一株酿酒酵母及应用制造技术

本发明专利技术属于微生物领域，本发明专利技术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。本发明专利技术所述保藏编号为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。

A Saccharomyces cerevisiae and its application

The invention belongs to the field of microorganisms, and relates to a Saccharomyces cerevisiae and its application, in particular to a Saccharomyces cerevisiae with high glucoamylase function and good fermentation performance and its application in the production of bioethanol. The Saccharomyces cerevisiae stored in CGMCC No.13506 has glucoamylase activity and good fermentation performance, and exhibits various enzymatic activities related to starch hydrolysis. In the bioethanol fermentation industry, the starch saccharification is coupled with the growth of Saccharomyces cerevisiae and ethanol fermentation, which can effectively replace the addition of 30-50% exogenous glucoamylase, simplify the fermentation process and reduce the production of ethanol. This meets the large-scale industrialized production of ethanol.

【技术实现步骤摘要】
一株酿酒酵母及应用
本专利技术属于微生物领域，本专利技术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。
技术介绍
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(Saccharomycescerevisiae)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(Aspergillusawamori)、得氏根霉(Rhizopusniveus)和臭曲霉(Aspergillusfoetides)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。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术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。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术提供了一株酿酒酵母，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CGMCCNo.13506。本专利技术同时提供了保藏编号为CGMCCNo.13506的酿酒酵母在生产乙醇中的应用。本专利技术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.作为优选，所述发酵温度前6h控温30℃-32.5℃，6h后控温＜35℃。作为优选，所述发酵时间为72小时。作为优选，按扩繁后的培养物酿酒酵母浓度为0.125亿/ml计算，所述扩繁后的培养物接种量为16v/v％。作为优选，所述种子培养基由2％葡萄糖、2％蛋白胨、1％酵母粉组成，pH值为7.0-7.2。作为优选，所述发酵培养基由烘干后玉米经浸润、脱胚提油和混合粉碎后加入工艺水和淀粉酶调浆拌料后的液化醪，其干基含量为25％。由以上技术方案可知，本专利技术所述保藏编号为CGMCCNo.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。生物保藏信息说明菌株COTY：分类命名：酿酒酵母，Saccharomycescerevisiae于2016年12月27日保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所，保藏编号为CGMCCNo.13506。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。图1示实施例3发酵过程失重图；图2示实施例3酒份分析结果统计图。具体实施方式本专利技术公开了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。本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本专利技术。本专利技术的方法及产品已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本
技术实现思路
、精神和范围内对本文所述的方法进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本专利技术技术。为实现本专利技术的目的，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术以中粮生化能源(肇东)有限公司连续发酵5代的酿酒酵母为出发菌株，以多功能等离子体诱变系统(multifunctionplasmamutagenesissystem，MPMS)为诱变平台，以淀粉限制性培养基和生物乙醇发酵真实物料为酿酒酵母进化筛选压力，结合Qpix450自动挑克隆机器人和Biomek实验室自动化工作站为高通量筛选方法，对筛选获得具有糖化功能的酿酒酵母最后通过真实生物乙醇发酵物料及发酵工艺的中试检查。本专利技术诱变选育的酿酒酵母命名为COTY。该酵母菌中的内源糖化酶(Sga1p)的序列出现在三个位置涉及8个氨基酸的突变，通过诱变筛选后的酿酒酵母具有高效的糖化酶功能，实现了糖化和发酵同步相结合。酿酒酵母COTY发酵生长适宜温度30～34℃，具有一定的鲁棒性，产酒酒份15.20％(v/v)，糖醇转化率为92％，残总糖2.40(g/100ml)，具有良好的发酵性能。对于上述酿酒酵母COTY，本专利技术申请人已于2016年12月27日保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所，其保藏编号为CGMCCNo.13506。本专利技术所述酿酒酵母COTY具有糖化酶活性，可有效替代30～50％外源糖化酶的添加，实现淀粉糖化与酿酒酵母生长和乙醇发酵耦合，能够应用于生产乙醇中，降低乙醇生产成本。因此，本专利技术提供了酿酒酵母COTY在生产乙醇中的应用，即保藏编号为CGMCCNo.13506的酿酒酵母在生产乙醇中的应用。本专利技术还提供了一种乙醇的生产方法，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。其中，作为优选，所述蛋白酶添加量为0.14Kg/T～0.20Kg/T干基，在一些实施例为0.15Kg/T干基。作为优本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一株酿酒酵母，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。

【技术特征摘要】
1.一株酿酒酵母，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CGMCCNo.13506。2.保藏编号为CGMCCNo.13506的酿酒酵母在生产乙醇中的应用。3.一种乙醇的生产方法，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。4.根据权利要求3所述生产方法，其特征在于，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。5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：佟毅，李义，王小艳，张子剑，袁敬伟，杨勇，孟凡铁，刘辉，吴延东，李凡，
申请(专利权)人：吉林中粮生化有限公司，中粮营养健康研究院有限公司，中粮生化能源肇东有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林,22