本发明专利技术公开了一株能耐受木质素毒性的酿酒酵母LTY-1（Saccharomyces cerevisiae LTY-1），已于2014年5月6日保藏于中国典型培养物保藏中心（简称CCTCC），其保藏编号为CCTCC NO：M2014184。当采用葡萄糖242g/L、蛋白胨10g/L、酵母浸粉61g/L、pH5.5的发酵培养基，在30℃、150rpm条件下发酵36h，酿酒酵母LTY-1的糖转化率为84.4%。当发酵培养基含有紫丁香醇、对羟基苯甲醛和香草醛等木质素成分，且各成分的浓度均为1.44g/L时，酿酒酵母LTY-1的糖转化率仅仅降低了7.0%。其降低程度远远小于原始酵母的18.5%。为改善木质纤维素水解液乙醇发酵效率提供了核心技术和材料。本发明专利技术技术可应用于木质纤维素为原料的生物乙醇生产，对促进生物乙醇生产的产业化发展、以及环境保护、粮食安全保障具有重要意义。
【技术实现步骤摘要】
一株木质素耐受性酿酒酵母菌及其在生物乙醇生产中的应用
本专利技术属于本专利技术涉及生物发酵
，具体涉及一株木质素耐受性酿酒酵母菌及其在生物乙醇生产中的应用。
技术介绍
秸秆、树木边材、牧草等木质纤维素材料是地球上储量最丰富且可持续再生的有机物资源，其年产约1500亿吨，所含的能量是全世界年消耗能量总和的10倍(刘刚,沈镭.中国生物质能源的定量评价及其地理分布[J].自然资源学报.2007,41(3):9～19)。以木质纤维素为原料的生物乙醇生产和利用被认为是解决能源、环境和粮食问题的有效途径之一。世界各国都在着力开发木质纤维素生物乙醇生产过程的共性关键技术和专用设备，以积极推进生物能源产业的发展。木质纤维素生物乙醇生产过程一般包括原料预处理、酶解、乙醇发酵和乙醇精制等主要步骤。预处理是为了破坏木质纤维素材料的结构,从而取得良好的纤维素水解效果(曾凡洲,蒋剑春,卫民,等.生物质水解发酵生产燃料乙醇的研究进展[J].生物质化学工程,2009,43(2):43-48)；酶解是指利用纤维素酶和半纤维素酶，将纤维素、半纤维素转化为可发酵性糖；乙醇发酵是指利用酿酒酵母，将酶解液中的可发酵性糖转化为乙醇。然而，在木质纤维素材料的预处理及酶解过程中，木质素会降解成小片段、以及阿魏酸、香草醛、紫丁香醇、对羟基苯基醛(醇)等成分。因为这些木质素成分对酿酒酵母具有毒性，所以木质纤维素水解液的乙醇发酵效率受到严重抑制(李文莉，缪冶炼，陈介余，花卫俊，邵慧丽.木质素降解物对酿酒酵母的毒性及作用机理，生物加工过程，2014；EzejiT,QureshiN,BlaschekHP.Butanolproductionfromagriculturalresidues:impactofdegradationproductsonClostridiumbeijerinckiigrowthandbutanolfermentation[J].BiotechnolBioeng,2007,97:1460-1469)。为了提高木质纤维素水解液的乙醇发酵效率，人们尝试了对木质纤维素水解液进行发酵前的脱毒处理。脱毒处理方法可以分为物理法、化学法和生物法。目前，物理法包括活性炭吸附(WangL,ChenHZ.Increasedfermentabilityofenzymaticallyhydrolyzedsteam-explodedcornstoverforbutanolproductionbyremovaloffermentationinhibitors[J].ProcessBiochemistry,2011,46:604-607)、离子交换吸附(LarssonS,ReimannA,L,etal.Comparisonofdifferentmethodsforthedetoxificationoflignocellulosichydrolysatesofspruce[J].ApplMicrobiolBiotechnol,1999b,77:91-103)、膜分离(黄洲，缪冶炼，陈介余，李文莉.溶液中木质素和葡萄糖的超滤分离，生物加工过程,2014,12(2):56-62)；化学法利用NH4OH、NaOH、Ca(OH)2和木质素降解物的反应(QureshiN,SahaBC,HectorRE,etal.Productionofbutanol(abiofuel)fromagriculturalresidues:PartII-Useofcornstoverandswitchgrasshydrolysates[J].BiomassBioenergy,2010,34:566-571)；生物法利用漆酶、过氧化物酶催化木质素降解物的聚合反应(薛珺,蒲欢,孙春宝.纤维素稀酸水解产物中发酵抑制物的去除方法[J].纤维素科学与技术,2004,12(3):48-52；ChoDH,LeeYJ,UmY,etal.DetoxificationofmodelphenoliccompoundsinlignocellulosichydrolysateswithperoxidaseforbutanolproductionfromClostridiumbeijerinckii[J].ApplMicrobiolBiotechnol,2009,83:1035-1043)。但是，这些方法存在处理成本高、毒性成分去除率低、糖损失大等问题，因而其产业化应用程度不高。
