专利名称：纤维素酵母、双菌种酿酒酵母组合物及纤维素乙醇的发酵方法
技术领域：
本发明涉及酒精发酵工艺领域，尤其涉及一种纤维素酵母，以及包括该纤维素酵母的双菌种酿酒复合酵母和一种纤维素乙醇发酵方法。
背景技术：
在酒精发酵工业中，通常采用单一酵母进行发酵。采用这种方式，醪液的最终酒度只能达到11% -12%，若醪液最终酒度再提高，则醪液中残还原糖和淀粉浓度偏高，原料出酒率下降，且废弃的残还原糖、残淀粉及酒醪液对环境会造成一定的污染。为了改善单一酵母存在的上述缺陷，人们将单一酵母与酿酒复合酶配制成超级酿酒高活性干酵母进行酒精发酵，提高了原料的利用率和发酵醪液的浓度。将单一的酵母与相应的酶制剂混合制成酵母组合物，与之前使用单一的酵母相比，虽然提高了醪液的最终酒度而又将残还原糖和残淀粉浓度保持在一个合理的水平，在一定程度上解决了单一酵母存在的问题，但这种酵母组合物对恶劣发酵环境的适应性还不足，特别是随着目前纤维素乙醇发酵的发展，对酵母的适应性提出了更高的要求。因为在纤维素乙醇发酵过程中，纤维素的水解产物，如醛类、有机酸、呋喃、木素的降解物、盐类等将抑制酵母菌体的生长，降低酵母对营养物质的利用率，从而抑制乙醇的生成，降低了乙醇产率。因此，如何研制出一种性能良好的酿酒发酵剂，既能在酒精发酵过程中提高醪液的最终酒度，并保持残还原糖和残淀粉浓度在合理的水平，又能适应各种恶劣的发酵环境，例如，可耐受纤维素乙醇发酵中的各种抑制物，是目前急需解决的重大问题。
发明内容
为了解决现有酿酒发酵剂存在的各种技术问题，本发明提供了一种纤维素酵母，还提供了一种可提高醪液的最终酒度并保持残还原糖和残淀粉浓度在合理的水平，又具有耐酸、耐酚及耐醛特性的双菌种酿酒酵母组合物，以及该酵母组合物在纤维素乙醇发酵中的应用。本发明提供的纤维素酵母的保藏号为CCTCC N0.:M2011324，该酵母属于酿酒酵母种属，拉丁名称为 saccharomyces cerevisiae al.39。本发明提供的双菌种酿酒酵母组合物，包括48-63重量份的纤维素酵母，12-25重量份的耐高温酿酒高活性干酵母，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。优选地，该酵母组合物包括50-60重量份的上述纤维素酵母，16-25重量份的耐高温酿酒高活性干酵母，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。优选地，上述酵母组合物包括55重量份的纤维素酵母，18重量份的耐高温酿酒高活性干酵母，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。
优选地，上述酵母组合物包括50重量份的纤维素酵母，25重量份的耐高温酿酒高活性干酵母，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。优选地，上述酵母组合物包括60重量份的纤维素酵母，15重量份的耐高温酿酒高活性干酵母，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。本发明的另一目的在于提供一种纤维素乙醇发酵方法，包括将上述酵母组合物进行扩培，将扩陪后的酵母组合物加入到发酵原料中进行发酵，制得乙醇。本发明所提供的纤维素酵母以及包括其的双菌种酿酒酵母组合物，可有效降低最终发酵醪液中的残还原糖、残总糖、过滤总糖、残淀粉和残糊精的含量，从而提高出酒率和发酵酒度，降低发酵的生产成本。另外，本发明提供的酵母组合物还具有耐酸、耐酚、耐醛特性，适用于纤维素乙醇发酵，能大大发酵时间，提高发酵酒度。
图1是市售酵母与本发明提供的纤维素酵母之间的乙醇得率转化对照图。
具体实施例方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。本发明提供了一种纤维素酵母,属于酿酒酵母种属，拉丁名称为saccharomycescerevisiaeal.39，上述纤维素酵母已经在中国典型培养物保藏中心进行了保藏，该保藏中心的地址为中国武汉大学，保藏号为CCTCC N0.:M 2011324。提交保藏的日期为2011年9月21日，于2011年9月25日检测后鉴定为存活状态。本发明提供的双菌种酿酒酵母组合物，包括48-63重量份的上述纤维素酵母，以及12-25重量份的耐高温酿酒高活性干酵母。本发明所指的耐高温酿酒高活性干酵母的拉丁名为saccharomyces cerevisiae YY。本发明的具体实施方式
中采用的耐高温酿酒高活性干酵母为安琪酵母公司生产的耐高温酿酒高活性干酵母，其已经为市售产品。本发明所提供的酿酒酵母组合物与现有酿酒酵母组合物的区别之一在于，本发明提供的酿酒酵母组合物具有两种酵母，通过实验发明人惊奇地发现，上述两种酵母具有协同作用，使得该酵母组合物可提高醪液的最终酒度并保持残还原糖和残淀粉浓度在合理的水平，又具有耐酸、耐酚及耐醛的特性。除了上述两种酵母之外，本发明提供的双菌种酿酒酵母组合物中还包括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，本发明提供的酵母组合物发挥了有益效果，在发酵过程中酵母可充分利用营养物质较快较好的生长，从而促进了乙醇等目标产物的生成。本发明所采用的酸性蛋白酶、植酸酶以及木聚糖酶均为市售产品。一、纤维素酵母的提纯与获得1.初始筛选醪液的采集纤维素酵母属于酿酒酵母的一种，是兼氧性微生物，主要生长在偏酸性的潮湿含糖环境中。本发明提供的纤维素酵母的初始筛选醪液取样自纤维素乙醇酒精厂的废液。2.纤维素酵母菌株的分离和筛选
