一株酿酒酵母菌株及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一株酿酒酵母菌株及其应用。本发明专利技术提供了酿酒酵母（Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ?ｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ）ＺＭ１－５?ＣＧＭＣＣ?Ｎｏ．３７６１。酿酒酵母ＺＭ１－５可用于生产酒精。酵母菌株ＺＭ１－５具有生长快、酒精产量高、耐高温、耐高糖、耐高浓度乙醇和耐酸等多个优点，可应用于以木薯粉、糖蜜和甘蔗汁等为原料的浓醪发酵产酒精工艺（同步糖化发酵）中，解决工业生产中酵母菌不能耐受高渗透压、高浓度乙醇和发酵后期效率低等问题，降低酒精工业生产的成本。酵母菌株ＺＭ１－５用于同步糖化发酵产酒精工艺中，有望解决浓醪发酵中底物浓度高（渗透压高）、发酵罐内温度高、发酵后期酵母菌受高浓度酒精抑制等问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一株酿酒酵母菌株及其应用。
技术介绍
酵母菌是一类单细胞真菌的总称，并非系统演化分类的单元。酵母菌是人类文明 史中被应用得最早的微生物。目前已知有1000多种酵母菌，根据酵母菌产生孢子(子囊孢 子和担孢子)的能力，可将酵母分成三类形成孢子的株系属于子囊菌或担子菌，不形成孢 子但主要通过芽殖来繁殖的称为不完全真菌，或者叫“假酵母”(Kreger-van R，Groningen N Y. The yeasts -.a taxonomic study. Third revisedand enlarged edition[M]. The Netherlands =Elsevier science publishers B. V，1984.)。目前已知大部分酵母被分类到 子囊菌门。酵母菌在自然界分布广泛，主要生长在偏酸性的潮湿的含糖环境中，例如，在水 果、蔬菜、蜜饯的内部和表面以及在果园土壤中最为常见(于景芝.酵母生产与应用手册 [M],中国轻工业出版社，2005)。酵母营专性或兼性好氧生活，目前未知专性厌氧的酵母。 在缺乏氧气时酵母进行无氧呼吸，其中发酵型的酵母可以通过糖酵解途径(EMP途径)将糖 类转化成为丙酮酸，丙酮酸再被进一步转化成为二氧化碳和乙醇来获取能量(王镜岩，朱 胜庚，徐长法.生物化学(第三版，下册).北京高等教育出版社.2002:82)。在酒精工业 上，利用发酵型的酵母无氧呼吸可产乙醇的特点，将酵母可以利用的发酵性糖转化为酒精。乙醇作为可再生能源，可直接作为液体燃料或者同汽油混合使用，燃料乙醇作为 新的燃料替代品，可减少对不可再生能源-石油的依赖，保障国家能源的安全。现行酒精工 业生产采用较多的是发酵法采用各种含糖(双糖)、淀粉(多糖)的农产品或农林业副产 物为原料，经过水解(即糖化)多糖转化为单糖后发酵、或直接发酵双糖转化为乙醇。淀粉 质在淀粉酶类的作用下，水解为葡萄糖，再进一步发酵生成乙醇(马赞华.酒精高效清洁生 产新工艺[M].化学工业出版社，2003)。广西地处亚热带地区，非粮经济作物甘蔗和木薯的种植面积和产量皆为全国第 一。甘蔗主要用于制糖，糖蜜是甘蔗制糖的副产物，含有大量酵母可发酵性糖。鲜木薯块 根的淀粉含量达30%，木薯淀粉经过α -淀粉酶液化和糖化酶糖化后转化为酵母可发酵性 糖-葡萄糖。糖蜜和木薯淀粉是酵母发酵产酒精的优良生产原料。2008年，广西中粮生物 质能源有限公司已在广西北海建成并投产以糖蜜和木薯为原料年产20万吨燃料乙醇的生 产设备。另外，广西还有2家公司较大规模地以糖蜜和木薯为原料生产乙醇，分别为位于钦 州市的新天德股份有限公司和位于平果县的平果凯特生物化工股份有限公司。酿酒酵母是酒精工业发酵生产上常用的微生物菌种。酒精工业生产中对菌株的要 求越来越高，首先要求酵母菌具有极高的产酒效率，对发酵性糖的转化率高，不造成糖质原 料的浪费；其次是发酵液成熟之后酒精含量高，降低蒸馏能耗；再次是发酵速度快，提高设 备的利用率，降低生产成本(江宁.生物液体燃料——燃料酒精[J]. Chinese Journal of Nature, 2007, 29(1) 30-33)。限制这三大要求的主要因素是酵母对高浓度发酵性糖和酒精的耐受力、对原料的转化率和对各种不利发酵条件(如高温、低PH和有毒物质等)的耐受 力。国内酒精工业生产中广泛应用的酿酒酵母为湖北安琪酵母股份公司生产的耐高温活性 干酵母(安琪酵母，简称为AQ)，虽然发酵特性较好，但也难以满足工业上的更高要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一株酿酒酵母菌株及其应用。