[發明專利]東方伊薩酵母菌株及其制備方法,以及用該菌株制備木糖醇、乙醇的方法

無效

• 申請號: 200910000577.1
• 申請日: 2009-01-16
• 公開（公告）號: CN101805701A
• 公開（公告）日: 2010-08-18
• 發明（設計）人: 張厚瑞;覃香香;蔡愛華;周玉恒;陳海珊
• 申請（專利權）人: 唐傳生物科技(廈門)有限公司
• 主分類號: C12N1/16
• 分類號: C12N1/16;C12P19/02;C12P7/10;C12R1/74;C12R1/645
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 李雁翔

技術領域

本發明屬于生物技術領域，涉及一種半纖維水解物的生物脫毒方法及其專用脫毒活性微生物菌株。

背景技術

半纖維素是植物細胞壁中除纖維素之外的聚糖類，含量隨不同植物而有所差別，大致占植物體重量的20-35％，是地球上除纖維素之外最豐富的多糖。

纖維素是完全由葡萄糖單元聚合成的均一性聚糖，而半纖維素則主要是由木糖以β-(1-4)糖苷鍵構成主鏈，阿伯糖、甘露糖和半乳糖形成支鏈結構的非均一性聚糖。半纖維素的木聚糖主鏈一般含有50-150個木糖單位，無結晶結構，結合在纖維素微纖維的表面。

半纖維素比纖維素容易水解得多，用稀酸在100-130℃條件下，就很容易將半纖維素，水解生成以五碳糖為主要成分的半纖維素水解物。發酵半纖維素水解物生產市場容量大的木糖醇、乙醇等各類化工產品，是能夠大規模利用半纖維素資源的有效途徑。

雖然用稀酸將半纖維素水解生成以單糖為主要成分的水解物的過程并不困難，但是，稀酸水解過程會伴隨產生一系列微生物代謝抑制物，要改善半纖維水解物的發酵性能，必須除去其中的微生物代謝抑制物，即脫毒過程是必不可少的。

目前在半纖維素水解物中已鑒定的毒物成分已經有幾十種，其中代表性毒物包括三大類，即：糠醛類化合物，如糠醛，5-羥甲基糠醛；脂肪酸類化合物，如甲酸，乙酸，丙酸；木質素降解生成的一系列含有苯環的化合物，如愈創木酚，苯甲醛，阿魏酸等。

已經報道真空蒸發，溶劑抽提，活性炭吸附，大孔樹脂吸附，離子交換樹脂處理，都可以脫去某些毒物，改善水解物的發酵性能。然而，一種物理或化學方法只能除去某一類有毒物質，通常需要聯合采用多種理化措施處理，半纖維水解物才能達到比較好的脫毒效果。但是，脫毒是一個耗費成本的過程，同時使用多種理化措施對半纖維素水解物進行脫毒處理，必須大幅度提高產物發酵的成本。

事實上，自然界的一些微生物對半纖維素水解物中的某些毒物具有降解活性。例如，例如降解木質素及由木質素降解生成的一系列酚類化合物的白腐菌(林海陸鋼張慶娜，降解造紙廢水木質素菌種的篩選鑒定及應用，北京科技大學學報。2007，29(6)：569-573；陶楊廖俊和羅學剛，生物制漿技術最新應用研究進展。纖維素科學與技術。2007，15(1)：70-74，降解糠醛，5-羥甲基糠醛細菌，酵母(代書玲，張魯嘉，糠醛及其衍生物微生物降解(轉化)研究進展。氨基酸和生物資源2007，29(4)：41-45；劉愛平許學書樊行雪，利用酵母生物轉化植物纖維為乙醇的研究進展。生物技術通訊，2004，15(2)：193--196)，降解短鏈脂肪酸的子囊菌(何剛強堵國成劉立明，嗜熱子囊菌利用短鏈有機酸生產角質酶。生物工程學報，2008，24(5)：821-828)

近年有人開始嘗試以生物酶法去除水解物中的毒物。Jonsson等人用漆酶與過氧化物酶聯合處理木材酸水解物，能除去了大部分的單環酚性物(monoaromatic?phenolic?copounds)。處理后的水解物用于乙醇發酵，結果葡萄糖消耗速率與乙醇生成速率提高了近5倍(Jonsson?J?L，Palmqvist?E，?Nilvebrant?N?O.，Detoxification?of?wood?hydrolysates?with?laccase?and?peroxidase?from?the?white-rot?fungus?Trametes?versicolor.Appl.?Microbiol?Biotechnol.1998，(49)：691-697))。但復雜的毒物成分需要復雜的酶系的聯合降解，這無疑大大增加了脫毒的成本。

Lopez等人以微生物Conichaeta?ligniaria?NRRL?30616發酵處理木質纖維稀酸水解物，不僅去除糠醛、5-羥甲基糠醛的效果顯著，同時也明顯減少了水解物中的酚類物質。經過這一菌株處理的水解物再用產乙醇酵母發酵，80h產生1.66％°乙醇，而未處理的卻沒有乙醇產生(Lopez?J?M，Nichols?N?N，Dien?B?S?et?al.Isolation?of?microorganisms?for?biological?detoxification?of?lignocellulosec?hydrolysates.Appl?Microbiol?Biotechnol.2004，64(1)：125-131)。