專利名稱：纖維素酵母、雙菌種釀酒酵母組合物及纖維素乙醇的發(fā)酵方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及酒精發(fā)酵工藝領(lǐng)域，尤其涉及一種纖維素酵母，以及包括該纖維素酵母的雙菌種釀酒復(fù)合酵母和一種纖維素乙醇發(fā)酵方法。
背景技術(shù)：
在酒精發(fā)酵工業(yè)中，通常采用單一酵母進(jìn)行發(fā)酵。采用這種方式，醪液的最終酒度只能達(dá)到11% -12%，若醪液最終酒度再提高，則醪液中殘還原糖和淀粉濃度偏高，原料出酒率下降，且廢棄的殘還原糖、殘淀粉及酒醪液對環(huán)境會(huì)造成一定的污染。為了改善單一酵母存在的上述缺陷，人們將單一酵母與釀酒復(fù)合酶配制成超級(jí)釀酒高活性干酵母進(jìn)行酒精發(fā)酵，提高了原料的利用率和發(fā)酵醪液的濃度。將單一的酵母與相應(yīng)的酶制劑混合制成酵母組合物，與之前使用單一的酵母相比，雖然提高了醪液的最終酒度而又將殘還原糖和殘淀粉濃度保持在一個(gè)合理的水平，在一定程度上解決了單一酵母存在的問題，但這種酵母組合物對惡劣發(fā)酵環(huán)境的適應(yīng)性還不足，特別是隨著目前纖維素乙醇發(fā)酵的發(fā)展，對酵母的適應(yīng)性提出了更高的要求。因?yàn)樵诶w維素乙醇發(fā)酵過程中，纖維素的水解產(chǎn)物，如醛類、有機(jī)酸、呋喃、木素的降解物、鹽類等將抑制酵母菌體的生長，降低酵母對營養(yǎng)物質(zhì)的利用率，從而抑制乙醇的生成，降低了乙醇產(chǎn)率。因此，如何研制出一種性能良好的釀酒發(fā)酵劑，既能在酒精發(fā)酵過程中提高醪液的最終酒度，并保持殘還原糖和殘淀粉濃度在合理的水平，又能適應(yīng)各種惡劣的發(fā)酵環(huán)境，例如，可耐受纖維素乙醇發(fā)酵中的各種抑制物，是目前急需解決的重大問題。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有釀酒發(fā)酵劑存在的各種技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種纖維素酵母，還提供了一種可提高醪液的最終酒度并保持殘還原糖和殘淀粉濃度在合理的水平，又具有耐酸、耐酚及耐醛特性的雙菌種釀酒酵母組合物，以及該酵母組合物在纖維素乙醇發(fā)酵中的應(yīng)用。本發(fā)明提供的纖維素酵母的保藏號(hào)為CCTCC N0.:M2011324，該酵母屬于釀酒酵母種屬，拉丁名稱為 saccharomyces cerevisiae al.39。本發(fā)明提供的雙菌種釀酒酵母組合物，包括48-63重量份的纖維素酵母，12-25重量份的耐高溫釀酒高活性干酵母，5-20重量份的酸性蛋白酶，3-14重量份的植酸酶，以及
1-5重量份的木聚糖酶。優(yōu)選地，該酵母組合物包括50-60重量份的上述纖維素酵母，16-25重量份的耐高溫釀酒高活性干酵母，13-15重量份的酸性蛋白酶，8-10重量份的植酸酶，以及2-3重量份的木聚糖酶。優(yōu)選地，上述酵母組合物包括55重量份的纖維素酵母，18重量份的耐高溫釀酒高活性干酵母，15重量份的酸性蛋白酶，9.5重量份的植酸酶，以及2.5重量份的木聚糖酶。
優(yōu)選地，上述酵母組合物包括50重量份的纖維素酵母，25重量份的耐高溫釀酒高活性干酵母，13重量份的酸性蛋白酶，9重量份的植酸酶，以及3重量份的木聚糖酶。優(yōu)選地，上述酵母組合物包括60重量份的纖維素酵母，15重量份的耐高溫釀酒高活性干酵母，14.5重量份的酸性蛋白酶，8.5重量份的植酸酶，以及2重量份的木聚糖酶。本發(fā)明的另一目的在于提供一種纖維素乙醇發(fā)酵方法，包括將上述酵母組合物進(jìn)行擴(kuò)培，將擴(kuò)陪后的酵母組合物加入到發(fā)酵原料中進(jìn)行發(fā)酵，制得乙醇。本發(fā)明所提供的纖維素酵母以及包括其的雙菌種釀酒酵母組合物，可有效降低最終發(fā)酵醪液中的殘還原糖、殘總糖、過濾總糖、殘淀粉和殘糊精的含量，從而提高出酒率和發(fā)酵酒度，降低發(fā)酵的生產(chǎn)成本。另外，本發(fā)明提供的酵母組合物還具有耐酸、耐酚、耐醛特性，適用于纖維素乙醇發(fā)酵，能大大發(fā)酵時(shí)間，提高發(fā)酵酒度。


