[發(fā)明專利]新型代謝五六碳糖共同發(fā)酵酵母菌的擴(kuò)容方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710181167.6
• 申請(qǐng)日: 2017-03-24
• 公開（公告）號(hào): CN106906150A
• 公開（公告）日: 2017-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王建業(yè);劉玉金;葛健
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 黑龍江中丹建業(yè)生物能源有限公司
• 主分類號(hào): C12N1/16
• 分類號(hào): C12N1/16;C12R1/865
• 代理公司: 哈爾濱東方專利事務(wù)所23118
• 代理人: 陳曉光

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及生物發(fā)酵領(lǐng)域，尤其涉及一種新型代謝五六碳糖共同發(fā)酵酵母菌的擴(kuò)容方法。

背景技術(shù)：

在木質(zhì)纖維素生產(chǎn)乙醇的過程中，由于預(yù)處理過程中產(chǎn)生的弱酸（主要是乙酸）、糠醛、5-羥甲基糖醛及芳香族化合物會(huì)抑制酵母菌種在處理后酶解液中的生長和發(fā)酵，導(dǎo)致乙醇生產(chǎn)能力下降，如果對(duì)汽爆后的物料水洗脫毒，不僅耗水量大，還需在生產(chǎn)工藝中整合水洗過濾和壓縮設(shè)備，這會(huì)進(jìn)一步加劇生產(chǎn)成本的升高和發(fā)酵工藝的復(fù)雜性，另外，酵母菌種對(duì)生產(chǎn)原料中半纖維素轉(zhuǎn)化成的五碳糖利用率較低，因此，采用對(duì)酵母菌定向馴化，提高酵母菌的乙醇產(chǎn)量﹙包括5碳糖的利用﹚和抑制劑的耐受力，使其對(duì)未經(jīng)水洗脫毒的熱水環(huán)境預(yù)處理酶解液可直接進(jìn)行發(fā)酵產(chǎn)乙醇具有重要意義；現(xiàn)有生物乙醇生產(chǎn)工藝發(fā)酵過程中，干酵母使用培養(yǎng)基活化后進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)，擴(kuò)大培養(yǎng)后酵母進(jìn)行分割，小部分（20-30%）作為種子繼續(xù)擴(kuò)大培養(yǎng)，大部分（70-80%）接入發(fā)酵糖液中進(jìn)行發(fā)酵；現(xiàn)階段國內(nèi)外上商品化酒精酵母基本不代謝五碳糖，無法適應(yīng)纖維素乙醇原料糖液中五碳糖很高的特點(diǎn)，使用傳統(tǒng)酵母生產(chǎn)纖維素乙醇代謝終端五碳糖殘?zhí)菢O高，乙醇產(chǎn)率較低；傳統(tǒng)酵母菌對(duì)秸稈預(yù)處理過程中產(chǎn)生的抑制劑的耐受力差，導(dǎo)致酵母增值困難死亡率較高，酒精發(fā)酵殘?zhí)歉撸幻附馓且盒柽M(jìn)行脫毒處理，增加生產(chǎn)工藝復(fù)雜性，也增加生產(chǎn)成本；傳統(tǒng)酒精酵母只能代謝葡萄糖對(duì)秸稈酶水解產(chǎn)生的木糖無法代謝生產(chǎn)酒精，酒精生產(chǎn)能力較低。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的是提供一種新型代謝五六碳糖共同發(fā)酵酵母菌的擴(kuò)容方法。

上述的目的通過以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種新型代謝五六碳糖共同發(fā)酵酵母菌的擴(kuò)容方法，其組成包括：釀酒高活性酵母，其拉丁文名稱為：strainV1，所述的釀酒高活性酵母的新型代謝五六碳糖共同發(fā)酵酵母菌的擴(kuò)容方法為：（1）試管酵母擴(kuò)培；（2）一級(jí)培養(yǎng)；（3）二級(jí)培養(yǎng)。

所述的新型代謝五六碳糖共同發(fā)酵酵母菌的擴(kuò)容方法，所述的擴(kuò)容方法（1）試管酵母擴(kuò)培的過程為：將釀酒高活性酵母加入到活化液中，活化液成分為2%葡萄糖水溶液，活化溫度35-40℃，活化時(shí)間0.5-1.5小時(shí)；將活化后酵母再經(jīng)過三角瓶擴(kuò)培后接入小酒母培養(yǎng)系統(tǒng)，一般為3-5%接種量，小酒母培養(yǎng)好后接種到一級(jí)培養(yǎng)罐中進(jìn)行再次擴(kuò)培。

