[發明專利]一株生產乙醇的耐高溫酵母菌及其應用

無效

• 申請號: 201210129525.6
• 申請日: 2012-04-24
• 公開（公告）號: CN103374532A
• 公開（公告）日: 2013-10-30
• 發明（設計）人: 馬延和;王欽宏;齊顯尼;汪保衛;涂然
• 申請（專利權）人: 天津工業生物技術研究所
• 主分類號: C12N1/18
• 分類號: C12N1/18;C12P7/10;C12R1/865
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于生物技術領域，具體涉及到一株生產乙醇的耐高溫酵母菌，釀酒酵母(Saccharomyces?cerevisiae)TIB-S.C?Y01CGMCC?No5679和利用該菌發酵生產乙醇的方法。?

背景技術

能源是國民經濟發展的動力。隨著石油資源的大量消耗和價格的節節攀升，能源問題已經成為制約我國經濟持續穩定發展的重要因素，尋找清潔、廉價、可再生的替代能源成為未來能源戰略的關鍵。燃料乙醇作為一種潔凈和可再生的零碳交通燃料，是目前最可行、使用量最大的生物運輸燃料，更是減少化石燃油消耗和溫室氣體排放最經濟的方法之一。?

燃料乙醇是由生物資源經過一系列的物理、生物、化學變化過程而獲得，是一種潔凈、可再生、生產過程不凈排放碳的交通燃料，是目前使用量最大的生物運輸燃料。乙醇燃料的使用可以有效地減少化石燃料的消耗和溫室氣體的排放。與傳統的玉米淀粉發酵生產乙醇不同的是，纖維素燃料乙醇技術通過對農業廢棄物(如秸稈、干草等木質纖維素原料)進行酶解，獲得可發酵的糖類，然后發酵生產乙醇。利用木質纖維素為原料生產燃料乙醇，不需要消耗糧食資源，也不占用耕地，原料來源非常廣泛，價格低廉，是一項環境友好的、可持續發展的技術，是從化石經濟轉向生物經濟的核心技術支撐之一。?

木質纖維素原料中含有大量纖維素，經過纖維素酶酶解可以將纖維素降解成葡萄糖，而釀酒酵母能夠高效的轉化葡萄糖生產乙醇。但是纖維素酶的最適酶活是在50-55℃，需要大量的冷卻水將酶解糖液降溫，以適應目前主要使用的釀酒酵母的發酵溫度。因此如果有能適應較高溫度的釀酒酵母，那么有可以提高發酵溫度，從而減少冷卻水的使用，降低能耗。另外高溫發酵生產乙醇可以降低染菌?幾率，有利于乙醇的分離。因此開發高性能的耐高溫菌株來生產乙醇是燃料乙醇技術進步的重要環節。?

發明內容

本發明的目的是提供一株能夠耐受高溫、生產乙醇的酵母菌和發酵法生產乙醇的方法及應用。?

本發明所提供的耐高溫生產乙醇酵母菌為釀酒酵母(Saccharomyces?cerevisiae)TIB-S.C?Y01已于2011年12月30日藏保于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心(簡稱CGMCC)，保藏號為CGMCC?No5679，保藏地址為北京市朝陽區北辰西路1號院3號。?

目前利用酵母菌進行乙醇發酵生產都是30℃左右的溫度下進行，但是由于纖維素酶降解纖維素產生葡萄糖的最適溫度為50℃，因此在工業生產過程中需要消耗大量的冷卻水來降低溫度，以維持30℃左右的發酵過程。初步計算表明在30℃乙醇發酵生產，每生產1噸乙醇將消耗120-130噸的冷卻水，如果提高發酵溫度到40℃以上，則冷卻水的用量可降低到40噸以下。所以提高乙醇的發酵生產溫度可以大幅度降低冷卻水用量，減少能量消耗，從而降低乙醇生產成本。要實現40℃左右較高溫的乙醇發酵生產，就必須有合適的耐高溫生產菌株。因此提高酵母菌對溫度的耐受性，使其能在高溫環境下生長良好且乙醇的生產水平不會降低對工業生產的意義十分重大。?

為了改善菌株工業適應性，我們從工業釀酒酵母Ethanol?Red?E491出發，利用適應進化(adaptive?evolution)的方法對菌株進行高溫環境的適應性馴化，得到一株能夠在40℃生長良好，且不影響乙醇積累水平的生產乙醇的酵母菌TIB-S.C?Y01CGMCC?No5679。本發明的目的是提高了菌株發酵條件的溫度，使其能夠在高溫環境下適應生長的同時不影響發酵時乙醇的積累量，該菌株可以在乙醇的工業生產中進行應用。?

具體實施?

以下為列舉的實施例，以便于更好地理解本發明。?

實施例1?耐溫釀酒酵母(Saccharomyces?cerevisiae)TIB-S.C?Y01CGMCC??No5679的獲得。?

工業釀酒酵母Ethanol?Red?E491接種于適應進化培養基，該培養基pH為5.5，含有下述質量百分比的組分：葡萄糖10％，牛肉膏1％，蛋白胨2％。在含有10mL培養基的50ml搖瓶中于37℃、200r/min的培養24小時后，然后以0.5個OD600值接種于新鮮的相同培養基中，以相同的方法傳代培養。以此類推，使菌株適應37℃的環境生長穩定后，用相同的培養基和培養條件逐漸提高生長溫度，進行適應性馴化直到溫度達到40℃，使其仍能夠穩定生長，且增長量與出發菌株在30℃生長量基本相同，從而得到耐溫釀酒酵母(Saccharomyces?cerevisiae)TIB-S.C?Y01CGMCC?No5679。?