[发明专利]一株生产乙醇的耐高温酵母菌及其应用

说明书

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及到一株生产乙醇的耐高温酵母菌，酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)TIB-S.C Y01CGMCC No5679和利用该菌发酵生产乙醇的方法。 

背景技术

能源是国民经济发展的动力。随着石油资源的大量消耗和价格的节节攀升，能源问题已经成为制约我国经济持续稳定发展的重要因素，寻找清洁、廉价、可再生的替代能源成为未来能源战略的关键。燃料乙醇作为一种洁净和可再生的零碳交通燃料，是目前最可行、使用量最大的生物运输燃料，更是减少化石燃油消耗和温室气体排放最经济的方法之一。 

燃料乙醇是由生物资源经过一系列的物理、生物、化学变化过程而获得，是一种洁净、可再生、生产过程不净排放碳的交通燃料，是目前使用量最大的生物运输燃料。乙醇燃料的使用可以有效地减少化石燃料的消耗和温室气体的排放。与传统的玉米淀粉发酵生产乙醇不同的是，纤维素燃料乙醇技术通过对农业废弃物(如秸秆、干草等木质纤维素原料)进行酶解，获得可发酵的糖类，然后发酵生产乙醇。利用木质纤维素为原料生产燃料乙醇，不需要消耗粮食资源，也不占用耕地，原料来源非常广泛，价格低廉，是一项环境友好的、可持续发展的技术，是从化石经济转向生物经济的核心技术支撑之一。 

木质纤维素原料中含有大量纤维素，经过纤维素酶酶解可以将纤维素降解成葡萄糖，而酿酒酵母能够高效的转化葡萄糖生产乙醇。但是纤维素酶的最适酶活是在50-55℃，需要大量的冷却水将酶解糖液降温，以适应目前主要使用的酿酒酵母的发酵温度。因此如果有能适应较高温度的酿酒酵母，那么有可以提高发酵温度，从而减少冷却水的使用，降低能耗。另外高温发酵生产乙醇可以降低染菌 几率，有利于乙醇的分离。因此开发高性能的耐高温菌株来生产乙醇是燃料乙醇技术进步的重要环节。 

发明内容

本发明的目的是提供一株能够耐受高温、生产乙醇的酵母菌和发酵法生产乙醇的方法及应用。 

本发明所提供的耐高温生产乙醇酵母菌为酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)TIB-S.C Y01已于2011年12月30日藏保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)，保藏号为CGMCC No5679，保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号。 

目前利用酵母菌进行乙醇发酵生产都是30℃左右的温度下进行，但是由于纤维素酶降解纤维素产生葡萄糖的最适温度为50℃，因此在工业生产过程中需要消耗大量的冷却水来降低温度，以维持30℃左右的发酵过程。初步计算表明在30℃乙醇发酵生产，每生产1吨乙醇将消耗120-130吨的冷却水，如果提高发酵温度到40℃以上，则冷却水的用量可降低到40吨以下。所以提高乙醇的发酵生产温度可以大幅度降低冷却水用量，减少能量消耗，从而降低乙醇生产成本。要实现40℃左右较高温的乙醇发酵生产，就必须有合适的耐高温生产菌株。因此提高酵母菌对温度的耐受性，使其能在高温环境下生长良好且乙醇的生产水平不会降低对工业生产的意义十分重大。 

为了改善菌株工业适应性，我们从工业酿酒酵母Ethanol Red E491出发，利用适应进化(adaptive evolution)的方法对菌株进行高温环境的适应性驯化，得到一株能够在40℃生长良好，且不影响乙醇积累水平的生产乙醇的酵母菌TIB-S.C Y01CGMCC No5679。本发明的目的是提高了菌株发酵条件的温度，使其能够在高温环境下适应生长的同时不影响发酵时乙醇的积累量，该菌株可以在乙醇的工业生产中进行应用。 

具体实施 

以下为列举的实施例，以便于更好地理解本发明。 

实施例1 耐温酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)TIB-S.C Y01CGMCC  No5679的获得。 

工业酿酒酵母Ethanol Red E491接种于适应进化培养基，该培养基pH为5.5，含有下述质量百分比的组分：葡萄糖10％，牛肉膏1％，蛋白胨2％。在含有10mL培养基的50ml摇瓶中于37℃、200r/min的培养24小时后，然后以0.5个OD600值接种于新鲜的相同培养基中，以相同的方法传代培养。以此类推，使菌株适应37℃的环境生长稳定后，用相同的培养基和培养条件逐渐提高生长温度，进行适应性驯化直到温度达到40℃，使其仍能够稳定生长，且增长量与出发菌株在30℃生长量基本相同，从而得到耐温酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)TIB-S.C Y01CGMCC No5679。