[发明专利]一株耐高温酿酒酵母菌及其应用

说明书

技术领域

本发明属于生物发酵技术领域，具体的说涉及一株耐高温酿酒酵母菌及其发酵秸秆生产乙醇的应用方法。

背景技术

酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)不仅可以用来酿造各种酒类，也被广泛应用于医药、化工、食品、农业及国防等工业用乙醇生产。特别是随着化石液体燃料石油的日益枯竭，燃料乙醇越来越受到世界各国的重视。燃料乙醇是清洁的高辛烷值燃料，可由再生能源生产。例如，最基本的是利用农作物如谷物等生产酒精；也可以利用木质纤维素来制备乙醇。

传统酿酒酵母的乙醇发酵温度为28～33℃，一般不超过36℃。这一限制因素增加了乙醇的生产成本。由于淀粉的糖化或纤维素的酶解步骤需要在较高的温度(40～60℃)进行，所以通常在乙醇发酵过程中淀粉的糖化或纤维素的酶解与乙醇发酵不能在同一个反应器中同时进行，传统的乙醇发酵工业是采用先在40-60℃的温度条件下糖化，再把温度降到28～33℃接种酵母菌进行乙醇发酵。这势必要延长乙醇发酵时间，浪费一部分热能，增加乙醇生产的成本。

使用耐热酵母不仅有利于降低生产水耗、电耗，缩短生产周期，而且可以改变传统的先糖化后发酵的工艺过程，采取原料不经预先糖化，直接进入发酵，糖化和发酵在一个反应器中同时进行的生产工艺(即同步糖化发酵工艺，SSF)。SSF过程使发酵液中可发酵性糖的含量始终保持在较低水平，发酵过程比较平稳。SSF过程既免去了糖化工序，又削减了水解产物对糖化酶的反馈抑制，也降低了高浓度糖底物对酵母菌的抑制作用，因而使得乙醇产率较高(刘振，王金鹏，张立峰，等.木薯干原料同步糖化发酵生产乙醇.过程工程学报，2005，5(3)：353-356)。已经有报道，啤酒酵母突变体能够耐受的最高温度为33-35℃(Morimura S，Ling Z L&Kida K.Ethanol production by repeated-batch fermentation at high temperature in a molasses medium containing a high concentration of total sugar by a thermotolerant flocculatation yeast with improved salt-tolerance.J Ferment Bioeng.1997，(83)：271-274)。刘畅等筛选到一株耐高温酵母菌B-2，其最适发酵温度为37℃(刘畅，王涛，石翠芳.耐高温酵母菌的筛选及特性研究.酿酒.34(2)：52-54)。

虽然已经筛选出很多耐高温酵母菌，他们的应用给企业带来了较大的经济效益，但是这些耐高温菌最适产乙醇的温度还不够高，用于SSF过程明显降低了糖化的速率，特别是在木质纤维素SSF工艺制备燃料乙醇过程中，降低糖化温度会大大增加纤维素酶的成本，因此筛选耐受温度更高的酿酒酵母意义重大。

随着我国燃料乙醇的逐步普及，2007年9月，国家发改委出台《关于促进玉米深加工业健康发展的指导意见》，要求不再建设新的以玉米为主要原料的燃料乙醇项目，并大力鼓励发展以非粮作物为原料开发燃料乙醇。为了能够进一步降低燃料乙醇，特别是纤维乙醇的生产成本，迫切需要一株能够耐受更高温度和乙醇产率的乙醇发酵菌株用于燃料乙醇SSF工艺过程。

发明内容

本发明的目的在于克服传统乙醇发酵菌株的缺点，提供一株从米酒酒曲中筛选出来的，最高能够耐受36～44℃生产乙醇，乙醇产率高，可发酵糖范围广的耐高温酿酒酵母菌株，以及该菌株在燃料乙醇生产中的应用。

本发明提供的酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae FE-B是从米酒酒曲中筛选出来的，已于2008年11月10日保藏于“中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心”(简称CGMCC)，其保藏号为CGMCC NO.2735。

本发明的酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae FE-B的主要形态特征如下：麦芽汁液体培养基中培养，25℃培养3d后，细胞呈球形、卵形至椭圆形，大小为(3.6～7.2)×(6.0～7.6)微米，有沉淀形成。麦芽汁琼脂斜面上培养，25℃培养一个月，菌落奶酪状，乳白包，表面平滑，反光，边缘整。玉米粉琼脂Dalmau平板培养物假菌丝产生。

本发明的酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae FE-B的理化实验结果见表1(“+”代表可，“-”代表否)。

表1酿酒酵母FE-B的理化实验结果