[go: up one dir, main page]

RU2538390C2 - Способ получения сахаросодержащих гидролизатов для производства биотоплива (биоэтанола) - Google Patents

Способ получения сахаросодержащих гидролизатов для производства биотоплива (биоэтанола) Download PDF

Info

Publication number
RU2538390C2
RU2538390C2 RU2012128098/13A RU2012128098A RU2538390C2 RU 2538390 C2 RU2538390 C2 RU 2538390C2 RU 2012128098/13 A RU2012128098/13 A RU 2012128098/13A RU 2012128098 A RU2012128098 A RU 2012128098A RU 2538390 C2 RU2538390 C2 RU 2538390C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
jerusalem artichoke
hydrolysis
production
bioethanol
biofuel
Prior art date
Application number
RU2012128098/13A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2012128098A (ru
Inventor
Андрей Геннадиевич Донцов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биологии Коми научного центра Уральского отделения РАН
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биологии Коми научного центра Уральского отделения РАН filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биологии Коми научного центра Уральского отделения РАН
Priority to RU2012128098/13A priority Critical patent/RU2538390C2/ru
Publication of RU2012128098A publication Critical patent/RU2012128098A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2538390C2 publication Critical patent/RU2538390C2/ru

Links

Images

Landscapes

  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области спиртовой промышленности, а именно к способу получения гидролизатов из топинамбура для производства биоэтанола. Способ получения сахаросодержащих гидролизатов из топинамбура предусматривает промывку сырья, его измельчение и гидролиз. Гидролиз проводят в среде ацетатного буфера при рН 4,5-5,0 по действием собственных инулиназ топинамбура совместно с препаратами целловиридин Г20х и пектофоетидин Г20х, взятыми в соотношении 1:1. Изобретение позволяет увеличить степень гидролиза биомассы топинамбура и выход сахаров в сусле после гидролиза для производства биотоплива. 1 табл., 2 пр., 1 ил.

