[发明专利]一种耐受阿魏酸的酿酒酵母菌株及其应用

说明书

本发明公开了一种耐受阿魏酸的酿酒酵母菌株，所述酿酒酵母菌株是酿酒酵母经阿魏酸抑制物培养基适应性进化后，得到的对阿魏酸耐受性明显提高的菌株，分类命名为Saccharomyces cerevisiae PAT02，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CGMCC No.18022。所述酿酒酵母菌株能够耐受阿魏酸，在应用于含有阿魏酸的发酵体系时，生长性能和阿魏酸降解速率均高于原始菌株。

技术领域

本发明属于在生物技术的领域，具体涉及一种耐受阿魏酸的酿酒酵母菌株及其在阿魏酸耐受发酵菌剂中的应用。

背景技术

木质纤维素类生物质因其资源丰富、环境友好和可再生等特点，已经成为目前最具发展潜力的化石资源替代品之一。生物质资源的转化和利用对国家的能源安全和发展有着重大意义。木质纤维素在酶解转化为微生物可发酵的糖类物质前需要进行高温高压和酸碱作用的预处理破坏其复杂致密的结构。但预处理同时会产生对微生物有抑制作用的副产物，包括：酚类、呋喃类和有机弱酸。其中，酚类与其他两类抑制物相比，具有毒性强、抑制物种类多、常规方法（水洗法，生物降解法）难去除等特点，已成为影响微生物利用木质纤维素生物质生产燃料和大宗化学品的重要问题之一。

阿魏酸是一种广泛存在于各种植物细胞壁中的酚类化合物，其作为木质素的主要成分与半纤维素中阿拉伯木聚糖侧链形成共价键相连。在不同种类的木质纤维素生物质（玉米秸秆、甘蔗渣、玉米芯、云杉、杨木和松木）经不同预处理方式（稀酸、稀碱、碱性过氧化氢和水热处理等）所得的水解物中，阿魏酸广泛出现，并在酚类抑制物中含量较高（Bioresource Technology, 2016, 199: 103-112）。另外，在预处理产生的酚类抑制物中，阿魏酸对酿酒酵母、毕赤酵母、假丝酵母、乳酸菌和大肠杆菌等模式微生物的生长和发酵性能产生强烈的抑制作用。尽管，酿酒酵母能够通过苯基丙烯酸脱羧酶和阿魏酸脱羧酶对阿魏酸进行降解，但是当阿魏酸浓度超过0.25g/L（1.3mM）时，就会对其生长和乙醇发酵产生明显的抑制作用，当阿魏酸浓度为1.56g/L（8.0mM）时导致酵母细胞生长完全停滞。过表达上述酶的编码基因PAD1和FDC1虽然能够提高酵母对阿魏酸的降解速率，但是对其生长和发酵的改善并不显著（Applied Microbiology Biotechnology, 2001, 57:167-174）。

已有文献报道通过长期适应性进化方法获得耐受乙酸、糠醛和5-羟甲基糠醛的酿酒酵母菌株（Biotechnology for Biofuels, 2012, 5: 32; Biotechnology forBiofuels, 2016, 9: 173.）。但是，对酚酸类抑制物，特别是提高阿魏酸耐受性并没有利用进化工程策略构建耐受性酵母菌株的相关研究报道。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够耐受阿魏酸的酿酒酵母菌株，及其在耐受阿魏酸的发酵菌剂中的应用。以期进一步解决木质纤维素类生物质预处理后水解物中阿魏酸对酿酒酵母生长和发酵强烈抑制作用的问题。

为了实现上述目的，本发明提供的一种耐受阿魏酸的酿酒酵母菌株，所述菌株的分类命名为Saccharomyces cerevisiae PAT02，保藏于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CGMCC No.18022。

本发明还提供上述的酿酒酵母菌株PAT02在制备阿魏酸耐受生物发酵菌剂中的应用。

上述应用中，所述菌剂对于阿魏酸的耐受上限浓度是2.20g/L。

本发明提供的酿酒酵母菌株，具有如下有益效果：