一種酵母菌劑及其用途和生產(chǎn)乙醇的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種酵母菌劑及其在乙醇生產(chǎn)中的用途和利用該酵母菌劑生產(chǎn)乙醇 的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 由于傳統(tǒng)化石能源用量急增，能源緊缺已成為世界性問(wèn)題，能源多元化發(fā)展和加 快可再生能源開(kāi)發(fā)已成為世界各國(guó)的研發(fā)重點(diǎn)，其中，燃料乙醇的生產(chǎn)和應(yīng)用在經(jīng)濟(jì)發(fā)展 和戰(zhàn)略安全上顯示出重大意義。以燃料乙醇等替代能源為代表的能源供應(yīng)多元化戰(zhàn)略已成 為我國(guó)能源政策的重要方向。纖維素是十分豐富而廉價(jià)的生物質(zhì)原料，可以被降解為可發(fā) 酵性糖，用于燃料乙醇的生產(chǎn)。大力發(fā)展生物質(zhì)燃料乙醇作為可再生能源，有助于緩解石油 資源短缺，改善大氣環(huán)境等問(wèn)題，在穩(wěn)定糧食生產(chǎn)、促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與消費(fèi)的良性循環(huán)和可持 續(xù)發(fā)展等方面具有積極作用。
[0003] 釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae)作為單細(xì)胞真核生物，具有易培養(yǎng)、生長(zhǎng) 周期短的特點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于異源基因的表達(dá)。雖然普通釀酒酵母能夠高效利用葡萄糖產(chǎn) 乙醇，但對(duì)發(fā)酵液中的抑制物和高濃乙醇耐受性（Almeida J R M et al.，2007)較差，特別 是對(duì)纖維素水解液中的抑制成分敏感，使釀酒酵母無(wú)法成為木質(zhì)纖維素乙醇生產(chǎn)的優(yōu)勢(shì)菌 株。其次，纖維素乙醇生產(chǎn)中，纖維素原料預(yù)處理過(guò)程產(chǎn)生和殘留的降解物會(huì)對(duì)后續(xù)菌株發(fā) 酵造成不同程度的抑制，其中乙酸、糠醛、酚類(lèi)和SO廣等抑制因子對(duì)酵母有較強(qiáng)毒害作用， 會(huì)顯著抑制細(xì)胞的生長(zhǎng)及其發(fā)酵性能。
[0004] 目前，在纖維素乙醇生產(chǎn)菌種一釀酒酵母的研究領(lǐng)域，大多集中于將各種實(shí)驗(yàn) 室缺陷型菌種為研究對(duì)象進(jìn)行改造，而缺乏能夠應(yīng)用于生產(chǎn)的野生型酵母模型，能夠耐受 多重抑制物、具有高抗逆性的釀酒酵母具有更強(qiáng)的實(shí)用性，顯然，研究獲得具有上述特性的 酵母模型的酵母菌劑極為重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能夠穩(wěn)定發(fā)酵產(chǎn)乙醇、耐受多重 抑制物且具有高抗逆性的酵母菌劑及其在乙醇生產(chǎn)中的用途和利用該酵母菌劑高效生產(chǎn) 乙醇的方法。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，第一方面，本發(fā)明提供了一種酵母菌劑，該酵母菌劑含有釀酒 酵母RIPP-06、釀酒酵母RIPP-Ol和釀酒酵母RIPP-07,其中，釀酒酵母RIPP-06的保藏號(hào)為 CGMCC No. 8203,釀酒酵母RIPP-Ol的保藏號(hào)為CGMCC No. 8201，釀酒酵母RIPP-07的保藏號(hào) 為 CGMCC No. 8204。
[0007] 第二方面，本發(fā)明提供了第一方面所述的酵母菌劑在生產(chǎn)乙醇中的用途。
[0008] 第三方面，本發(fā)明提供了一種生產(chǎn)乙醇的方法，該方法包括：用第一方面所述的酵 母菌劑對(duì)乙醇發(fā)酵原液進(jìn)行乙醇發(fā)酵。
[0009] 本發(fā)明的酵母菌劑具有高抗逆性和多重脅迫耐受性，且其遺傳性能穩(wěn)定，糖利用 率和乙醇產(chǎn)量均較高，可應(yīng)用于目前的燃料乙醇生產(chǎn)工藝和木質(zhì)纖維素乙醇新工藝中，實(shí) 用性較強(qiáng)。
[0010] 本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說(shuō)明。
[0011] 生物保藏
[0012] 本發(fā)明的釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae) RIPP-06 于 2013 年 9 月 24 日被 保藏在中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心（縮寫(xiě)為CGMCC，地址：北京市朝陽(yáng) 區(qū)北辰西路1號(hào)院3號(hào)，中國(guó)科學(xué)院微生物研究所，郵政編碼：100101)，保藏編號(hào)為CGMCC No.8203。