圖1是市售酵母與本發(fā)明提供的纖維素酵母之間的乙醇得率轉(zhuǎn)化對照圖。
具體實(shí)施例方式需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。本發(fā)明提供了一種纖維素酵母,屬于釀酒酵母種屬，拉丁名稱為saccharomycescerevisiaeal.39，上述纖維素酵母已經(jīng)在中國典型培養(yǎng)物保藏中心進(jìn)行了保藏，該保藏中心的地址為中國武漢大學(xué)，保藏號(hào)為CCTCC N0.:M 2011324。提交保藏的日期為2011年9月21日，于2011年9月25日檢測后鑒定為存活狀態(tài)。本發(fā)明提供的雙菌種釀酒酵母組合物，包括48-63重量份的上述纖維素酵母，以及12-25重量份的耐高溫釀酒高活性干酵母。本發(fā)明所指的耐高溫釀酒高活性干酵母的拉丁名為saccharomyces cerevisiae YY。本發(fā)明的具體實(shí)施方式
中采用的耐高溫釀酒高活性干酵母為安琪酵母公司生產(chǎn)的耐高溫釀酒高活性干酵母，其已經(jīng)為市售產(chǎn)品。本發(fā)明所提供的釀酒酵母組合物與現(xiàn)有釀酒酵母組合物的區(qū)別之一在于，本發(fā)明提供的釀酒酵母組合物具有兩種酵母，通過實(shí)驗(yàn)發(fā)明人驚奇地發(fā)現(xiàn)，上述兩種酵母具有協(xié)同作用，使得該酵母組合物可提高醪液的最終酒度并保持殘還原糖和殘淀粉濃度在合理的水平，又具有耐酸、耐酚及耐醛的特性。除了上述兩種酵母之外，本發(fā)明提供的雙菌種釀酒酵母組合物中還包括5-20重量份的酸性蛋白酶，3-14重量份的植酸酶，以及1-5重量份的木聚糖酶。在上述成分的共同作用下，本發(fā)明提供的酵母組合物發(fā)揮了有益效果，在發(fā)酵過程中酵母可充分利用營養(yǎng)物質(zhì)較快較好的生長，從而促進(jìn)了乙醇等目標(biāo)產(chǎn)物的生成。本發(fā)明所采用的酸性蛋白酶、植酸酶以及木聚糖酶均為市售產(chǎn)品。一、纖維素酵母的提純與獲得1.初始篩選醪液的采集纖維素酵母屬于釀酒酵母的一種，是兼氧性微生物，主要生長在偏酸性的潮濕含糖環(huán)境中。本發(fā)明提供的纖維素酵母的初始篩選醪液取樣自纖維素乙醇酒精廠的廢液。2.纖維素酵母菌株的分離和篩選
2.1培養(yǎng)基的制備
按照質(zhì)量百分比計(jì)算，培養(yǎng)基包括的組成成分為:10%的蔗糖，2%的酵母浸粉，0.1%的MgS04*7H20，0.1 % K2HPO4, 2%瓊脂，自然pH，其余為水。充分混合攪拌后，在121。。高溫高壓滅菌120min。酵母浸粉是采用新鮮酵母為原料，經(jīng)酵母酶解自溶、分離過濾、濃縮、干燥而得到的一種黃色的粉狀物。有酵母自然香味，易溶于水，水溶液呈淡黃色至淺棕色，較澄清。酵母浸粉富含蛋白質(zhì)、氨基酸類、肽類、核苷酸、B族維生素、微量元素。主要作用是補(bǔ)充氮源和提供微生物生長的各種維生素及氨基酸及生長因子。酵母浸粉已經(jīng)被廣泛應(yīng)用，本發(fā)明采用的酵母浸粉為市售產(chǎn)品。2.2平板培養(yǎng)基的制備將滅菌的培養(yǎng)基放在室溫下冷卻50_55°C，倒入滅過菌的培養(yǎng)皿中，每個(gè)培養(yǎng)皿倒入15ml左右的 培養(yǎng)基，然后放在平臺(tái)上冷卻制成平板，以上操作均在無菌條件下進(jìn)行。2.3稀釋涂布接種待平板準(zhǔn)備好后，取Iml初始篩選醪液加入到9ml滅過菌的生理鹽水中，充分震蕩混合均勻，然后再吸取Iml該溶液加入到9ml滅過菌的生理鹽水中，如此反復(fù)，分別得到稀釋倍數(shù)為10_5，10_6，和10_7的初始篩選醪液稀釋液。吸取上述濃度的稀釋液各0.1ml，分別涂布到相應(yīng)的平板培養(yǎng)基上。以上所用工具均要提前滅菌處理，以上操作也均在無菌條件下進(jìn)行。2.4纖維素酵母的培養(yǎng)、挑菌和純化將上述接種好的培養(yǎng)皿倒置于30°C的恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，2-3天候即可長出纖維素酵母菌落。