[发明专利]一种新的稳定的液态酵母制剂、它的制备方法和用途

说明书

                    相关申请

本申请要求2005年6月24日递交的序列号为60/694,098的美国临时专利申请的优先权，该申请的全部内容引入本文作为参考。

                    发明领域

本发明涉及一种新的稳定的液态酵母制剂，其包含多羟基化合物和树胶，所述的多羟基化合物优选为甘油，所述的树胶包括角豆树胶、瓜儿胶、黄蓍胶、阿拉伯树胶或黄原酸胶，优选黄原酸胶。本发明还涉及一种制备所述制剂的方法以及所述制剂的用途。

                    发明背景

最近几年，燃料乙醇已经普遍得到大量的生产。现在，仅在美国就有超过80家这种工厂在运转。这种热情受到替代MTBE的需要和更少地依赖他国能源的期望所驱动。普通的乙醇生产工厂使用酵母(通常是酵母菌属)生产每年平均5千万加仑的纯乙醇。这些乙醇大部分，而不是唯一地是从超过2百万升的大发酵罐内的水解玉米淀粉生产而来的。

酵母生长的基础碳源和能源是糖。由于酵母不包含将淀粉水解为可发酵糖的合适的酶，所以未改性的淀粉不能被使用。甜菜和甘蔗糖蜜通常用作发酵中的原料，因为糖蜜中存在的糖是一种容易发酵的蔗糖、果糖和葡萄糖的混合物。除了糖，酵母也需要某些用于生长的矿物质、维生素和盐。它们中的一些可以在瞬时灭菌之前加入到甜菜和甘蔗糖蜜的混合物中，然而其它的矿物质、维生素和盐被单独加入到发酵物中。供选择地，可以使用一种单独的营养物给料罐来混合并递送一些必需的维生素和矿物质。以氨的形式供给所需要的氮并且以磷酸的形式供给所需要的磷酸盐。每种这些营养物被单独地供给发酵物从而更好地控制发酵过程的pH值。灭菌的糖蜜通常是指麦芽浆或麦芽汁，将它们储存在一个单独的不锈钢罐内，储存在该罐内的麦芽浆然后用于向适当的发酵容器供给糖和其它营养物。

在大量的工业乙醇生产中，由于玉米淀粉的低成本和可利用性，它是可选择的底物。在使用玉米淀粉时，通常在共糖化(co-saccharification)发酵步骤(在葡糖淀粉酶存在下)之前，进行第一部分水解步骤(使用α-淀粉酶)，在共糖化发酵步骤之后接着进行蒸馏。

使用一种酵母制剂接种各种发酵罐，包括所谓的增殖罐，这通常在共糖化发酵阶段发生。所述的共糖化发酵确保了在以前部分水解步骤中产生的糊精受控和渐进地水解。该同时的水解和发酵作用提供了糖的缓慢释放并且确保了所述的酵母不暴露于一个确却的非常大的渗透压下，如果所有的糊精在发酵开始和酵母接种前已经水解，该渗透压将存在。

用于工业发酵中的酵母生产自身是一种多级过程。在许多情况下，工业生产要求以保证最终酵母产品的纯度和活力的方式进行大量地包装、储藏和运输所述的酵母。

例如，面包酵母(Baker’s yeast)生产常常以适合的酵母菌株的纯培养试管或冷冻瓶开始。这种酵母用作预纯培养罐的接种体，预纯培养罐是种子在严格的无菌条件下在培养基内生长的一种小压力容器。在生长之后，该容器的内容物被转移到一个大的纯培养发酵罐中，其中，再次在无菌条件下通过通气进行增殖。按照固定化分批发酵(set-batchfermentations)进行这些早期步骤。在固定化分批发酵中，全部生长培养基和营养物在接种之前被引入罐中。

成熟的细胞从纯的培养容器转移到一系列渐大的种子和半种子的发酵罐中。按照补料分批发酵(fed-batch fermentations)进行以后的阶段。在补料分批发酵中，糖蜜、磷酸、氨和矿物质以受控的速率供给到所述的酵母。设计该速率以供给恰好足够的糖和营养物于所述的酵母中从而使增殖最大化并防止醇的生成。另外，这些补料分批发酵不完全无菌。使用压力罐以确保这些发酵罐内需要的大量空气无菌或者在通过多个管道、泵和离心机的所有转移过程中实现无菌条件是不经济的。进行大范围的设备清洁、管道和罐汽蒸以及空气过滤以确保尽可能的无菌条件。

在半种子发酵结束时，容器的内容物被泵入一系列分离器内，该分离器将从废糖蜜中分离出酵母。所述的酵母然后用冷水洗涤并且被泵入到半种子酵母的储存罐，储存罐内的酵母乳膏保持在大约34华氏度直到它被用于向工业发酵罐接种。这些工业发酵罐是发酵过程的最后步骤，并且常常称为最终或商业发酵(trade fermentation)。