2.1培养基的制备
按照质量百分比计算，培养基包括的组成成分为:10%的蔗糖，2%的酵母浸粉，0.1%的MgS04*7H20，0.1 % K2HPO4, 2%琼脂，自然pH，其余为水。充分混合搅拌后，在121。。高温高压灭菌120min。酵母浸粉是采用新鲜酵母为原料，经酵母酶解自溶、分离过滤、浓缩、干燥而得到的一种黄色的粉状物。有酵母自然香味，易溶于水，水溶液呈淡黄色至浅棕色，较澄清。酵母浸粉富含蛋白质、氨基酸类、肽类、核苷酸、B族维生素、微量元素。主要作用是补充氮源和提供微生物生长的各种维生素及氨基酸及生长因子。酵母浸粉已经被广泛应用，本发明采用的酵母浸粉为市售产品。2.2平板培养基的制备将灭菌的培养基放在室温下冷却50_55°C，倒入灭过菌的培养皿中，每个培养皿倒入15ml左右的 培养基，然后放在平台上冷却制成平板，以上操作均在无菌条件下进行。2.3稀释涂布接种待平板准备好后，取Iml初始筛选醪液加入到9ml灭过菌的生理盐水中，充分震荡混合均匀，然后再吸取Iml该溶液加入到9ml灭过菌的生理盐水中，如此反复，分别得到稀释倍数为10_5，10_6，和10_7的初始筛选醪液稀释液。吸取上述浓度的稀释液各0.1ml，分别涂布到相应的平板培养基上。以上所用工具均要提前灭菌处理，以上操作也均在无菌条件下进行。2.4纤维素酵母的培养、挑菌和纯化将上述接种好的培养皿倒置于30°C的恒温培养箱中培养，2-3天候即可长出纤维素酵母菌落。选择形态较大、质地均匀，颜色均一的菌落进行挑取，对于生长较慢的纤维素酵母菌可延长分离平板的时间，分批进行挑菌，初步筛选的时候尽量多挑几个菌落并进行分类编号。将编号的菌落再按照上述方法进行进一步的分离纯化，并对筛选出的菌株进行相关的发酵性能实验，如此反复交替，直到选出一只各项指标均最优的纤维素菌株，即为本发明提供的纤维素酵母生产菌株。这里所指的各项指标主要是指发酵过程中乙醇转化率及发酵速率，乙醇转化速率和发酵速率均为最优者，即为本发明所筛选出来的菌株。二、本发明筛选出的纤维素酵母与现有酵母的发酵性能对比实验选取相同的纤维素酶解液，发酵过程中保证pH、温度相同，分别添加市售酵母和纤维素酵母酵母(市售酵母为目前市场上用于酒精发酵较好的酵母)，每8小时进行镜检和色谱分析，结果见表1:表I
权利要求
1.一种纤维素酵母，其特征在于，所述酵母的保藏号为CCTCC N0.:M2011324。
2.一种双菌种酿酒酵母组合物，其特征在于，所述酵母组合物包括48-63重量份的权利要求I所述的纤维素酵母，12-25重量份的耐高温酿酒高活性干酵母，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.根据权利要求2所述的酵母组合物，其特征在于，所述酵母组合物包括50-60重量份的所述纤维素酵母，16-25重量份的所述耐高温酿酒高活性干酵母，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.根据权利要求2所述的酵母组合物，其特征在于，所述酵母组合物包括55重量份的所述纤维素酵母，18重量份的所述耐高温酿酒高活性干酵母，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.根据权利要求2所述的酵母组合物，其特征在于，所述酵母组合物包括50重量份的所述纤维素酵母，25重量份的所述耐高温酿酒高活性干酵母，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.根据权利要求2所述的酵母组合物，其特征在于，所述酵母组合物包括60重量份的所述纤维素酵母，15重量份的所述耐高温酿酒高活性干酵母，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.—种纤维素乙醇的发酵方法，其特征在于，将权利要求2-6中任一项所述的酵母组合物进行扩培，将扩陪后的酵母组合物加入到发酵原料中进行发酵，制得乙醇。
全文摘要
本发明提供了一种纤维素酵母、双菌种酿酒酵母组合物及其在纤维素乙醇发酵中的应用，该纤维素酵母的保藏号为CCTCC NOM2011324。本发明提供的双菌种酿酒酵母组合物包括48-63重量份的上述纤维素酵母，12-25重量份的耐高温酿酒高活性干酵母，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。本发明提供的酵母组合物可有效降低最终发酵醪液中的残还原糖、残总糖、过滤总糖、残淀粉和残糊精的含量，提高出酒率和发酵酒度，还具有耐酸、耐酚、耐醛的特性，适用于纤维素乙醇发酵。
文档编号C12P7/10GK103184169SQ201110460248
公开日2013年7月3日 申请日期2011年12月31日 优先权日2011年12月31日
发明者李明, 俞学锋, 李知洪, 余明华, 姚鹃, 李志军 申请人:安琪酵母股份有限公司