[發明專利]一種耐受阿魏酸的釀酒酵母菌株及其應用

有效

• 申請號: 202010082267.5
• 申請日: 2020-02-07
• 公開（公告）號: CN111154664B
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發明（設計）人: 顧翰琦;邵玲智;劉曉光;徐巖巖;劉冉;樊冰冰;李潔
• 申請（專利權）人: 河北民族師范學院
• 主分類號: C12N1/18
• 分類號: C12N1/18;C12P7/06;C12R1/865
• 代理公司: 北京同輝知識產權代理事務所(普通合伙) 11357
• 代理人: 孫艷敏

本發明公開了一種耐受阿魏酸的釀酒酵母菌株，所述釀酒酵母菌株是釀酒酵母經阿魏酸抑制物培養基適應性進化后，得到的對阿魏酸耐受性明顯提高的菌株，分類命名為Saccharomyces cerevisiae PAT02，保藏在中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，保藏編號CGMCC No.18022。所述釀酒酵母菌株能夠耐受阿魏酸，在應用于含有阿魏酸的發酵體系時，生長性能和阿魏酸降解速率均高于原始菌株。

技術領域

本發明屬于在生物技術的領域，具體涉及一種耐受阿魏酸的釀酒酵母菌株及其在阿魏酸耐受發酵菌劑中的應用。

背景技術

木質纖維素類生物質因其資源豐富、環境友好和可再生等特點，已經成為目前最具發展潛力的化石資源替代品之一。生物質資源的轉化和利用對國家的能源安全和發展有著重大意義。木質纖維素在酶解轉化為微生物可發酵的糖類物質前需要進行高溫高壓和酸堿作用的預處理破壞其復雜致密的結構。但預處理同時會產生對微生物有抑制作用的副產物，包括：酚類、呋喃類和有機弱酸。其中，酚類與其他兩類抑制物相比，具有毒性強、抑制物種類多、常規方法（水洗法，生物降解法）難去除等特點，已成為影響微生物利用木質纖維素生物質生產燃料和大宗化學品的重要問題之一。

阿魏酸是一種廣泛存在于各種植物細胞壁中的酚類化合物，其作為木質素的主要成分與半纖維素中阿拉伯木聚糖側鏈形成共價鍵相連。在不同種類的木質纖維素生物質（玉米秸稈、甘蔗渣、玉米芯、云杉、楊木和松木）經不同預處理方式（稀酸、稀堿、堿性過氧化氫和水熱處理等）所得的水解物中，阿魏酸廣泛出現，并在酚類抑制物中含量較高（Bioresource Technology, 2016, 199: 103-112）。另外，在預處理產生的酚類抑制物中，阿魏酸對釀酒酵母、畢赤酵母、假絲酵母、乳酸菌和大腸桿菌等模式微生物的生長和發酵性能產生強烈的抑制作用。盡管，釀酒酵母能夠通過苯基丙烯酸脫羧酶和阿魏酸脫羧酶對阿魏酸進行降解，但是當阿魏酸濃度超過0.25g/L（1.3mM）時，就會對其生長和乙醇發酵產生明顯的抑制作用，當阿魏酸濃度為1.56g/L（8.0mM）時導致酵母細胞生長完全停滯。過表達上述酶的編碼基因PAD1和FDC1雖然能夠提高酵母對阿魏酸的降解速率，但是對其生長和發酵的改善并不顯著（Applied Microbiology Biotechnology, 2001, 57:167-174）。

已有文獻報道通過長期適應性進化方法獲得耐受乙酸、糠醛和5-羥甲基糠醛的釀酒酵母菌株（Biotechnology for Biofuels, 2012, 5: 32; Biotechnology forBiofuels, 2016, 9: 173.）。但是，對酚酸類抑制物，特別是提高阿魏酸耐受性并沒有利用進化工程策略構建耐受性酵母菌株的相關研究報道。

有鑒于此，特提出本發明。

發明內容

本發明的目的是提供一種能夠耐受阿魏酸的釀酒酵母菌株，及其在耐受阿魏酸的發酵菌劑中的應用。以期進一步解決木質纖維素類生物質預處理后水解物中阿魏酸對釀酒酵母生長和發酵強烈抑制作用的問題。

為了實現上述目的，本發明提供的一種耐受阿魏酸的釀酒酵母菌株，所述菌株的分類命名為Saccharomyces cerevisiae PAT02，保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，保藏編號CGMCC No.18022。

本發明還提供上述的釀酒酵母菌株PAT02在制備阿魏酸耐受生物發酵菌劑中的應用。

上述應用中，所述菌劑對于阿魏酸的耐受上限濃度是2.20g/L。

本發明提供的釀酒酵母菌株，具有如下有益效果：