固定的酵母水溶液，分散均匀，自然凝固、漂洗、造粒、干燥，制成天然橡胶固定酵母；该固定酵母的载体力学性能好，耐冲刷，酵母活性高，可反复使用12-16次，可以蔗糖、淀粉等为原料，按常规生产工艺生产乙醇燃料。

权利要求

1.一种基于天然橡胶的固定酵母的制备方法，其特征在于以天然橡胶为载体，以丙烯酰胺为交联剂，将浓缩天然胶乳采用稳定剂稳定后，在搅拌下依次加入丙烯酰胺单体水溶液、引发剂、活化剂，搅拌均匀，在35℃～60℃下反应10～15小时，将丙烯酰胺接枝共聚到天然橡胶分子链上，随后加入待固定的酵母水溶液，分散均匀，自然凝固、漂洗、造粒、干燥，制成粒径为5～12mm天然橡胶固定酵母。

2.根据权利要求1所述的基于天然橡胶的固定酵母的制备方法，其特征在于所述的浓缩天然胶乳为源自巴西三叶橡胶树的离心浓缩天然胶乳，其总固体含量为60％、氨含量为

0.7％。

3.根据权利要求1所述的基于天然橡胶的固定酵母的制备方法，其特征在于所述的稳定剂是氨含量为2％的氨水溶液。

4.根据权利要求1所述的基于天然橡胶的固定酵母的制备方法，其特征在于所述的引发剂为异丙苯过氧化氢或叔丁基过氧化氢。

5.根据权利要求1所述的基于天然橡胶的固定酵母的制备方法，其特征在于所述的活化剂为四乙烯基五二胺或乙二胺。

6.根据权利要求1所述的基于天然橡胶的固定酵母的制备方法，其特征在于所述的酵母水溶液是酵母含量为10％的面包酵母水溶液或酒精酵母水溶液。

说明书

一种基于天然橡胶的固定酵母的制备方法

[0001] [发明领域]

[0002] 本发明涉及酵母固定方法，特别涉及一种基于天然橡胶的固定酵母的制备方法。[背景技术]

[0003] 生物能源主要指以淀粉质生物，如粮食、薯类、作物秸秆等为原料生产的石油替代油料，而其中燃料乙醇和生物柴油尤被看好。发展生物能源，既能控制环境污染，减轻对石油资源的依赖，同时又能推动农业产业链的发展，是解决全球能源危机的最理想途径之一。

[0004] 采用酵母对淀粉质生物进行发酵是制备燃料乙醇的主要途径，已经有比较成熟的工艺路线。但是，如何充分利用酵母，提高乙醇发酵率，仍然是科研人员努力解决的关键问题。而对酵母进行固定化，无疑是提高酵母利用率的最有效途径。酵母的固定化是指将酵母限制在一定的空间内仍然能保持其特有的生物特性，如繁殖和生长代谢，并可重复使用的一门技术。与游离酵母乙醇发酵技术相比，固定化酵母具有酵母细胞繁殖速率快、数量多、抗菌能力强、发酵效率高、以及可重复使用等特点。由于固定化酵母可以加快发酵速率，缩短发酵周期，提高乙醇产量和降低生产成本，可获得比传统发酵工艺更大的经济效率，因此，酵母固定化一直是本领域的研究重点。CN86102156A、CN1302863、CN1076488、CN1837370A等分别公开了几种酵母固定方法，主要是采用聚乙烯醇或二烯烃聚合物为固定载体，配合海藻酸盐或丙烯酰胺等将酵母固定，使酵母发酵效率显著提高。不足的是这些酵母的固定载体力学性能较差，无法多次重复使用。

[0005] 因此，目前还需要提供一种酵母的固定载体力学性能较好，能多次重复使用的固定酵母的制备方法。[发明内容]

[0006] 本发明的目的在于提供一种酵母的固定载体力学性能好、酵母活性高、可多次重复使用的固定酵母的制备方法。

[0007] 具体地说，本发明是以具有良好生物惰性及力学性能的天然橡胶作为固定酵母的载体，以丙烯酰胺作为固定酵母的交联剂。为了更有效地固定酵母，本发明采用乳液接枝共聚技术将丙烯酰胺接枝共聚到天然橡胶分子链上，随后加入待固定的酵母水溶液，制备成基于天然橡胶的固定酵母。

