DE04718914T1 - Verfahren zur herstellung von alkohol - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Alkoholerzeugnisses, umfassend die aufeinander folgenden Schritte:
(a) Bereitstellen einer Aufschlämmung umfassend Wasser und Stärkegranulat,
(b) Halten besagter Aufschlämmung in Gegenwart einer sauren alpha-Amylase und einer Glucoamylase auf einer Temperatur von 0°C bis 20°C unterhalb der anfänglichen Gelatinierungstemperatur des besagten Stärkegranulats für eine Zeitspanne von 5 Minuten bis 12 Stunden,
(c) Halten besagter Aufschlämmung in Gegenwart einer sauren alpha-Amylase und einer Glucoamylase und einer Hefe auf einer Temperatur zwischen 10°C und 35°C für eine Zeitspanne von 20 bis 250 Stunden, um Ethanol zu erzeugen, und
(d) wahlweises Gewinnen des Ethanols.

Claims (37)

  1. Verfahren zur Herstellung eines Alkoholerzeugnisses, umfassend die aufeinander folgenden Schritte: (a) Bereitstellen einer Aufschlämmung umfassend Wasser und Stärkegranulat, (b) Halten besagter Aufschlämmung in Gegenwart einer sauren alpha-Amylase und einer Glucoamylase auf einer Temperatur von 0°C bis 20°C unterhalb der anfänglichen Gelatinierungstemperatur des besagten Stärkegranulats für eine Zeitspanne von 5 Minuten bis 12 Stunden, (c) Halten besagter Aufschlämmung in Gegenwart einer sauren alpha-Amylase und einer Glucoamylase und einer Hefe auf einer Temperatur zwischen 10°C und 35°C für eine Zeitspanne von 20 bis 250 Stunden, um Ethanol zu erzeugen, und (d) wahlweises Gewinnen des Ethanols.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Erzeugnis Treibstoffethanol, trinkbares Ethanol und/oder Industrieethanol ist.
  3. Verfahren nach einem beliebigen der vorherigen Ansprüche, wobei die Temperatur bei Schritt (c) zwischen 28°C und 36°C liegt, wie z.B. zwischen 29°C und 35°C, wie z.B. zwischen 30°C und 34°C, wie z.B. etwa 32°C.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Erzeugnis ein Bier ist.
  5. Verfahren nach einem beliebigen der Ansprüche 1 oder 4, wobei die Temperatur bei Schritt (c) zwischen 11°C und 17°C liegt, wie z.B. zwischen 12°C und 16°C, wie z.B. zwischen 13°C und 15°C, wie z.B. etwa 14°C.
  6. Verfahren nach einem beliebigen der vorherigen Ansprüche, wobei die Aktivitäten von saurer alpha-Amylase und Glucoamylase in Schritt (b) und/oder (c) zugefügt werden in einem Verhältnis von zwischen 0,30 und 5,00 AFAU/AGU.
  7. Verfahren nach einem beliebigen der vorherigen Ansprüche, wobei die saure alpha-Amylase eine saure Pilz-alpha-Amylase ist.
  8. Verfahren nach einem beliebigen der vorherigen Ansprüche, wobei die saure Pilz-alpha-Amylase von einem Stamm von Aspergillus, bevorzugt einem Stamm von Aspergillus niger oder einem Stamm von Aspergillus oryzae erhalten wird.
  9. Verfahren nach einem beliebigen der vorherigen Ansprüche, wobei die saure alpha-Amylase eine saure alpha-Amylase ist mit einer Aminosäuresequenz, welche mindestens 70%, bevorzugt mindestens 75%, 80%, 85% oder zumindest 90%, z.B. mindestens 95%, mindestens 97%, mindestens 98% oder mindestens 99% Homologie zu SEQ ID NR:1 besitzt.
  10. Verfahren nach einem beliebigen der vorherigen Ansprüche, wobei die Glucoamylase von einem Stamm von Aspergillus, Talaromyces oder Clostridium erhalten wird.
  11. Verfahren nach einem beliebigen der vorherigen Ansprüche, wobei die Glucoamylase von einem Stamm von Aspergillus niger erhalten wird.
