高存活率酿酒酵母及其应用制造技术

本发明专利技术公开了高存活率酿酒酵母及其应用。本发明专利技术所要保护的酿酒酵母为酿酒酵母菌(Saccharomyces cerevisiae)，其菌株号为TIB ScY03，其在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心的登记入册编号为CGMCC No.17925。实验证明，与商业乙醇酿酒酵母菌株相比，本发明专利技术的酿酒酵母在高温(40℃)环境中仍保持较高存活率，使得乙醇产量获得提高残留糖较少；在高浓醪(35％以上)条件下，乙醇浓度高于143g/L；在实际生产中可降低原料的浪费，提高乙醇产量，降低乙醇生产成本，具用广阔的应用前景和极大的应用价值。用前景和极大的应用价值。

【技术实现步骤摘要】
高存活率酿酒酵母及其应用


[0001]本专利技术涉及工业微生物发酵工程
，具体涉及高存活率酿酒酵母及其应用。

技术介绍

[0002]燃料乙醇作为新型燃料替代品和汽油添加剂，具有可再生性、增氧助燃、无毒环保等优点，越来越受到各国政府和能源巨头的关注，并替代汽油、煤炭、石油气等传统燃料广泛应用于餐饮、车用等燃料行业。
[0003]工业酿酒酵母是经过长时间选育而获得酵母菌株，利用淀粉原料生产乙醇，具有繁殖快、产酒率高、耐受恶劣环境能力强等优点。但是乙醇生产企业多采用连续发酵方法，发酵时间较长(超过96h)，发酵后期乙醇、乙酸含量高，对酵母菌的生存严重威胁，使得酵母细胞大量死亡，导致残糖含量提高，减少乙醇产量，造成原料浪费。因此选育能够耐受乙醇工厂恶劣环境的高存活率的工业酿酒酵母，可以更好的为乙醇企业服务，降低生产成本，以带来可观的经济、社会和环境效益。
[0004]酿酒酵母处于恶劣环境时，细胞死亡率增多，其耐受能力属于复杂性状。当细胞处于胁迫环境下，大量基因的表达量发生改变以使细胞适应新的环境。专利申请公开号为CN104450598A的专利技术公开了一种酿酒酵母的驯化方法，将所述活化后的酿酒酵母菌在玉米糖化醪和酶解糖液的混合物中进行培养，得到小酒母；将所述小酒母在玉米糖化醪和酶解糖液的混合物中进行8
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12小时的扩大培养，得到大酒母，在以后的每一代大酒母的扩大培养中，逐步提高酶解糖液的浓度。驯化得到的酵母菌株乙醇产率得到提高，但是由于驯化培养时间较短(8
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12小时)，产生的乙醇浓度小于工业乙醇生产浓度，无法提高菌株后期耐受高乙醇、乙酸的能力，细胞存活率得不到提高。专利申请公开号为CN109486693A的专利技术公开了一种酿酒酵母ZLNJ
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1菌株通过定向筛选方法(耐受多种发酵抑制物、耐高温且耐高浓度乙醇)。一级筛选是用玉米糖化醪培养菌株，乙醇浓度到达13％(v/v)后，用新鲜的玉米糖化醪置换75％的发酵液，随后以24小时的间隔进行相同的新鲜玉米糖化醪置换，持续发酵1个月，筛选优异菌株进行二级筛选，按照一级筛选方法将置换比例改为60％的发酵液进行发酵，持续时间1个月，筛选优异菌株进行三级筛选，以33℃起始温度并每隔20天提高1℃，其它方法步骤与二级筛选相同维持2个月，筛选出优异酿酒酵母ZLNJ
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1。经实验证实，该酿酒酵母ZLNJ
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1菌株在28℃
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35℃的条件下能够在乙醇发酵中实现发酵速率快、乙醇浓度高、并且副产物少的优异效果。但是该菌株每次传代时间间隔(24小时)较短，无法提高发酵后期酵母细胞存活率。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是如何获得能够耐受多种环境胁迫的酿酒酵母和/或如何获得耐乙醇、乙酸的酿酒酵母和/或如何获得耐高温的酿酒酵母和/或如何获得具有高存活率的酿酒酵母和/或如何获得适用于生产乙醇的酿酒酵母。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术首先提供了酿酒酵母菌。所述酿酒酵母菌可含有下述8种蛋白质：
[0007]A、酵母孢子壁蛋白，所述酵母孢子壁蛋白由酵母孢子壁蛋白基因编码，所述酵母孢子壁蛋白基因的编码序列可为序列表中序列4所示。
[0008]所述酵母孢子壁蛋白的氨基酸序列可由724个氨基酸残基组成；
[0009]B、蛋白磷酸酶靶向亚基蛋白，所述蛋白磷酸酶靶向亚基蛋白由蛋白磷酸酶靶向亚基蛋白基因编码，所述蛋白磷酸酶靶向亚基蛋白基因的编码序列可为序列表中序列6所示。
[0010]所述酵母孢子壁蛋白的氨基酸序列可由538个氨基酸残基组成。
[0011]C、天冬氨酸转氨酶，所述天冬氨酸转氨酶由天冬氨酸转氨酶基因编码，所述天冬氨酸转氨酶基因的编码序列可为序列表中序列8所示。
[0012]所述天冬氨酸转氨酶的氨基酸序列可由451个氨基酸残基组成。
[0013]D、3
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葡糖基转移酶，所述3
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葡糖基转移酶由3
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葡糖基转移酶基因编码，所述3
