专利名称：利用耐高浓度糖和酒精的酵母菌发酵生产酒精的方法
技术领域：
本发明涉及一种利用耐高浓度糖和酒精的酵母菌发酵生产酒精的方法，属工业微生物发酵工程技术领域。
本发明是这样实现的将1912菌株按微生物发酵常规液体种子培养方法、以麦芽汁培养基(取啤酒厂用麦芽汁10婆美度)进行培养，当每毫升培养液含酵母菌数达到1×108个时，按发酵罐培养液1/10-1/15的量放入发酵罐中进行第一阶段菌体培养，当发酵罐内每毫升培养液含酵母菌数达到108个时，进行第二阶段酒精生产发酵；也可将该酵母菌菌株按常规的方法固定在载体上，再进行两阶段发酵生产酒精。其中第一阶段称为种子培养阶段，糖起始重量百分比浓度为6-14％，整个阶段连续或间断通入无菌空气，即每间隔1小时通气10-30分钟；第二阶段称为发酵阶段，糖起始重量百分比浓度为15-30％，整个阶段保持间隙搅拌或间断通入无菌空气，即每间隔2小时通气3-20分钟。
本发明中利用该酵母菌菌株进行发酵生产酒精的两个阶段可在一个发酵罐内进行也可在多个发酵罐内进行。
本发明的酒精发酵全过程中，pH值控制在3.8-5.0、温度控制在26℃-36℃、发酵所用时间为48小时；其发酵生产酒精全过程完成时，发酵液中酒精体积百分比浓度为11-16％。
本发明所采用的酵母菌菌株1912具备以下特征(1)基本生理特征细胞圆形、卵圆形或洋梨形。在幼年菌落中，细胞为4～14×3～7微米，长和宽的比率是1∶1～2∶1；在麦芽汁中沉淀。子囊孢子圆形，平滑。
(2)酵母菌菌株1912是酿酒酵母菌(Saccharomyces cerevisiae)通过分子生物学方法，使乙醇脱氢酶基因缺失或不表达而获得的变异菌株，具有能耐受高浓度糖和高浓度酒精的优点。酵母菌株乙醇脱氢酶基因缺失或不表达可通过物理、化学或分子生物学的方法达到，也可通过物理或化学诱变以及分子生物学的方法获得。
(3)酵母菌菌株1912同酒精生产所使用的其它酿酒酵母菌菌株及原出发菌株相比，能耐受较高浓度的酒精和糖。其耐受的糖重量百分比浓度最高达35％；酒精体积百分比浓度最高达20％，并在此条件下具有良好发酵生产酒精的能力。
固定化载体的制作方法第一步菌体制备。通过液体无菌培养的方法(按《工业微生物学实验手册》，化学工业出版社)，获得10毫升菌体量为每毫升培养液含108个菌体(计数方法按《微生物学实验》，高等教育出版社)的菌液。培养条件30℃，自然pH值，保持通入无菌空气。培养基采用麦芽汁培养基(取啤酒厂用麦芽汁10婆美度)。第二步将10克聚乙烯醇加80克水，加热溶化，保持体积在90毫升(不足部分加水补足)，待冷却至50-55℃时，加入8克硅藻土，加入预先制备好的菌液，混合均匀，放入容器，置于-4℃冰箱过夜(24小时)。第三步，将冰箱中的固定菌体取出，脱离容器，50℃烘干4小时，成为成品。
本发明具有实施方便，提高糖蜜酒精发酵过程中发酵液的酒精含量、糖转化为酒精的转化率和最终酒精的产率，从而降低发酵生产酒精的生产成本。
实施例二具体操作同实施例一，不同之处种子培养阶段每间隔1小时通气20分钟，当培养液含酵母菌108个时，加入的培养液糖重量百分比浓度为23％，保持间隙搅拌或每2小时通无菌空气12分钟，最终酒精体积百分比浓度达到13％。
实施例三具体操作同实施例一，不同之处种子培养阶段每间隔1小时通气30分钟，当培养液含酵母菌108个时，加入的培养液糖重量百分比浓度为30％，保持间隙搅拌或每2小时通无菌空气20分钟，最终酒精体积百分比浓度达到14％。
表1.云南省元江糖厂1912菌株单罐发酵结果
实施例四按说明书附图
生产流程，将1912菌株制成固定化载体放入90M3发酵罐(种子培养罐或第一只发酵罐)中进行培养，其中含有10-15M3糖重量百分比浓度为10％的培养液。温度控制在30℃，pH值控制在4.5，保持持续或间断通入无菌空气，即每间隔1小时通气10分钟。检查培养液中酵母菌菌体量，达到每毫升培养液含酵母菌108个时，在种子罐中连续加入糖重量百分比浓度为10％的培养液，通过液体的自然流动，当第二只发酵罐内有种子罐的过液时，在第二只发酵罐中连续加入糖重量百分比浓度为15％的培养液。温度控制在30℃，pH值控制在4.2，保持间隙搅拌或每2小时通无菌空气4分钟，培养48小时，最终酒精体积百分比浓度达到11％。
其中，种子培养罐体积(第一只发酵罐)与发酵罐(第二只发酵罐)体积比为1∶4-10。
实施例五具体操作同实施例四，不同之处种子罐每间隔1小时通气20分钟，当培养液含酵母菌108个时，第二只发酵罐加入的培养液糖重量百分比浓度为23％，保持间隙搅拌或每2小时通无菌空气12分钟，最终酒精体积百分比浓度达到13％。
实施例六具体操作同实施例四，不同之处种子罐每间隔1小时通气30分钟，当培养液含酵母菌108个时，第二只发酵罐加入的培养液糖重量百分比浓度为30％，保持间隙搅拌或每2小时通无菌空气20分钟，最终酒精体积百分比浓度达到14％。
表2.云南省元江糖厂1912菌株多罐发酵结果
表3.云南省勐永糖厂1912菌株多罐发酵结果
权利要求
1.一种利用耐高浓度糖和酒精的酵母菌发酵生产酒精的方法，按现行常规单级或多级连续发酵生产酒精的方法进行，其特征在于1.1该方法采用经分子生物学方法，使乙醇脱氢酶基因缺失或不表达而获得的酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae变异菌株1912，该菌株能耐受高浓度糖和高浓度酒精菌株，其酒精耐受度体积百分比为20％，糖能耐受度重量百分比为35％，酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae1912菌株，2002年10月9日保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏号CGMCCNo.0806；1.2该方法在酒精发酵的种子培养阶段连续或每间隔1小时通入无菌空气10-30分钟，在酒精发酵阶段保持间隙搅拌或间断通入无菌空气，即每间隔2小时通气3-20分钟；1.3该方法在酒精发酵阶段加入糖浓度重量百分比为15-30％的原料。
全文摘要
本发明涉及一种利用耐高浓度糖和酒精的酵母菌发酵生产酒精的方法，属工业微生物发酵工程技术领域。按现行常规发酵生产酒精的方法进行，本发明利用能耐高浓度酒精和高浓度糖的酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)1912进行两阶段发酵生产酒精。当第一阶段每毫升培养液含酵母菌10
文档编号C12P7/06GK1456673SQ0311793
公开日2003年11月19日 申请日期2003年5月21日 优先权日2003年5月21日
发明者乔敏, 张克勤, 周薇, 刘士清, 余泽芬 申请人:云南大学