[發(fā)明專利]一種獲得耐受多種抑制劑酵母菌株的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110238038.9
• 申請日: 2011-08-18
• 公開（公告）號(hào): CN102296034A
• 公開（公告）日: 2011-12-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 元英進(jìn);王昕;李炳志;丁明珠
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號(hào): C12N1/18
• 分類號(hào): C12N1/18;C12R1/865
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 陸藝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種得到耐受多種抑制劑酵母菌株的方法。

背景技術(shù)

能源一直是困擾世界各國經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重大問題，隨著石油的貧乏，開發(fā)新的可代替能源成為各國學(xué)者關(guān)注的熱點(diǎn)，生物能源更是受到廣泛的關(guān)注和研究。生物乙醇作為可再生能源，具有污染性小，容易運(yùn)輸和貯藏的特點(diǎn)，在價(jià)格上也可與汽油相競爭，它是最有可能取代石油的新能源，同時(shí)在一定程度上可緩解能源危機(jī)，具有巨大的發(fā)展前景。以淀粉類和糖類作為發(fā)酵材料，采用微生物法發(fā)酵生產(chǎn)乙醇是一項(xiàng)成熟的技術(shù)，但高昂的原料成本使其工業(yè)應(yīng)用受到限制。以農(nóng)作物桔稈為代表的木質(zhì)纖維素類生物質(zhì)具有廉價(jià)，來源豐富，對環(huán)境污染小的特點(diǎn)，是未來燃料乙醇產(chǎn)業(yè)規(guī)?；l(fā)展公認(rèn)的原料來源。

但是在纖維素乙醇生產(chǎn)工藝中，只有有效的破壞木質(zhì)纖維素的致密結(jié)構(gòu)才能使纖維素原料高效的轉(zhuǎn)化為可發(fā)酵糖類，因此纖維素原料在水解前一般需要進(jìn)行預(yù)處理。但是廣泛應(yīng)用的一些化學(xué)預(yù)處理方法通常在高溫高壓的條件下進(jìn)行，會(huì)伴隨著產(chǎn)生一些抑制劑，如呋喃類、弱酸類、酚類等。這些抑制劑嚴(yán)重影響菌體的生長、乙醇的產(chǎn)率、生物量和細(xì)胞內(nèi)正常的分子機(jī)能。作為乙醇生產(chǎn)的傳統(tǒng)菌株——釀酒酵母，具有底物利用高效性，產(chǎn)物專一性和穩(wěn)健性等優(yōu)點(diǎn)，但是它對抑制劑環(huán)境敏感，被抑制作用明顯。傳統(tǒng)的脫毒步驟會(huì)增加生產(chǎn)的成本，所以獲得天然的耐受性酵母菌株從而實(shí)現(xiàn)原位脫毒和乙醇高效發(fā)酵在纖維素乙醇研究領(lǐng)域具有重要的意義。

目前獲得耐受菌株的方法多是通過進(jìn)化工程和基因工程。微生物的一個(gè)重要特性就是在壓力環(huán)境下改變細(xì)胞內(nèi)部的物理?xiàng)l件來適應(yīng)抗性環(huán)境。已有文獻(xiàn)報(bào)道釀酒酵母在遇到生長環(huán)境劇烈變化時(shí)，可以通過引發(fā)自身的應(yīng)激響應(yīng)機(jī)制，同時(shí)細(xì)胞內(nèi)多種分子機(jī)制作出響應(yīng)，如信號(hào)傳導(dǎo)，基因表達(dá)調(diào)控和代謝調(diào)節(jié)等，從而使細(xì)胞對壓力環(huán)境產(chǎn)生適應(yīng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種獲得耐受多種抑制劑的釀酒酵母菌株的方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案概述如下：

一種獲得耐受多種抑制劑酵母菌株的方法，其特征是包括如下步驟：將活化后的釀酒酵母菌株接種于含有纖維素水解液抑制劑的傳代培養(yǎng)基中培養(yǎng)；將生長到穩(wěn)定期的細(xì)胞分離后，再接種到相同的含有纖維素水解液抑制劑的新鮮傳代培養(yǎng)基中培養(yǎng)；獲得的穩(wěn)定期的菌株，即為耐受多種抑制劑酵母菌株。

所述的纖維素水解液抑制劑為糠醛、苯酚和乙酸。

所述糠醛在傳代培養(yǎng)基中的含量為1.04g/L-1.3g/L，所述乙酸在傳代培養(yǎng)基中的含量為4.24g/L-5.3g/L，所述苯酚在傳代培養(yǎng)基中的含量為0.4g/L-0.5g/L。

所述釀酒酵母菌為安琪酵母，BY4741或BY4743。

利用本發(fā)明的方法獲得耐受多種抑制劑酵母菌株，對纖維素水解液抑制劑的耐受性提高，生長性狀穩(wěn)定，從而實(shí)現(xiàn)水解液的原位脫毒。為推進(jìn)纖維素乙醇的工業(yè)化生產(chǎn)具有重要的意義。

附圖說明

圖1是安琪酵母在糠醛的含量為1.3g/L，乙酸的含量為5.3g/L，苯酚的含量為0.5g/L低糖培養(yǎng)基中傳代培養(yǎng)的前三代生長曲線；

圖2是安琪酵母在糠醛的含量為1.04g/L，乙酸的含量為4.24g/L，苯酚的含量為0.4g/L高糖培養(yǎng)基中傳代培養(yǎng)的前三代生長曲線；

圖3是安琪酵母在糠醛的含量為1.3g/L，乙酸的含量為5.3g/L，苯酚的含量為0.5g/L高糖培養(yǎng)基中傳代培養(yǎng)的前三代生長曲線；

圖4是BY4741在糠醛的含量為1.04g/L，乙酸的含量為4.24g/L，苯酚的含量為0.4g/L低糖培養(yǎng)基中傳代培養(yǎng)的前三代生長曲線；

圖5是BY4741在糠醛的含量為1.04g/L，乙酸的含量為4.24g/L，苯酚的含量為0.4g/L高糖培養(yǎng)基中傳代培養(yǎng)的前三代生長曲線；

圖6是BY4741在糠醛的含量為1.17g/L，乙酸的含量為4.77g/L，苯酚的含量為0.45g/L高糖培養(yǎng)基中傳代培養(yǎng)的前三代生長曲線；

圖7是BY4743在糠醛的含量為1.04g/L，乙酸的含量為4.24g/L，苯酚的含量為0.4g/L低糖培養(yǎng)基中傳代培養(yǎng)的前三代生長曲線；

圖8是BY4743在糠醛的含量為1.04g/L，乙酸的含量為4.24g/L，苯酚的含量為0.4g/L高糖培養(yǎng)基中傳代培養(yǎng)的前三代生長曲線；

圖9是BY4743在糠醛的含量為1.17g/L，乙酸的含量為4.77g/L，苯酚的含量為0.45g/L高糖培養(yǎng)基中傳代培養(yǎng)的前三代生長曲線；

具體實(shí)施方式