CN104830705A - 一株葡萄糖/木糖共代谢酿酒酵母菌株及其应用 - Google Patents

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Abstract

一株葡萄糖/木糖共代谢酿酒酵母菌株及其应用，属于微生物领域。本发明所提供的葡萄糖/木糖共代谢酿酒酵母菌株为SC18-23771株，分类命名为酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，地址在北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国微生物研究所，保藏编号为：CGMCC NO：10667，保藏日期为：2015年3月26日。利用该酵母菌株转化底物D-葡萄糖及D-木糖，工艺简单，节约环保，乙醇产量达到15.63g/L，较出发菌株提高7.2％，具有实际应用价值，是一株优良的产D-葡萄糖、D-木糖共代谢酵母菌株。

Description

一株葡萄糖/木糖共代谢酿酒酵母菌株及其应用
技术领域
本发明属于微生物领域，涉及一株葡萄糖/木糖共代谢酿酒酵母菌株及其应用。
背景技术
乙醇作为一种高效、环保的燃料及添加剂越来越受到关注。利用非粮作物取代传统的粮食作物生产乙醇在全世界范围内受到广泛关注。木质纤维原料是丰富、廉价的非粮可再生资源，每年通过光合作用产生的木质纤维生物绝大多数尚未被人类所利用。其中纤维素及半纤维素约占干重的60～85％，纤维素和半纤维素的水解产物主要是40％左右葡萄糖及30％左右木糖。传统酿酒酵母能够利用葡萄糖、甘露糖和半乳糖，但无法利用木糖，以传统酿酒酵母作为发酵菌种进行木质纤维转化乙醇生产的过程中，会造成木糖底物极大程度的浪费。
发明内容
本发明的目的是提供一株葡萄糖/木糖共代谢酿酒酵母菌株及其应用，利用该酵母菌株转化底物D-葡萄糖及D-木糖，工艺简单，节约环保，乙醇产量达到15.63g/L，较出发菌株提高7.2％，具有实际应用价值，是一株优良的产D-葡萄糖、D-木糖共代谢酵母菌株。
本发明所提供的葡萄糖/木糖共代谢酿酒酵母菌株为SC18-23771株，分类命名为酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，地址在北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国微生物研究所，保藏编号：CGMCC NO：10667，保藏日期：2015年3月26日。
生长条件：温度28-33℃，pH4.7-6.2，最适生长温度30℃，pH5.0。
在YPD培养基上30℃培养2天后，菌落为白色圆形，表面光滑，细胞呈椭圆形，出芽生殖。
在pH5.0的YPDX液体培养基中，30℃培养60小时，木糖代谢量为6.78g/L，其产乙醇产量为15.63g/L，可与葡萄糖、木糖共发酵生产乙醇。发酵试验表明，该菌株代谢正常，发酵性能稳定。
本发明在前期导入xylA基因替换酿酒酵母基因组snf1基因酿酒酵母SC18-2377株基础上，通过驯化发酵获得了SC18-23771株。SC18-23771株较初始菌株在生长速率、乙醇产量、木糖代谢率都有提高，具有较高的实际应用价值。
保藏信息：
分类命名：酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae；
保藏单位：中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心；
保藏地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国微生物研究所；
保藏编号：CGMCC No.10667；
保藏日期：2015年3月26日。
附图说明
图1为SC18-2377株、SC18-23771株生长曲线；
图2为SC18-2377株、SC18-23771葡萄糖、木糖代谢曲线，乙醇产量曲线。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。
本发明提供了一株葡萄糖/木糖共代谢酿酒酵母菌株，该菌株从工业发酵酿酒酵母一株通过基因工程改造及驯化得到，具体内容如下：
一、菌株发酵驯化实验
初始酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)SC18-2377：
(1)挑取SC18-2377单菌落接种于含有100mL YPDX液体培养基的500ml三角瓶中(含1％葡萄糖，2％木糖)，30℃，160rpm培养。SC18-2377改造来源菌株购自兰州工业试验所酿酒酵母(编号2.377)，通过基因工程方法构建获得SC18-2377，质粒构建方法见201110142843.1。
(2)每24小时进行传代，取2mL菌液接种于新鲜YPDX培养基中，30℃，160rpm培养，连续传代驯化40代。
(3)驯化结束后，取菌液涂布于YPDX固体培养基上，30℃恒温培养，挑取单菌落保藏备用，获得SC18-23771株。
二、生长速率测定
(1)从平板上挑取SC18-2377株、SC18-23771株分别接入酿酒酵母混合培养基中养基SC中，于30℃160rpm培养，分光光度计测定其准确OD600值。
(2)取10个己灭菌50ml三角烧瓶，分别装入10ml液体酿酒酵母混合培养基，将SC18-2377与SC18-23771分别接入5个三角烧瓶中，每个三角烧瓶中接入3×108个细胞(OD值为1.0时酿酒酵母细胞个数约为3×107UFC/mL，通过所测定OD值可计算出来具体每种菌所需接种体积)，每种菌设置五个平行，菌体浓度OD600，分别取0h、2h、4h、6h、8h、l0h、12h、24h、36h、48h、60h培养液测OD600值。
三、驯化发酵对比实验
1、驯化前后的菌株进行对比实验
(1)驯化菌株与未驯化菌株在含有不同比例的葡萄糖、木糖YPDX培养基中(葡萄糖4％，木糖2％)，pH5.0，30℃，160rpm培养，直到对数生长期。
(2)离心发酵液收集菌体，将菌体转移至装有25mL培养基(6.0％总糖；0.4％的(NH4)2SO4和0.4％KH2PO4，pH 5.0)的50mL三角瓶中，初始细胞浓度为3×107UFC/mL。
(3)定期分离采样，离心，收集菌体，检测无菌体发酵上清液中葡萄糖和木糖消耗量及乙醇产量。
2、结果
以菌体培养时间为横坐标，OD600nm下的吸光值为纵坐标绘制SC18-2377株、SC18-23771株生长曲线，见表1，图1。
表1 SC18-2377株、SC18-23771株生长速率OD600
四、混合碳源发酵试验
SC18-2377株、SC18-23771株接种于YPDX培养基中，用HPLC检测其对木糖和葡萄糖的利用情况及乙醇产量，结果见表2，图2。
由表2可见，发酵60h后，SC18-2377株、SC18-23771株培养基中葡萄糖全部被利用，其乙醇产量由14.58g/L提高至15.63g/L，SC18-2377株、SC18-23771株均能够代谢木糖，木糖代谢量由4.68g/L提高至6.78g/L。
SC18-23771菌株可以与葡萄糖和木糖共发酵生产乙醇。

Claims (2)

1.一株葡萄糖/木糖共代谢酿酒酵母菌株，分类命名为酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)，保藏于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：10667。
2.权利要求1所述葡萄糖/木糖共代谢酿酒酵母菌株在生产乙醇中的应用。
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