Description

Изобретение относится к спиртовой промышленности, а именно к способу получения гидролизатов из топинамбура для производства биотоплива (биоэтанола). Топинамбур (или земляная груша) - многолетнее растение, происходящее из Северной Америки. Является ценным кормовым растением, достаточно широко применяется как пищевое и техническое растение. Достаточно широко культивируется в США, Франции, Великобритании, Швеции, Норвегии, а также в России. Клубни топинамбура содержат ценные полисахариды, такие как фруктозаны, в том числе инулин 45-80,0%, целлюлозу 2,3-6,4% и пектины - до 5,9% от абсолютно сухих веществ (а.с.в.), при гидролизе которых образуются сбраживаемые в спирт углеводы.
Известен способ производства этилового спирта из топинамбура (патент РФ №2161652, опубликован 10.01.2001 г.), выбранный за прототип, включающий измельчение клубней топинамбура, получение сусла путем гидролиза измельченной массы под действием собственных инулиназ сырья, активированных вводом в среду ионов Ca+2 в виде сульфата, асептирование сусла с использованием антибиотика низин, сбраживание производственными дрожжами, полученными путем поэтапного пересева на среды со снижением в них доли традиционного крахмалсодержащего компонента.
К недостаткам известного способа относится низкий выход сахаров, обусловленный неполным гидролизом биомассы клубней под действием собственных инулиназ сырья, которые не способны гидролизовать целлюлозу и пектины.
Задачей изобретения является разработка нового способа получения сахаросодержащих гидролизатов для производства биотоплива (биоэтанола).
Техническим результатом настоящего изобретения является увеличение степени гидролиза и выхода сахаров в сусле после гидролиза.
Технический результат достигается тем, что в способе получения сахаросодержащих гидролизатов для производства биотоплива (биоэтанола), характеризующемся тем, что проводят промывку, измельчение клубней топинамбура, согласно изобретения осуществляют гидролиз измельченной массы в среде ацетатного буфера с pH 4,5-5,0 под действием собственных инулиназ сырья, активированных вводом в среду ионов Ca2+, с добавлением смеси препаратов целловиридин Г20х и пектофоетидин Г20х, взятых в соотношении 1:1.
Способ осуществляют следующим образом. Топинамбур моют, измельчают, измельченное сырье смешивают с раствором препаратов целловиридин Г20х и пектофоетидин Г20х в 0,1 М ацетатном буфере с pH 4,5-5,0 и добавляют соль сульфата кальция. При необходимости дополнительно устанавливают pH среды 4,5-5,0 предпочтительно с помощью 0,1 М уксусной кислоты и гидролизуют при температуре 50°С в течение 2-х часов. Далее гидролизат из топинамбура охлаждают до 22 - 24°С, вносят для асептирования раствор низина, промышленные дрожжи и направляют на брожение.
Изобретение поясняется рис.1, на котором показана динамика образования сахаров (без учета свободных сахаров в сырье) при гидролизе топинамбура под действием комплекса инулиназ сырья, активированных ионами Ca2+, смесью препаратов целловиридин Г20х и пектофоетидин Г20х после инактивации инулиназ, а также под действием комплекса инулиназ сырья совместно со смесью препаратов целловиридин Г20х и пектофоетидин Г20х, взятых в соотношении 1:1. Удельные скорости образования сахаров на начальной стадии гидролиза составили соответственно 3,7×10-2, 12,6×10-2 и 31.8×10-2 мг/мин×мг белка. Сравнение полученных данных показывает, что скорость гидролиза топинамбура под действием новой мультиэнзимной композиции, состоящей из комплекса гидролаз топинамбура и смеси препаратов целловиридин 120x и пектофоетидин Г20х, взятых в соотношении 1:1, не определяется простым сложением скоростей гидролиза отдельными комплексами, а является результатом взаимного усиления их действия.
Механизм действия новой мультиэнзимной композиции заключается в следующем: пектиназы препарата пектофоетидин Г20х разрушают пектин клеточных стенок биомассы топинамбура и увеличивают их доступность к действию целловиридина Г20х. В результате этого происходит более быстрый цитолиз клеток биомассы и переход в раствор связанных углеводов и инулина, который разрушается комплексом собственных инулиназ топинамбура. В целом это приводит к увеличению степени гидролиза биомассы топинамбура и выхода сбраживаемых сахаров.
Эффективность разных ферментных препаратов и их композиций, оцененная по удельным скоростям образования сахаров при гидролизе топинамбура (в пересчете на глюкозу), приведена в таблице 1.
Таблица 1
Препарат/композиция Удельная скорость гидролиза, мг/мин × мг белка
Целловиридин Г20х 2.8×10-2
Пектофоетидин Г20х 2.2×10-2
Пектомацерин Г3х 2.2×10-2
Глюкаваморин Г20х 2.3×10-2
Целловиридин Г20х - Пектомацерин Г3х (1:1) 4.3×10-2
Целловиридин Г20х - Глюкаваморин Г20х (1:1) 4.5×10-2
Пектофоетидин Г20х - Пектомацерин Г3х (1:1) 3.3×10-2
Пектофоетидин Г20х - Глюкаваморин Г20х (1:1) 3.1×10-2
Целловиридин Г20х - Пектофоетидин Г20х (2:1) 4.8×10-2
Целловиридин Г20х - Пектофоетидин Г20х (1:2) 4.3×10-2
Целловиридин Г20х - Пектофоетидин Г20х (1:1) 12.6×10-2
Пример 1 (прототип). Для приготовления гидролизата 77,4 г промытых клубней топинамбура с содержанием полисахаридов 21% и влаги 76% измельчают до частиц размером не более 3 мм, затем смешивают с водой в соотношении 1:0,5 и добавляют 0,01% CaSO4 от массы топинамбура. Проводят ферментативный гидролиз при естественном pH среды топинамбура в течение 2-х часов при 55°С. Степень гидролиза составляет 75.6%, выход сахаров - 63.7 мг/г а.с.в.
Пример 2. Для приготовления гидролизата 77,4 г (100 мл) промытых клубней топинамбура с содержанием полисахаридов 21% и влаги 76% измельчают до частиц размером не более 3 мм, затем смешивают с 50 мл 0,6%-ного раствора смеси препаратов целловиридин Г20х и пектофоетидин Г20х (1:1 по массе) в 0,1 М ацетатном буфере с pH 4,5-5,0, добавляют 0,01% CaSO4 от массы топинамбура и проводят ферментативный гидролиз в течение 2-х часов при 50°С. Степень гидролиза составляет 92.2%, выход сахаров - 919.4 мг/г а.с.в.

