[發明專利]東方伊薩酵母的新用途

無效

• 申請號: 200710175714.6
• 申請日: 2007-10-10
• 公開（公告）號: CN101165165A
• 公開（公告）日: 2008-04-23
• 發明（設計）人: 楊秀山
• 申請（專利權）人: 首都師范大學
• 主分類號: C12N1/16
• 分類號: C12N1/16;C12P7/10
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司
• 代理人: 王朋飛

技術領域

本發明涉及東方伊薩酵母的新用途，具體地說是在木質纖維素水解產物發酵中的應用。

背景技術

以非糧食物質一木質纖維素原料生產乙醇是保證國家能源安全、保護環境、使我國經濟和社會可持續發展的重要途徑之一。木質纖維素水解產物的成分：葡萄糖+木糖的混合糖濃度6％，乙酸10g/L，糠醛2g/L，羥甲基糠醛1g/L，并含有酚類化合物和芳香烴類化合物。木質纖維素的高效快速水解以及水解產物的高效乙醇發酵是國內外工業化生產燃料乙醇的兩個技術瓶頸。在木質纖維素水解產物中除含有混合糖外，還含有糠醛、羥甲基糠醛，酚類化合物等發酵抑制劑，嚴重地影響著微生物的生長和乙醇發酵。在木質纖維素中，占纖維素原料20-30％的半纖維素水解主要產物是木糖。葡萄糖可被傳統釀酒酵母發酵成酒精，而木糖則傳統釀酒酵母不能轉化成酒精，因此，木質纖維素原料酒精發酵的菌種，除具有高效轉化葡萄糖產酒精和抑制劑外，應具有轉化木糖的能力。

研究表明糠醛量達到1g/L時，乙醛脫氫酶的活性下降70％以上，如果有其他的抑制物協同作用時，其活性將會更低；在含有1.35g/L?5-羥甲基糠醛、0.37g/L糠醛的水解產物中以0.5h-1的稀釋率發酵，發現糠醛能被降解63％，5-羥甲基糠醛能被降解43％，葡萄糖的轉化率為70％；利用細胞固定化和細胞循環的方法進行發酵，在稀釋率數為0.2h-1，發酵失敗；水解產物含有0.7g/L糠醛，0.16g/L?5-羥甲基糠醛，釀酒酵母在加入水解產物的體積占培養基總體的90％時生長停止；含有2g/L糠醛的合成培養基中，工業和實驗用途的釀酒酵母都不能生長；將幾種釀酒酵母菌株接到含有1g/L糠醛的培養基中，發現所有被測菌株均不能生長；利用Saccharomyces?cerevisiae?CBS8066在含有0.95g/L糠醛不經過任何脫毒處理的水解液批式發酵，己糖的利用率僅為23％，細胞數量減少99％，同時在這過程中葡萄糖和其他水解產物沒有明顯減少。

木質纖維素水解產物用東方伊薩酵母(Issatchenkia?orientalis)Y4進行乙醇發酵，快速降解木質纖維素水解物中發酵抑制劑，高效代謝水解物中的葡萄糖產乙醇。該項技術在國內外未見報道。

發明內容

本發明的目的在于提供東方伊薩酵母(Issatchenkia?orientalis)在木質纖維素水解產物發酵中的應用。

經研究發現，利用東方伊薩酵母對木質纖維素水解產物進行發酵可快速降解水解產物中的發酵抑制劑、高效代謝水解產物中的葡萄糖成乙醇。

下面通過具體實驗來說明本發明的實質。

培養基：酵母浸膏3g/L、KH₂PO₄?3g/L、麥芽提取物3g/L、(NH₄)₂SO₄?1g/L、MgSO₄.7H₂O?0.5g/L、胰蛋白胨3g/L，其余為木質纖維素水解產物原液，PH5.0

培養條件：連續發酵培養，30℃，80rpm，接種量為10％。結果：

表1?乙醇發酵重復實驗1

表2乙醇發酵重復實驗2

表3乙醇發酵重復實驗3

由表1～3可以看出東方伊薩酵母具有降解葡萄糖生成乙醇的能力，并且能夠降解抑制劑糠醛以及5-羥甲基糠醛的能力。

本發明經過大量工作從環境中分離篩選得到了一株降解葡萄糖以及抑制劑綜合性能較好的東方伊薩酵母(Issatchenkia?orientalis)新菌株，將其命名為Y4，該菌株已于2007年9月11日在中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心保藏，保藏號為CGMCCNo.2159。

本發明進一步通過對菌種的馴化提高菌種的耐毒能力，下面是馴化的方法：

YPD培養基(g/L)：葡萄糖20，胰蛋白胨20，酵母浸膏10，pH5.0。

水解產物馴化培養基(g/L)：酵母浸膏3，KH₂PO₄?3，麥芽提取物3，(NH₄)₂SO₄?1，MgSO₄.7H₂O?0.5，胰蛋白胨3，水解產物原液，pH5.0。