選擇形態(tài)較大、質(zhì)地均勻，顏色均一的菌落進(jìn)行挑取，對于生長較慢的纖維素酵母菌可延長分離平板的時(shí)間，分批進(jìn)行挑菌，初步篩選的時(shí)候盡量多挑幾個(gè)菌落并進(jìn)行分類編號(hào)。將編號(hào)的菌落再按照上述方法進(jìn)行進(jìn)一步的分離純化，并對篩選出的菌株進(jìn)行相關(guān)的發(fā)酵性能實(shí)驗(yàn)，如此反復(fù)交替，直到選出一只各項(xiàng)指標(biāo)均最優(yōu)的纖維素菌株，即為本發(fā)明提供的纖維素酵母生產(chǎn)菌株。這里所指的各項(xiàng)指標(biāo)主要是指發(fā)酵過程中乙醇轉(zhuǎn)化率及發(fā)酵速率，乙醇轉(zhuǎn)化速率和發(fā)酵速率均為最優(yōu)者，即為本發(fā)明所篩選出來的菌株。二、本發(fā)明篩選出的纖維素酵母與現(xiàn)有酵母的發(fā)酵性能對比實(shí)驗(yàn)選取相同的纖維素酶解液，發(fā)酵過程中保證pH、溫度相同，分別添加市售酵母和纖維素酵母酵母(市售酵母為目前市場上用于酒精發(fā)酵較好的酵母)，每8小時(shí)進(jìn)行鏡檢和色譜分析，結(jié)果見表1:表I
權(quán)利要求
1.一種纖維素酵母，其特征在于，所述酵母的保藏號(hào)為CCTCC N0.:M2011324。
2.一種雙菌種釀酒酵母組合物，其特征在于，所述酵母組合物包括48-63重量份的權(quán)利要求I所述的纖維素酵母，12-25重量份的耐高溫釀酒高活性干酵母，5-20重量份的酸性蛋白酶，3-14重量份的植酸酶，以及1-5重量份的木聚糖酶。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的酵母組合物，其特征在于，所述酵母組合物包括50-60重量份的所述纖維素酵母，16-25重量份的所述耐高溫釀酒高活性干酵母，13-15重量份的所述酸性蛋白酶，8-10重量份的所述植酸酶，以及2-3重量份的所述木聚糖酶。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的酵母組合物，其特征在于，所述酵母組合物包括55重量份的所述纖維素酵母，18重量份的所述耐高溫釀酒高活性干酵母，15重量份的所述酸性蛋白酶,9.5重量份的所述植酸酶,2.5重量份的所述木聚糖酶。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的酵母組合物，其特征在于，所述酵母組合物包括50重量份的所述纖維素酵母，25重量份的所述耐高溫釀酒高活性干酵母，13重量份的所述酸性蛋白酶，9重量份的所述植酸酶，3重量份的所述木聚糖酶。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的酵母組合物，其特征在于，所述酵母組合物包括60重量份的所述纖維素酵母，15重量份的所述耐高溫釀酒高活性干酵母，14.5重量份的所述酸性蛋白酶,8.5重量份的所述植酸酶,2重量份的所述木聚糖酶。
7.—種纖維素乙醇的發(fā)酵方法，其特征在于，將權(quán)利要求2-6中任一項(xiàng)所述的酵母組合物進(jìn)行擴(kuò)培，將擴(kuò)陪后的酵母組合物加入到發(fā)酵原料中進(jìn)行發(fā)酵，制得乙醇。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種纖維素酵母、雙菌種釀酒酵母組合物及其在纖維素乙醇發(fā)酵中的應(yīng)用，該纖維素酵母的保藏號(hào)為CCTCC NOM2011324。本發(fā)明提供的雙菌種釀酒酵母組合物包括48-63重量份的上述纖維素酵母，12-25重量份的耐高溫釀酒高活性干酵母，5-20重量份的酸性蛋白酶，3-14重量份的植酸酶，以及1-5重量份的木聚糖酶。本發(fā)明提供的酵母組合物可有效降低最終發(fā)酵醪液中的殘還原糖、殘總糖、過濾總糖、殘淀粉和殘糊精的含量，提高出酒率和發(fā)酵酒度，還具有耐酸、耐酚、耐醛的特性，適用于纖維素乙醇發(fā)酵。
文檔編號(hào)C12P7/10GK103184169SQ201110460248
公開日2013年7月3日 申請日期2011年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月31日
發(fā)明者李明, 俞學(xué)鋒, 李知洪, 余明華, 姚鵑, 李志軍 申請人:安琪酵母股份有限公司