[发明专利]一株耐高温的生产纤维素乙醇的酿酒酵母菌株及其发酵应用

说明书

本发明属于微生物应用技术领域，公开了一株耐受高温的生产纤维素乙醇的酿酒酵母及其发酵应用。其分类命名为酿酒酵母Z100(Saccharomyces cerevisiae Z100)，保藏编号为CGMCCNo 17734，保藏日期为2019年05月08号，保藏地址为中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)。酿酒酵母Z100可以在50℃高温条件下进行生长以及纤维素乙醇发酵，发酵乙醇浓度接近玉米淀粉发酵指标。利用该菌株进行纤维素乙醇发酵，不仅可以提高发酵效率、降低冷却成本，而且可以实现同步糖化共发酵中发酵温度与糖化温度的匹配，进一步缩短发酵周期，具有良好的工业化应用价值。

技术领域

本发明属于微生物应用技术领域，具体涉及一株耐高温的生产纤维素乙醇的酿酒酵母菌株及其发酵应用。

背景技术

木质纤维素生物质具有价格低廉、来源广泛等优点，利用木质纤维素替代玉米淀粉等粮食作物用于生产燃料乙醇具有巨大优势。

木质纤维素生物质中的纤维素需要通过纤维素酶酶解糖化从而释放可发酵性糖，用于纤维素乙醇的生产。纤维素物料酶解糖化的最适温度为50℃，常规乙醇生产菌株的发酵温度仅为30℃。利用木质纤维素生产乙醇通常是采用同步糖化共发酵的方式，而发酵菌株较低的温度耐受性使得该操作只能在菌株能够耐受的较低温度下进行。较低温度下进行的同步糖化与发酵操作，不仅大幅度降低了纤维素酶的酶活和纤维素酶解效率，而且加大了工业乙醇生产过程中的冷却成本和发酵周期。另外，工业生产中的乙醇发酵罐发酵体积巨大(可达数千立方米)，发酵产生的热量经常不能及时释放，发酵罐内易出现局部过热的问题(局部温度高达50℃)，会造成大量菌体的死亡，从而降低了发酵过程中的乙醇生产速率，增加了生产成本。因此，获得一株可以耐受高温的纤维素乙醇发酵菌株，不仅可以提高发酵效率、降低冷却成本，而且可以实现同步糖化共发酵中发酵温度与糖化温度的匹配，进一步缩短发酵周期。

发明内容

本发明的目的在于提供一株耐高温的生产纤维素乙醇的酿酒酵母菌株及其发酵应用。

本发明技术方案：

本发明提供一株耐高温的生产纤维素乙醇的酿酒酵母菌株Saccharomycescerevisiae Z100，CGMCC No.17734；该酿酒酵母菌株的保藏单位是中国微生物菌种保藏委员会普通微生物中心(CGMCC)；保藏日期为2019年5月8日，由华东理工大学生物反应器工程国家重点实验室培养制得。

本发明还提供一种所述耐高温的生产纤维素乙醇的酿酒酵母菌株在纤维素乙醇生产上的应用。

本发明还提供一种所述耐高温的生产纤维素乙醇的酿酒酵母菌株的发酵应用方法，包括以下步骤：

(1)所述菌株的培养基包括碳源、氮源，pH 3.5-6.5；

(2)所述菌株的发酵温度为30-50℃；

(3)所述菌株在木质纤维素水解液中经过扩大培养后以1％-20％的接种量接入到发酵罐中进行50℃条件下的乙醇发酵。

进一步，在所述的步骤(1)中，碳源为固含量为5％-35％(干固)玉米秸秆、麦秆、水稻秸秆等木质纤维素生物质酶促水解后的生物质水解液。

更进一步，所述生物质水解液含有以质量百分比计0.5％-12％葡萄糖、0.2％-6％木糖以及0.02％-1％阿拉伯糖等多种单糖。

进一步，在所述的步骤(1)中，氮源为0.5％-3％(质量百分比)的玉米浆或者玉米干酒糟(DDGS)。