技术实现思路
本专利技术的第一目的是提供一株同时具有较强的木质素耐受能力和乙醇发酵能力的酿酒酵母菌LTY-1(SaccharomycescerevisiaeLTY-1)。本专利技术以酿酒酵母(Saccharomycescerevisiae)CGMCC2.1429为原始菌，利用紫外诱变结合定向驯化、筛选的方法获得酿酒酵母菌株LTY-1。为实现该目的，本专利技术采用的技术方案如下：一株耐受木质素的酿酒酵母菌，其特征在于，其分类命名为酿酒酵母LTY-1(SaccharomycescerevisiaeLTY-1)，已于2014年5月6日保藏于中国典型培养物保藏中心CCTCC，地址：中国.武汉.武汉大学，其保藏编号为CCTCCNO：M2014184。本专利技术的第二目的是提供上述权利要求1所述的酿酒酵母菌株LTY-1在生产乙醇中的应用。该应用的具体技术方案如下：(1)种子培养：将酿酒酵母菌LTY-1在种子培养基、30℃、180rpm条件下培养至对数中期，作为种子液；(2)乙醇发酵：将种子液按10％的接种量接入装有50mL发酵培养基的250mL三角瓶中，在摇床上进行乙醇发酵。进一步的，所述步骤(2)中初始糖浓度220-260g/L，发酵时间36-40h，发酵温度30-33℃，摇床转速150-175rpm。进一步的，所述步骤(2)中初始糖浓度为242g/L、发酵时间36h、发酵温度30℃、摇床转速150rpm。进一步的，所述步骤(2)中，发酵培养基还含有木质素或木质素成分。进一步的，所述的木质素在发酵培养基中的浓度为4.3g/L。进一步的，所述木质素成分包括紫丁香醇、对羟基苯甲醛、香草醛中的一种或多种。进一步的，所述的紫丁香醇、对羟基苯甲醛、香草醛在发酵培养基中的浓度各为1.44g/L。本专利技术的有益效果：本专利技术的酿酒酵母LTY-1有较强的木质素耐受能力和乙醇发酵能力，当采用葡萄糖242g/L、蛋白胨10g/L、酵母浸粉61g/L、pH5.5的发酵培养基，在30℃、150rpm条件下发酵36h，酿酒酵母LTY-1的糖转化率更是高达84.4％。当发酵培养基含有紫丁香醇、对羟基苯甲醛和香草醛等木质素成分，且各成分的浓度均为1.44g/L时，酿酒酵母LTY-1的糖转化率仅仅降低了7.0％，糖向乙醇的转化率仍有77.4％。其降低程度远远小于原始酵母的18.5％，具有较强的木质素耐受性。为改善木质纤维素水解液乙醇发酵效率提供了核心技术和材料。本专利技术技术可应用于木质纤维素为原料的生物乙醇生产，对促进生物乙醇生产的产业化发展、以及环境保护、粮食安全保障具有重要意义。附图说明以下结合附图说明本专利技术的特征和有益效果。图1：表示紫外诱变中的细胞存活率曲线。图2：突变株MS-W驯化过程中的菌液本文档来自技高网...
【技术保护点】
一株耐受木质素的酿酒酵母菌，其特征在于，其分类命名为酿酒酵母LTY‑1（Saccharomyces cerevisiae LTY‑1），已于2014年5月6日保藏于中国典型培养物保藏中心，地址：中国．武汉 ．武汉大学，其保藏编号为CCTCC NO：M 2014184。
【技术特征摘要】
1.一株耐受木质素的酿酒酵母菌，其特征在于，其分类命名为酿酒酵母（Saccharomycescerevisiae）LTY-1，已于2014年5月6日保藏于中国典型培养物保藏中心，地址：中国．武汉．武汉大学，其保藏编号为CCTCCNO：M2014184。2.如上述权利要求1所述的酿酒酵母LTY-1在生产乙醇中的应用。3.根据权利要求2所述酿酒酵母LTY-1在生产乙醇中的应用，其特征在于，包括如下步骤：(1)种子培养：将酿酒酵母菌LTY-1在种子培养基、30℃、180rpm条件下培养至对数中期，作为种子液；(2)乙醇发酵：将种子液按10%的接种量接入装有50mL发酵培养基的250mL三角瓶中，在摇床上进行乙醇发酵。4.根据权利要求3所述的酿酒酵母LTY-1在生产乙醇中的应用，其特征在于，所述步骤(2)中发酵初始糖...
【专利技术属性】
技术研发人员：缪冶炼，尤业兵，季萌，陈君，李文莉，许琳，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。