[0013] 本發(fā)明的釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae) RIPP-01 于 2013 年 9 月 24 日被 保藏在中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心（縮寫(xiě)為CGMCC，地址：北京市朝陽(yáng) 區(qū)北辰西路1號(hào)院3號(hào)，中國(guó)科學(xué)院微生物研究所，郵政編碼：100101)，保藏編號(hào)為CGMCC No.8201。
[0014] 本發(fā)明的釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae) RIPP-07 于 2013 年 9 月 24 日被 保藏在中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心（縮寫(xiě)為CGMCC，地址：北京市朝陽(yáng) 區(qū)北辰西路1號(hào)院3號(hào)，中國(guó)科學(xué)院微生物研究所，郵政編碼：100101)，保藏編號(hào)為CGMCC No.8204。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 以下對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體 實(shí)施方式僅用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0016] 在本發(fā)明中，在未作相反說(shuō)明的情況下，使用的術(shù)語(yǔ)"抗逆性"是指微生物在偏離 其最佳生長(zhǎng)條件下的環(huán)境中的生長(zhǎng)和發(fā)酵能力，比如較高或較低的溫度，較高或較低的pH， 較高或較低的滲透壓，較高的反饋抑制，有毒物質(zhì)的存在等環(huán)境。
[0017] 本發(fā)明提供的酵母菌劑含有釀酒酵母RIPP-06、釀酒酵母RIPP-01和釀酒酵母 RIPP-07,其中，釀酒酵母RIPP-06的保藏號(hào)為CGMCC No. 8203,釀酒酵母RIPP-01的保藏號(hào) 為 CGMCC No. 8201，釀酒酵母 RIPP-07 的保藏號(hào)為 CGMCC No. 8204。
[0018] 本發(fā)明中，只要將上述各個(gè)釀酒酵母菌株混合作為酵母菌劑即可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目 的。釀酒酵母RIPP-06、釀酒酵母RIPP-01和釀酒酵母RIPP-07各自的活菌數(shù)可以相同或不 同。
[0019] 優(yōu)選地，釀酒酵母RIPP-06的活菌數(shù)為總活菌數(shù)的10-45%，更優(yōu)選為20-40%。
[0020] 優(yōu)選地，釀酒酵母RIPP-01的活菌數(shù)為總活菌數(shù)的10-45%，更優(yōu)選為20-40%。
[0021] 優(yōu)選地，釀酒酵母RIPP-07的活菌數(shù)為總活菌數(shù)的10-45%，更優(yōu)選為20-40%。
[0022] 根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述酵母菌劑的制備方法為：將釀酒酵母 RIPP-06、釀酒酵母RIPP-01和釀酒酵母RIPP-07接種至酵母培養(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng)。根據(jù)本發(fā) 明優(yōu)選實(shí)施方式制得的酵母菌劑具有更佳的發(fā)酵性能。
[0023] 其中，對(duì)上述三種釀酒酵母的總接種量沒(méi)有特別的限定，可以為常規(guī)的接種量， 優(yōu)選地，相對(duì)于所述酵母培養(yǎng)基中每克的總糖，釀酒酵母的總接種量為IO 3-IO8個(gè)酵母菌 體，更優(yōu)選地，釀酒酵母RIPP-06、釀酒酵母RIPP-01和釀酒酵母RIPP-07的接種量之比為 1:0. 5-2:0. 5-2。對(duì)所述酵母培養(yǎng)基沒(méi)有特別的限定，可以為本領(lǐng)域各種能夠用于培養(yǎng)釀酒 酵母的培養(yǎng)基，如YEro培養(yǎng)基。所述培養(yǎng)的條件可以為常規(guī)的釀酒酵母培養(yǎng)條件，優(yōu)選情 況下，所述培養(yǎng)的條件包括：培養(yǎng)的溫度為28-33. 5°C，培養(yǎng)的時(shí)間為24-72小時(shí)。
[0024] 本發(fā)明還提供了上述本發(fā)明的酵母菌劑在生產(chǎn)乙醇中的用途。
[0025] 此外，本發(fā)明提供的生產(chǎn)乙醇的方法包括：用上述本發(fā)明的酵母菌劑對(duì)乙醇發(fā)酵 原液進(jìn)行乙醇發(fā)酵。
[0026] 本發(fā)明中，相對(duì)于所述乙醇發(fā)酵原液中每克的總糖，所述酵母菌劑的接種量可以 為常規(guī)的數(shù)量，例如可以為IO 3-IO8個(gè)酵母菌體，優(yōu)選