Claims (1)

  1. Способ получения сахаросодержащих гидролизатов для производства биоэтанола, характеризующийся тем, что проводят промывку, измельчение клубней топинамбура и осуществляют гидролиз измельченной массы в среде ацетатного буфера с pH 4,5-5,0 под действием собственных инулиназ сырья, активированных вводом в среду ионов Ca+2, с добавлением смеси препаратов целловиридин Г20х и пектофоетидин Г20х, взятых в соотношении 1:1.
RU2012128098/13A 2012-07-03 2012-07-03 Способ получения сахаросодержащих гидролизатов для производства биотоплива (биоэтанола) RU2538390C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012128098/13A RU2538390C2 (ru) 2012-07-03 2012-07-03 Способ получения сахаросодержащих гидролизатов для производства биотоплива (биоэтанола)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012128098/13A RU2538390C2 (ru) 2012-07-03 2012-07-03 Способ получения сахаросодержащих гидролизатов для производства биотоплива (биоэтанола)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012128098A RU2012128098A (ru) 2014-01-10
RU2538390C2 true RU2538390C2 (ru) 2015-01-10

Family

ID=49884230

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012128098/13A RU2538390C2 (ru) 2012-07-03 2012-07-03 Способ получения сахаросодержащих гидролизатов для производства биотоплива (биоэтанола)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2538390C2 (ru)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2167198C2 (ru) * 2000-06-22 2001-05-20 Винаров Александр Юрьевич Способ производства фруктозного сиропа из топинамбура
RU2192761C1 (ru) * 2001-02-27 2002-11-20 Кочнев Николай Константинович Способ производства порошка из клубней топинамбура
RU2301832C1 (ru) * 2006-04-21 2007-06-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет пищевых производств" Министерства образования Российской Федерации Способ производства этилового спирта из топинамбура
US8097086B2 (en) * 2007-02-01 2012-01-17 Nutritis Method and equipment for producing fruit sugar syrups having high fructose content

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2167198C2 (ru) * 2000-06-22 2001-05-20 Винаров Александр Юрьевич Способ производства фруктозного сиропа из топинамбура
RU2192761C1 (ru) * 2001-02-27 2002-11-20 Кочнев Николай Константинович Способ производства порошка из клубней топинамбура
RU2301832C1 (ru) * 2006-04-21 2007-06-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет пищевых производств" Министерства образования Российской Федерации Способ производства этилового спирта из топинамбура
US8097086B2 (en) * 2007-02-01 2012-01-17 Nutritis Method and equipment for producing fruit sugar syrups having high fructose content

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012128098A (ru) 2014-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102187984B (zh) 一种以苹果渣为原料制备可溶性膳食纤维的方法
ES2686539T3 (es) Procedimiento de preparación de azúcar por hidrólisis enzimática de residuos de batata
CN103060399B (zh) 魔芋葡甘低聚糖生产方法
US20110003341A1 (en) Process for producing saccharide
Singh et al. Enzymatic approaches for the synthesis of high fructose syrup
CN103045658A (zh) 一种麸皮为原料制备高纯度低聚阿拉伯木聚糖及阿魏酸的方法
Zimmermann et al. Plant-based fructans for increased animal welfare: provision processes and remaining challenges
KR101345729B1 (ko) 미강으로부터 아라비노자일란을 추출하는 방법
CN104894189A (zh) 一种从小麦麸皮中提取低聚木糖的方法
Mardawati et al. Fungal production of xylanase from oil palm empty fruit bunches via solid state cultivation
CN100593572C (zh) 一种玉米秸秆类农林废弃物的新用途
CN1116419C (zh) 酶法制备功能性低聚木糖的生产工艺
CN109082451B (zh) 采用木质纤维素生产纤维寡糖的方法
CN102337313A (zh) 一种制备海藻糖的方法
WO2017144590A1 (fr) Biocatalyseur pour la production d'éthanol à partir de maïs
RU2538390C2 (ru) Способ получения сахаросодержащих гидролизатов для производства биотоплива (биоэтанола)
CN105384841A (zh) 一种从羊肚菌子实体中提取水溶性β葡聚糖的方法
CN102321709A (zh) 一种提高阿维拉霉素发酵产量的方法
CN102172271A (zh) 一种从高湿挤压米糠渣中制取可溶性膳食纤维的方法
Khawaldeh et al. Bioethanol from rice straw via enzymatic scarification
CN104531804A (zh) 一种结晶海藻糖联产保湿糖浆的生产方法
US20130004997A1 (en) Method for producing saccharified solution
Wu et al. L-Arabinose and oligosaccharides production from sugar beet pulp by xylanase and acid hydrolysis
CN102876646A (zh) 一种由黑曲霉曲盘发酵生产木聚糖酶的方法及其所用培养基
KR101159290B1 (ko) 디스크 밀링을 이용한 해조류의 분쇄 및 당화 방법

Legal Events

Date Code Title Description
FZ9A Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal)

Effective date: 20140122

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180704