[发明专利]一种酿酒酵母菌株及其选育方法以及该菌在酒精生产上的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一株能快速生长且适于高温浓醪发酵生产酒精的酿酒酵母菌株及其选育方法，以及利用该菌高温浓醪发酵淀粉生产燃料乙醇的方法，属工业微生物发酵工程技术领域。

背景技术

世界石油资源日趋枯竭，大力发展、使用燃料酒精，是国家一项新能源战略。木薯燃料酒精的研究和成功产业化，具有很大的战略意义和社会效益。目前木薯原料生产燃料乙醇大部分采用间歇式稀醪发酵，存在技术水平低，发酵效率低，能耗大，环境负荷大及经济性有待进一步提高等问题。美国企业浓醪发酵酒精浓度普遍可达15％(v/v)以上，而国内浓醪发酵酒精浓度仅为11％-12％(v/v)。经实际测算，每提高1％的发酵醪酒分(玉米为原料)，吨酒精收益约为30-40元，酒精生产企业中酒精含量每提高1％，能耗下降3％，整体经济效益提高3％。作为能源使用的燃料乙醇寻求环保、低成本的酒精发酵技术，浓醪发酵技术是发展发酵燃料乙醇工业的有效途径之一。浓醪发酵可以提高设备利用率，可节能省水，缩短发酵周期。目前，制约木薯原料浓醪发酵的主要瓶颈是发酵菌种和酶制剂。在浓醪发酵中，由于可发酵性糖含量高，普通酿酒酵母菌在浓醪液中生长繁殖和发酵受到抑制，且对温度敏感，高温耐受范围小，发酵最适温度通常为28～33℃，一般不超过36℃，而糖化酶的最适温度为60℃。若提高发酵温度，酶活力上升，单位时间内可发酵性糖的转化率提高，发酵周期会有所缩短，同时发酵温度的提高可减少冷却水的用量。在酒精生产过程中，酒精含量对酵母菌的生长影响很大，普通酵母在乙醇浓度达11％左右时，发酵完全受到抑制，所以在浓醪发酵时，有必要选用酒精耐性高的酵母菌。综上所述，耐高温、耐酒精和耐高糖的酵母菌，可以更好地适合浓醪酒精发酵的要求，能够为酒精发酵工业带来显著的经济效益。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，目的在于提供一种能快速生长且适于高温浓醪发酵生产酒精的酿酒酵母菌株及其选育方法，以及利用该菌高温浓醪发酵淀粉生产燃料乙醇的方法。

本发明技术方案如下：

一种能快速生长高温浓醪发酵生产酒精的酿酒酵母菌，经中国科学院微生物研究所鉴定，其分类学名为酿酒酵母菌(Saccharomyces cerevisiae)，菌株号为Y09tj，已于2009年11月24日保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，简称CGMCC，保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所，保藏编号为CGMCCNO.3476。

所述酿酒酵母菌CGMCC NO.3476可在麦芽汁和含葡萄糖或麦芽糖或棉子糖的YPD培养基上生长，YPD培养基成分含蛋白胨20g/L、酵母粉5g/L和糖20g/L，乳白色，表面平滑，边缘整齐，适宜生长温度为28℃-40℃，最适生长温度37℃，葡萄糖最高耐受浓度为62％(w/v)，且生长快速，且有很好的抗乙醇毒性，适于浓醪发酵生产酒精。

所述酿酒酵母菌CGMCC NO.3476的选育方法，其特征是从常见的农家自酿甜酒中分离并经紫外诱变筛选得到，方法如下：

(1)培养基

YPD液体培养基：葡萄糖20g，蛋白胨20g，酵母粉10g，自来水定容至1000ml；

YPD固体培养基：葡萄糖20g，蛋白胨20g，酵母粉10g，琼脂15g，自来水定容至1000ml；

种子培养基：同前述YPD液体培养基；

上述培养基经高温121℃灭菌20min；

发酵培养基：30％-40％的淀粉，加自来水定容至100ml，加入量为11u/g淀粉的耐高温α-淀粉酶，在震荡水浴锅95℃液化2h，冷却至61℃，加入量为57u/g淀粉的糖化酶，在61℃水浴锅糖化45min，再添加尿素0.1g；

(2)出发菌株分离筛选

菌种初筛：取5g甜酒样品加入装有100ml无菌生理盐水的小三角瓶中，置37℃摇床振荡培养2h，静置5min，取上清液做浓度梯度稀释至10^-6倍，取200μl稀释液涂布于YPD平板，37℃倒置培养2d，挑取较大的酵母单菌落转接于10ml含10％葡萄糖的YPD液体培养基，置37℃，160r/min摇床培养，观察产泡沫的速度和量，闻发酵液中酒精浓度，初步筛选产酒精快而多的菌株，经YPD平板分离划线法得到纯种，取一环活化好的菌种接于5ml液体YPD培养基，37℃，160r/min摇床培养16h得初筛菌种种子液；