  12. Verfahren nach einem beliebigen der vorherigen Ansprüche, wobei die saure alpha-Amylase eine saure bakterielle alpha-Amylase ist.
  13. Verfahren nach einem beliebigen der vorherigen Ansprüche, wobei die saure alpha-Amylase von einem Stamm von B. licheniformis, B. amyloliquefaciens und B.stearothermophilus alpha-Amylase hergeleitet wird.
  14. Verfahren nach einem beliebigen der vorherigen Ansprüche, wobei die saure bakterielle alpha-Amalyse von einem Stamm von B. licheniformis, B. amyloliquefaciens und B. stearothermophilus alpha-Amylase hergeleitet wird.
  15. Verfahren nach einem beliebigen der vorherigen Ansprüche, wobei die saure bakterielle alpha-Amylase von einem Stamm von Bacillus stearothermophilus mit den Mutationen I181* + G182* + N193F im Vergleich zur Wildtyp-Aminosäuresequenz gezeigt in SEQ ID NR:2 hergeleitet wird.
  16. Verfahren nach einem beliebigen der vorherigen Ansprüche, wobei die saure bakterielle alpha-Amylase eine Hybrid-alpha-Amylase ist, umfassend die 445 C-terminalen Aminosäurereste der Bacillus licheniformis-alpha-Amylase, gezeigt in SEQ ID NR:3, und die 37 N-terminalen Aminosäurereste der alpha-Amylase, hergeleitet von Bacillus amyloliquefaciens, gezeigt in SEQ ID NO:4, mit den Substitutionen G48A + T49I + G107A + H156Y + A181T + N190F + I201F + A209V + Q264S.
  17. Verfahren nach einem beliebigen der vorherigen Ansprüche, wobei die saure bakterielle alpha-Amylase eine alpha-Amylase mit der Aminosäuresequenz gezeigt in SEQ ID NO:4 ist, mit den Mutationen H154Y, A181T, N190F, A209V, Q264S, und/oder Deletion von zwei Resten zwischen den Positionen 176 und 179, bevorzugt Deletion von E178 und G179.
  18. Verfahren nach einem beliebigen der vorherigen Ansprüche, wobei die saure alpha-Amylase-Aktivität in einer Menge von 50-500 AFAU/kg von DS vorhanden ist.
  19. Verfahren nach einem beliebigen der vorherigen Ansprüche, wobei die Glucoamylase-Aktivität in einer Menge von 20-200 AGU/kg von DS vorhanden ist.
  20. Verfahren nach einem beliebigen der vorherigen Ansprüche, wobei das Verhältnis zwischen saurer alpha-Amylase-Aktivität und Glucoamylase-Aktivität zwischen 0,35 und 5,00 AFAU/AGU ist.
  21. Verfahren nach einem beliebigen der vorherigen Ansprüche, wobei Schritt (b) und/oder Schritt (c) in Anwesenheit einer Enzymaktivität, ausgewählt aus der Liste bestehend aus Xylanase, Cellulase und Phytase, durchgeführt wird.
  22. Verfahren des vorherigen Anspruchs, wobei die Stärkeaufschlämmung 5-60% DS Stärkegranulat enthält, bevorzugt 10-50% DS Stärkegranulat, bevorzugter 20-40% DS, besonders etwa 30% DS Stärkegranulat.
  23. Verfahren nach einem beliebigen der vorherigen Ansprüche, wobei der pH während Schritt (b) und/oder (c) in einem Bereich von 3,0 bis 7,0, bevorzugt von 3,5 bis 6,0, oder bevorzugter von 4,0-5,0, wie z.B. von 4,3 bis 4,6, liegt.
  24. Verfahren nach einem beliebigen der vorherigen Ansprüche, wobei das Stärkegranulat aus Knollen, Wurzeln, Halmen, Früchten, Samen oder Getreidekörnern erhalten wird.