本专利技术提供的酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)，命名为ZM1-5，简称酿酒酵 母ZM1-5或ZM1-5，分离自广西壮族自治区钦州市果园土壤，已于2010年4月23日保藏于 中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(简称CGMCC，地址为北京市朝阳区北辰 西路1号院3号)，保藏号为CGMCC No. 3761。酿酒酵母ZM1-5可用于生产酒精。用于生产酒精时，酿酒酵母ZM1-5可以单独使用，也可与其它酿酒酵母混合使用。应用所述酿酒酵母ZM1-5生产酒精时，pH值为3-9，温度为28-42°C。应用所述酿 酒酵母ZM1-5生产酒精时，pH值优选为4-5。应用所述酿酒酵母ZM1-5生产酒精时，温度优 选为28-40°C，温度最优选为32°C。本专利技术还保护一种生产酒精的方法，是通过发酵酿酒酵母ZM1-5，得到酒精。所述方法中，用于发酵的底物具体可为葡萄糖和/或蔗糖。所述方法中，用于发酵的底物可为木薯产品(如木薯粉液化醪)、糖蜜和甘蔗汁中 的至少一种。所述发酵的温度可为32°C至42°C中的任一温度，如32°C、37°C、40°C或42°C。所述发酵起始时，所述酿酒酵母ZM1-5在发酵体系中的浓度可为1. 5X IO7至 2. 5 X IO7 个细胞 /mL，优选为 1. 5 X 107-2. 0 X IO7 个细胞 /mL 或 2. 0 X 107-2. 5 X IO7 个细胞 /mL,如 1. 5 X IO7 个细胞 /mL、2. 0 X IO7 个细胞 /mL 或 2. 5 X IO7 个细胞 /mL。酿酒酵母ZM1-5具有以下生理特征(1)在酵母粉蛋白胨琼脂平板上32°C培养 2-3天，菌落为乳白色、隆起、表面光滑、边缘整齐；细胞圆形或椭圆形，无性繁殖方式为芽 殖；(2)菌株最适生长和发酵温度32°C;pH范围3-9 ；最适生长pH4_5 ； (3)该菌株在32°C、 37°C和42°C的生长速率快于安琪酵母；(4)该菌株能在50%的葡萄糖培养基上生长；该菌 株能在含有抑制物1.6mol/L妝(1、16%乙醇、48/1乙酸、20(^8/1^418的￥ 0培养基上生 长；(5)应用于以木薯粉液化醪、糖蜜和甘蔗汁为原料发酵生产酒精时，酒精产量和发酵效 率比目前工业生产用安琪耐高温活性干酵母高。与现有工业生产常用的安琪耐高温酵母菌比较，酵母菌株ZM1-5具有生长快、酒 精产量高、耐高温、耐高糖、耐高浓度乙醇和耐酸等多个优点。酿酒酵母ZM1-5可应用于以 木薯粉、糖蜜和甘蔗汁等为原料的浓醪发酵产酒精工艺(同步糖化发酵)中，解决工业生产 中酵母菌不能耐受高渗透压、高浓度乙醇和发酵后期效率低等问题，降低酒精工业生产的 成本。与安琪耐高温酵母菌相比，酿酒酵母ZM1-5在高温条件下发酵具有更高的酒精产量。 酵母菌株ZM1-5用于同步糖化发酵产酒精工艺中，有望解决浓醪发酵中底物浓度高(渗透 压高)、发酵罐内温度高、发酵后期酵母菌受高浓度酒精抑制等问题。附图说明图1为ZM1-5和AQ在各种高温条件下在YPD平板上的照片。图2为30°C时ZM1-5和AQ在各种浓度NaCl的YPD平板上的照片。图3为30°C时ZM1-5和AQ在各种浓度乙醇的YPD平板上的照片。图4为30°C时ZM1-5和AQ在各种浓度乙酸的YPD平板上的照片。图5为30°C时ZM1-5和AQ在各种浓度G418的YPD平板上的照片。图6为30°C时ZM1-5和AQ在50%葡萄糖的YPD平板上的照片。图7为ZM1-5和AQ在不同培养温度下在YPD平板上的形态；A =AQ在32本文档来自技高网...

【技术保护点】
酿酒酵母（Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ　ｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ）ＺＭ１－５，它的保藏编号为ＣＧＭＣＣ　Ｎｏ．３７６１。

【技术特征摘要】
酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)ZM1 5，它的保藏编号为CGMCC No.3761。2.权利要求1所述酿酒酵母ZM1-5在生产酒精中的应用。3.如权利要求2所述的应用，其特征在于应用所述酿酒酵母ZM1-5时，pH值为3-9， 温度为28-42°C ；应用所述酿酒酵母ZM1-5时，pH值优选为4_5 ；应用所述酿酒酵母ZM1-5 时，温度优选为28-40°C，温度最优选为32°C。4.一种生产酒精的方法，包括如下步骤发酵权利要求1所述酿酒...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯家勋，罗雪梅，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：45[中国|广西]