[发明专利]一株酿酒酵母及应用

说明书

本发明属于微生物领域，本发明涉及一株酿酒酵母及应用，尤其是一株既具有高效糖化酶功能又具有良好发酵性能酿酒酵母及其用于生产生物乙醇的应用。本发明所述保藏编号为CGMCC No.13506的酿酒酵母具有糖化酶活性和良好的发酵性能，且表现出多种淀粉水解相关的酶酶活，在生物乙醇发酵工业中，实现淀粉糖化与酿酒酵母生长和乙醇发酵耦合，可有效替代30～50％外源糖化酶的添加，简化发酵工艺，降低乙醇生产成本，满足乙醇的大规模工业化生产。

技术领域

本发明属于微生物领域，本发明涉及一株酿酒酵母及应用，尤其是一株既具有高效糖化酶功能又具有良好发酵性能酿酒酵母及其用于生产生物乙醇的应用。

背景技术

由于对石油的过度依赖，能源危机和环境污染已成为制约各国经济发展，影响人类健康的主要因素，开发新能源已成为一项迫切的任务。生物乙醇是一种绿色的可再生能源，主要由纤维素质与淀粉质发酵获得，具有巨大生产潜能，成为了目前世界能源研究开发的热点。

在生物乙醇生产工业上主要以富含淀粉的小麦和玉米为原料，也因其来源广泛、成本低廉，是一种很有潜力的生物资源，而酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)是乙醇发酵工业的重要微生物，但它不能直接利用淀粉生产乙醇，因此工业发酵一直利用糖化酶来分解利用淀粉。目前工业酒精生产中广泛应用的糖化酶主要来源黑曲霉(Aspergillusniger)、泡盛曲霉(Aspergillus awamori)、得氏根霉(Rhizopusniveus)和臭曲霉(Aspergillus foetides)等。利用淀粉来生产乙醇的方法有：在同一发酵液中共同养殖能水解淀粉和能发酵酒精的两种或以上微生物，以满足在发酵液中即能及时水解淀粉又能发酵生产酒精；或使用含淀粉酶类菌株先对淀粉水解后再利用酵母菌发醇生产酒精；再或先用葡萄糖淀粉酶水解发酵液中淀粉，再进行酵母的酒精发酵。上述三种方式在工业酒精发酵中均有应用。但是上述三种方式都很难使工业酒精发酵条件优化。共同培养糖化菌和发酵菌中大部分淀粉会被用于菌体自身生长繁殖，从而降低酒精产率。若先利用微生物或酶制剂糖化淀粉则增加了生产的成本。如若能获得一株既能产糖化酶又具有良好发酵性能的酿酒酵母应用于乙醇发酵工业，不仅能减少糖化酶的使用量或完全删除糖化工艺(糖化与发酵合二为一)，又能降低能耗，简化工艺节约生产成本，提高原料利用率。

根据酿酒酵母基因组公布数据可见酿酒酵母具有内源的a-淀粉酶、a-葡萄糖酶及糖化酶等一系列与淀粉水解相关的酶系，然而在发酵工业中酿酒酵母却没有表现出相关酶活，认为淀粉水解相关的酶系在长期酿酒酵母自然选育过程中出现了基因沉默或其表达受到多种抑制因子的调控。通过诱变和选择压力驯化相结合的方法激活酿酒酵母体内糖化酶的活性恢复其糖化功能，是一种绿色可行且使酿酒酵母可长期获得遗传性状稳定的糖化酶功能，可切实为目前的生物乙醇产业选育一株既具有高效糖化酶功能又具有良好发酵性能的酿酒酵母。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于针对现有技术的缺陷，提供一株既有糖化酶功能又有良好发酵性能的酿酒酵母以解决以淀粉为原料的生物乙醇产业的先糖化后发酵以及额外添加糖化酶的复杂工艺及高成本的问题。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供了一株酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)，保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC No.13506，保藏日期为2016年12月27日。

本发明同时提供了保藏编号为CGMCC No.13506的酿酒酵母在生产乙醇中的应用。

本发明还提供了一种乙醇的生产方法，其特征在于，将保藏编号为CGMCCNo.13506的酿酒酵母接种于种子培养基进行扩繁，然后将扩繁后的培养物接种发酵培养基发酵，发酵期间添加蛋白酶和青霉素。

作为优选，所述蛋白酶添加量为0.14Kg/T～0.20Kg/T干基，所述青霉素添加量为5.0ppm～10.0ppm.