  25. Verfahren nach einem beliebigen der vorherigen Ansprüche, wobei das Stärkegranulat aus Mais, Maiskolben, Weizen, Gerste, Roggen, Milo, Sago, Cassava, Maniok, Tapioka, Hirse, Reis oder Kartoffeln erhalten wird.
  26. Verfahren nach einem beliebigen der vorherigen Ansprüche, wobei das Stärkegranulat aus Getreideprodukten erhalten wird.
  27. Verfahren nach einem beliebigen der vorherigen Ansprüche, wobei das Stärkegranulat durch trockenes Mahlen oder nasses Mahlen von ganzen Getreidekörnern erhalten wird.
  28. Verfahren nach einem beliebigen der vorherigen Ansprüche, wobei die Haltezeit von Schritt (b) von 5 Minuten bis 12 Stunden dauert, bevorzugt von 10 Minuten bis 6 Stunden, bevorzugter von 15 Minuten bis 3 Stunden, noch bevorzugter von 20 Minuten bis 1½ Stunden, wie z.B. von 30 Minuten bis 1¼ Stunden, von 40 bis 70 Minuten und sogar von 50 bis 60 Minuten.
  29. Verfahren nach einem beliebigen der vorherigen Ansprüche, wobei die Haltezeit von Schritt (c) von 25 bis 190 Stunden, bevorzugt von 30 bis 180 Stunden, bevorzugter von 40 bis 170 Stunden, noch bevorzugter von 50 bis 160 Stunden, und noch bevorzugter von 60 bis 150 Stunden und sogar noch bevorzugter von 70 bis 140 Stunden, und am meisten bevorzugt von 80 bis 130 Stunden andauert.
  30. Verfahren nach einem beliebigen der vorherigen Ansprüche, wobei die Temperatur von Schritt (b) von 45°C bis 75°C beträgt.
  31. Enzymzusammensetzung, umfassend saure alpha-Amylase-Aktivität und Glucoamylase-Aktivität in einem Verhältnis von zwischen 0,30 und 5,00 AFAU/AGU, wobei eine zusätzliche Enzymaktivität vorhanden ist; besagte Enzymaktivität ist ausgewählt aus einer Liste bestehend aus Cellulase, Xylanase und Phytase.
  32. Verwendung einer Enzymzusammensetzung nach dem vorherigen Anspruch in einem Alkoholerzeugnis-Verfahren oder einem Stärkehydrolyse-Verfahren.
  33. Verwendung einer Enzymzusammensetzung, umfassend saure alpha-Amylase-Aktivität und Glucoamylase-Aktivität in einem Verhältnis von zwischen 0,30 und 5,00 AFAU/AGU, in einem Alkoholerzeugnis-Verfahren, umfassend die enzymatische Hydrolyse von Stärkegranulat.
  34. Maischeverfahren, umfassend die Verwendung einer sauren alpha-Amylase.
  35. Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, wobei die saure alpha-Amylase von einem Aspergillus-Pilz, bevorzugt von A. niger, hergeleitet wird.
  36. Verfahren nach einem beliebigen der vorherigen Ansprüche, wobei die saure alpha-Amylase mindestens 50%, mindestens 60%, mindestens 70%, mindestens 80%, mindestens 90% Homologie zur Aminosäuresequenz gezeigt in SEQ ID NR:1 besitzt.
  37. Verfahren nach einem beliebigen der vorherigen Ansprüche, umfassend; a. Erzeugen einer Maische, umfassend zwischen 5% und 100% Gerstenmalz (w/w des Mahlguts); b. vor, während oder nach a) Zufügen mindestens eines Enzyms, ausgewählt aus der Liste umfassend: eine Protease (E.C. 3.4.), Cellulase (E.C. 3.2.1.4) und ein Maltose-erzeugendes Enzym. c. Erreichen innerhalb 15 Minuten von a) einer anfänglichen Inkubationstemperatur von mindestens 70°C; d. folgend auf c) Inkubieren der Maische bei einer Temperatur von mindestens 70°C für eine Zeitspanne, die ausreichend ist, um eine Extraktausbeute von mindestens 80% zu erreichen; und e. Trennen der Stammwürze von den verbrauchten Körnern.
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