[发明专利]一种多孔固定化酵母及其制备方法与应用

说明书

本发明属于生物发酵技术领域，公开了一种多孔固定化酵母及其制备方法与应用。所述制备方法为：将PVA于80～100℃溶解于水中得到PVA溶液，然后将PVA溶液冷却至35℃以下，再加入复合酵母液搅拌混合均匀，得到酵母混合液；然后将酵母混合液在0～30℃进行空化制泡、倒入模具中冷冻成型，得到所述多孔固定化酵母。本发明采用海藻糖和稀释糖蜜做酵母保护剂，并添加细胞宿主载体和采用空化制泡技术，可显著提高冷冻后酵母的解冻活性和发酵效率。

技术领域

本发明属于生物发酵技术领域，具体涉及一种多孔固定化酵母及其制备方法与应用。

背景技术

目前，我国利用制糖工业中的副产物糖蜜发酵生产酒精工艺过程，已经广泛采用多孔圆柱体(蜂窝煤状)固定化酵母载体进行连续发酵，同传统酒精发酵工艺相比，固定化酵母具有发酵周期短、设备利用率高、杂菌感染少、发酵率高、生产成本低等优点。这种载体一般以聚乙烯醇(PVA)为主要固定基材，PVA经过高温溶解、冷却、添加酵母液或酵母泥后冷冻成型、包装及冷冻保藏，在产品到达用户地后还需要经过约40小时的解冻、活化环节，以唤醒休眠的酵母菌，且由于固定化酵母载体形成致密的结构性质，固定基材内的酵母与发酵液发生传质的速率大大降低，载体内酵母增殖速度慢，严重影响初期发酵液中酵母菌达到增值平衡点的速率。

专利CN 201020223072.X公开了一种用于发酵法纯化生产高纯度低聚异麦芽糖的固定化酵母，但其酵母的解冻活性仍需进一步提高，且为了增大发酵过程的传质速率，提高发酵效率，需要对固定化酵母成型后进行机械打孔。另外在专利CN 201120438112.7、CN201310463049.6和专利200710032548.4中均提到了固定化酵母的制备方法，但以上方法均未对提高酵母的解冻活性及提高固定基材内的酵母与发酵液发生传质的速率进行进一步的改进。

发明内容

为了解决以上现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种多孔固定化酵母的制备方法。

本发明的另一目的在于提供一种通过上述方法制备得到的多孔固定化酵母。

本发明的再一目的在于提供上述多孔固定化酵母在糖蜜酒精发酵中的应用。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种多孔固定化酵母的制备方法，包括以下制备步骤：

将PVA于80～100℃溶解于水中得到PVA溶液，然后将PVA溶液冷却至35℃以下，再加入复合酵母液搅拌混合均匀，得到酵母混合液；然后将酵母混合液在0～30℃进行空化制泡、倒入模具中冷冻成型，得到所述多孔固定化酵母。

所述的复合酵母液包括海藻糖、糖蜜、细胞宿主载体和酵母溶液。

优选地，所述酵母混合液中PVA、海藻糖、糖蜜、细胞宿主载体和酵母溶液加入的质量百分含量为：PVA 3％～10％，海藻糖0.1％～1.0％，糖蜜0.5％～2.0％，细胞宿主载体0.5％～2.5％，酵母溶液0.5％～1.5％。

优选地，所述的糖蜜为甘蔗制糖或甜菜制糖过程从糖膏或蜜洗糖糊中分离出来的母液。

优选地，所述的细胞宿主载体为漂洗处理后的多孔钢渣、硅藻土、陶土和珍珠岩材料中的一种或两种以上的复合；所述细胞宿主载体的粒度为500目～10mm。

优选地，所述的空化制泡是指在0.01～0.3MPa压力下通过压缩空气的微孔制泡系统进行空化制泡，或通过射流喷射器进行空化制泡，或通过旋转机械制泡系统进行空化制泡。

一种多孔固定化酵母，通过以上方法制备得到。

上述多孔固定化酵母在发酵领域，如糖蜜酒精发酵中的应用。

相对于现有技术，本发明具有如下优点及有益效果：