所述的新型代謝五六碳糖共同發(fā)酵酵母菌的擴(kuò)容方法，所述的擴(kuò)容方法（2）一級(jí)培養(yǎng)的過程為：在一級(jí)擴(kuò)配罐中加入30-40%酶解液與60-70%玉米糖化醪混合發(fā)酵液中擴(kuò)大培養(yǎng)，酵母菌體細(xì)胞數(shù)達(dá)到1.5—2.5億株/ml后分割出80%接入二級(jí)培養(yǎng)罐，一級(jí)培養(yǎng)罐按照原有比例添玉米糖化醪、酶解液。

所述的新型代謝五六碳糖共同發(fā)酵酵母菌的擴(kuò)容方法，所述的擴(kuò)容方法（3）二級(jí)培養(yǎng)的過程為：將一級(jí)培養(yǎng)罐酵母細(xì)胞數(shù)達(dá)到1.5—2.5億/ml后酵母80%作為分割傳代，80%接種到二級(jí)培養(yǎng)中，二級(jí)罐采用酶解液作為培養(yǎng)基進(jìn)行二級(jí)擴(kuò)培，培養(yǎng)合格后的酒精酵母全部送至發(fā)酵罐進(jìn)行接種發(fā)酵。

所述的新型代謝五六碳糖共同發(fā)酵酵母菌的擴(kuò)容方法，所述的酶解液的成分為葡萄糖8%、木糖4%、木質(zhì)素5%、灰分2-3%、其余為水，所述的玉米糖化醪的成分為10%的玉米粉和90%的水經(jīng)過液化、糖化后獲得。

所述的新型代謝五六碳糖共同發(fā)酵酵母菌的擴(kuò)容方法，視生產(chǎn)情況，每級(jí)酵母均可作為原始菌株復(fù)壯進(jìn)行留種，一般采用實(shí)驗(yàn)室擴(kuò)培菌株復(fù)壯留種以保證原始菌株的特性。

本發(fā)明的有益效果：

1.本發(fā)明的共同發(fā)酵酵母菌的擴(kuò)容方法，所擴(kuò)容酵母是在國外選育五碳糖酵母的基礎(chǔ)上進(jìn)行再次擴(kuò)容培養(yǎng)，能夠?qū)崿F(xiàn)五碳糖的代謝率大于95%，發(fā)酵總時(shí)間少于50h，比較國內(nèi)外現(xiàn)行酵母我公司開發(fā)酵母在五碳糖代謝率、發(fā)酵時(shí)間、抗毒害能力等多方面均具有較大優(yōu)勢。

本發(fā)明的共同發(fā)酵酵母菌的擴(kuò)容方法，降低了秸稈纖維素乙醇的產(chǎn)品單耗，使秸稈中包含的約40%的纖維素， 30%的半纖維素，經(jīng)纖維素酶水解后產(chǎn)生六碳糖，半纖維素酶水解后產(chǎn)生木糖，傳統(tǒng)酵母只能代謝六碳糖，按照理論計(jì)算至少需要5噸秸稈才能夠生產(chǎn)1t纖維素乙醇；而新型五六碳糖共同發(fā)酵酵母能夠?qū)崿F(xiàn)五六碳糖的共同發(fā)酵，理論計(jì)算3t秸稈就能夠生產(chǎn)一噸纖維素乙醇。

本發(fā)明的共同發(fā)酵酵母菌的擴(kuò)容方法，推動(dòng)秸稈纖維素乙醇項(xiàng)目的快速發(fā)展，一直以來人們認(rèn)為五碳糖是不可代謝糖，傳統(tǒng)酒精酵母很容易代謝六碳糖生產(chǎn)乙醇但不能利用五碳糖，充分利用秸稈等纖維素原料中的五碳糖可以使酒精產(chǎn)量在原有酵母的基礎(chǔ)上提高25%，因此選育五六碳糖共同發(fā)酵酵母必將推動(dòng)秸稈纖維素乙醇項(xiàng)目的快速發(fā)展。