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葡糖基转移酶基因的编码序列可为序列表中序列10所示。
[0014]所述3
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葡糖基转移酶的氨基酸序列可由1198个氨基酸残基组成。
[0015]E、参与细胞分裂周期蛋白，所述参与细胞分裂周期蛋白由参与细胞分裂周期蛋白基因编码，所述参与细胞分裂周期蛋白基因的编码序列可为序列表中序列12所示。
[0016]所述参与细胞分裂周期蛋白的氨基酸序列可由520个氨基酸残基组成。
[0017]F、转录调节因子，所述转录调节因子由转录调节因子基因编码，所述转录调节因子基因的编码序列可为序列表中序列14所示。
[0018]所述转录调节因子的氨基酸序列可由811个氨基酸残基组成。
[0019]G、硫胺跨膜转运蛋白，所述硫胺跨膜转运蛋白由硫胺跨膜转运蛋白基因编码，所述硫胺跨膜转运蛋白基因的编码序列可为序列表中序列16所示。
[0020]所述硫胺跨膜转运蛋白的氨基酸序列可由598个氨基酸残基组成。
[0021]H、镁离子跨膜转运蛋白，所述镁离子跨膜转运蛋白由镁离子跨膜转运蛋白基因编码，所述镁离子跨膜转运蛋白基因的编码序列可为序列表中序列18所示。
[0022]所述镁离子跨膜转运蛋白的氨基酸序列可由969个氨基酸残基组成。
[0023]I、磷脂酰肌醇激酶，所述磷脂酰肌醇激酶由磷脂酰肌醇激酶基因编码，所述磷脂酰肌醇激酶基因的编码序列可为序列表中序列20所示。
[0024]所述磷脂酰肌醇激酶的氨基酸序列可由875个氨基酸残基组成。
[0025]上述酿酒酵母菌可含有所述酵母孢子壁蛋白基因、所述蛋白磷酸酶靶向亚基蛋白基因、所述天冬氨酸转氨酶基因、所述3
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葡糖基转移酶基因、所述参与细胞分裂周期蛋白基因、所述转录调节因子基因、所述硫胺跨膜转运蛋白基因、所述镁离子跨膜转运蛋白基因和所述磷脂酰肌醇激酶基因。
[0026]上述酿酒酵母菌可为酿酒酵母菌(Saccharomyces cerevisiae)，其菌株号为TIB ScY03，其在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心的登记入册编号为CGMCC No.17925。
[0027]为了解决上述技术问题，本专利技术还提供了上述酿酒酵母菌或由其传代而产生的酿酒酵母菌的培养物。所述培养物可为将上述酿酒酵母菌或由其传代而产生的酿酒酵母菌在微生物培养基中培养得到的物质。
[0028]为了解决上述技术问题，本专利技术还提供了一种菌剂。所述菌剂含有上述酿酒酵母菌或/和上述的酿酒酵母菌的代谢物或/和上述的培养物。
[0029]上述菌剂可具有下述至少一种特性：
[0030]K1)耐高温；
[0031]K2)耐高浓度糖化醪或耐高浓度乙醇或耐环境胁迫或耐高渗环境；
[0032]K3)高细胞存活率。
[0033]所述高浓度糖化醪可为35％(即35g本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.酿酒酵母菌，其特征在于：所述酿酒酵母菌含有下述8种蛋白质：A、酵母孢子壁蛋白，所述酵母孢子壁蛋白由酵母孢子壁蛋白基因编码，所述酵母孢子壁蛋白基因的编码序列为序列表中序列4所示；B、蛋白磷酸酶靶向亚基蛋白，所述蛋白磷酸酶靶向亚基蛋白由蛋白磷酸酶靶向亚基蛋白基因编码，所述蛋白磷酸酶靶向亚基蛋白基因的编码序列为序列表中序列6所示；C、天冬氨酸转氨酶，所述天冬氨酸转氨酶由天冬氨酸转氨酶基因编码，所述天冬氨酸转氨酶基因的编码序列为序列表中序列8所示；D、3
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葡糖基转移酶，所述3
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葡糖基转移酶由3
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葡糖基转移酶基因编码，所述3
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葡糖基转移酶基因的编码序列为序列表中序列10所示；E、参与细胞分裂周期蛋白，所述参与细胞分裂周期蛋白由参与细胞分裂周期蛋白基因编码，所述参与细胞分裂周期蛋白基因的编码序列为序列表中序列12所示；F、转录调节因子，所述转录调节因子由转录调节因子基因编码，所述转录调节因子基因的编码序列为序列表中序列14所示；G、硫胺跨膜转运蛋白，所述硫胺跨膜转运蛋白由硫胺跨膜转运蛋白基因编码，所述硫胺跨膜转运蛋白基因的编码序列为序列表中序列16所示；H、镁离子跨膜转运蛋白，所述镁离子跨膜转运蛋白由镁离子跨膜转运蛋白基因编码，所述镁离子跨膜转运蛋白基因的编码序列为序列表中序列18所示；I、磷脂酰肌醇激酶，所述磷脂酰肌醇激酶由磷脂酰肌醇激酶基因编码，所述磷脂酰肌醇激酶基因的编码序列为序列表中序列20所示。2.根据权利要求1所述的酿酒酵母菌，其特征在于：所述酿酒酵母菌含有所述酵母孢子壁蛋白基因、所述蛋白磷酸酶靶向亚基蛋白基因、所述天冬氨酸转氨酶基因、所述3
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葡糖基转移酶基因、所述参与细胞分裂周期蛋白基因、所述转录...

【专利技术属性】
技术研发人员：王钦宏，齐显尼，蔺玉萍，郭玉凤，张媛媛，
申请(专利权)人：中国科学院天津工业生物技术研究所，
类型：发明
国别省市：