[0008] 本发明具体实施方案如下：

[0009] 将浓缩天然胶乳采用稳定剂适当稳定后，在搅拌下依次加入丙烯酰胺单体水溶液、引发剂、活化剂等，搅拌均匀后，在一定的反应条件下，将丙烯酰胺接枝共聚到天然橡胶分子链上；反应结束后，加入酵母水溶液，分散均匀，自然凝固、漂洗、造粒、干燥，制成粒径为5～12mm的天然橡胶固定酵母。

[0010] 本发明所述的天然橡胶固定酵母的制备方法，作为浓缩天然胶乳，可选源自巴西三叶橡胶树的离心浓缩天然胶乳，优选总固体含量为60％、氨含量为0.7％的浓缩天然胶乳；作为稳定剂，可选氨水溶液，优选氨含量为2％的氨水溶液；作为引发剂，可选异丙苯过氧化氢或叔丁基过氧化氢，优选异丙苯过氧化氢；作为活化剂，可选四乙烯基五二胺或乙二胺，优选四乙烯基五二胺；作为酵母水溶液，可选面包酵母水溶液或酒精酵母水溶液，优选面包酵母含量为10％的面包酵母水溶液。

[0011] 因此，本发明所述的基于天然橡胶的固定酵母的制备方法，优选采用如下实施方式(以重量份计，下同)：

[0012] 称取167份总固体含量为60％、氨含量为0.7％的浓缩天然胶乳，加入50～60份氨含量为2％的氨水溶液，使胶乳保持稳定；在搅拌下依次加入10～20份丙烯酰胺单体、0.02～0.1份异丙苯过氧化氢、0.02～0.06份四乙烯基五二胺和140～240份去离子水，反应体系的总固体含量保持在25～30％；在室温下放置1小时，然后，在35℃～60℃下反应10～15小时，使丙烯酰胺接枝共聚到天然橡胶分子链上；反应结束后，加入10～20份酵母含量为10％的面包酵母水溶液，搅拌均匀后，自然凝固、漂洗、造粒、干燥，得到粒径为
5～12mm的天然橡胶固定酵母。

[0013] 采用本发明得到的基于天然橡胶的固定酵母，具有如下的显著效果：

[0014] ——可以蔗糖、淀粉等为原料，按常规生产工艺生产乙醇燃料；

[0015] ——酵母的固定载体力学性能好，耐冲刷，酵母活性高，可反复使用12～16次。

[0016] [实施例]

[0017] 下文中采用非限定性实施例对本发明进行说明。除非另有说明，下文采用的份数为重量份。

[0018] 实施例1

[0019] a.称取167份总固体含量为60％、氨含量为0.7％的浓缩天然胶乳，加入50份氨含量为2％的氨水溶液，随后依次加入15份丙烯酰胺单体、0.06份异丙苯基过氧化氢、0.03份四乙基五二胺和210份去离子水，反应体系的总固体含量保持在26％；在室温下放置1小时，然后，在60℃下反应12小时；反应结束后，加入20份10％的面包酵母水溶液，搅拌均匀后，自然凝固、漂洗、造粒、干燥，备用。

[0020] b.称取100份白砂糖，加入2份硫酸铵，1份磷酸二氢钾，1000份蒸馏水，加入由“a”制备的天然橡胶固定酵母，在32℃的水浴中发酵40小时，以白砂糖计的乙醇产率70％。

[0021] 实施例2

[0022] a.称取167份总固体含量为60％、氨含量为0.7％的浓缩天然胶乳，加入55份氨含量为2％的氨水溶液，随后依次加入20份丙烯酰胺单体、0.08份异丙苯基过氧化氢、0.05份四乙基五二胺和230份去离子水，反应体系的总固体含量保持在25％；在室温下放置1小时，然后，在60℃下反应12小时；反应结束后，加入20份10％的面包酵母水溶液，搅拌均匀后，自然凝固、漂洗、造粒、干燥，备用。

[0023] b.称取100份白砂糖，加入2份硫酸铵，1份磷酸二氢钾，1000份蒸馏水，加入由“a”制备的天然橡胶固定酵母，在31℃的水浴中发酵40小时。发酵结束后取出该酵母，重复使用10次，所得以白砂糖计的乙醇产率如下：

[0024]批次 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
乙醇产率，％ 75 75 73 73 72 70 71 70 67 65

[0025] 实施例3