專利名稱：提高釀酒酵母發(fā)酵生產(chǎn)酒精產(chǎn)量的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于工業(yè)微生物發(fā)酵工程技術(shù)領(lǐng)域，是一種釀酒酵母發(fā)酵生產(chǎn)酒精的方 法，尤其是一種操作簡單、周期短，可明顯提高釀酒酵母發(fā)酵生產(chǎn)酒精產(chǎn)量的方法。
背景技術(shù)：
目前，發(fā)酵生產(chǎn)酒精的方法都是以釀酒酵母為出發(fā)菌，絡(luò)斜面培養(yǎng)和種子培養(yǎng) 后，接種在發(fā)酵培養(yǎng)基中用搖床或發(fā)酵罐進(jìn)行培養(yǎng)，其中釀酒酵母是酒精產(chǎn)量高低 的關(guān)鍵因素之一。因此，現(xiàn)有方法有通過物理、化學(xué)及分子生物學(xué)等手TO釀酒酵 ，行改造，以便得到具有優(yōu)良性狀的釀酒酵母，從而達(dá)到提高釀酒酵母發(fā)酵生產(chǎn) 酒精產(chǎn)量的目的。然而，各種改造手段均存在著操作繁瑣、周期長、成本高等缺點(diǎn)。
》驗(yàn)素是目前已知的一類非,啡免疫來源的蛋白質(zhì)或糖結(jié)合蛋白，具有各種
各樣的生物功能，如具有和細(xì)胞表面結(jié)合，進(jìn)而改變細(xì)胞代謝途徑的作用。Chuannan Xiong、 Wei Li和Han Liu等作者在《比較生物化學(xué)和生理學(xué)(原文Comparative Biochemistry Physiology)"期刊，2006年第143C巻第9-16頁中登載的《一種新的 來自海綿Cra"/e//a m^ra/z'm^的黏蛋白結(jié)合M^素(原文A normal mucin-binding lectin from the sponge Cra"/e//a aus/ra/Zms^)}(文獻(xiàn)1 )，文中i侖述了從海綿(0謹(jǐn)'e〃a m^rafem&)中提取的黏蛋白特異性海綿凝集素(CAL)，由3個(gè)18kDa的亞基組 成，分子量為54kDa，它的N末端氨基酸組成為TSSCQSIWE，具有艦小鼠脾 細(xì)胞有絲分裂的活性。再如李偉、熊川男和王建華等作者在"沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)" 期刊，2007年第38巻第2期第207-210頁中登載的《貽貝凝集素抗~~,活性研 究》(文獻(xiàn)2)中論述了N -乙酰半乳糖膨半乳糖(GalNAc/Gal)特異性的貽貝凝 集素(CGL)的制備方法及抗一HIV活性。但是，迄今為止，還沒有關(guān)于將凝集素 應(yīng)用于釀酒酵母發(fā)酵生產(chǎn)酒精的報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的操作繁瑣、周期長、成本高等缺點(diǎn)，提供 一種操作簡單、周期短，可明顯提高釀酒酵母發(fā)酵生產(chǎn)酒精產(chǎn)量的方法。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是 一種提高釀酒酵母發(fā)酵生產(chǎn)酒精產(chǎn)量的方法，是采
3用釀酒酵母為出發(fā)菌，經(jīng)斜面培養(yǎng)和種子培養(yǎng)后，接種在發(fā)酵培養(yǎng)基中進(jìn)行發(fā)酵培
養(yǎng)，其特征在于在所述發(fā)酵±咅養(yǎng)基中添加線素，添加濃度為l-30ng/ml。
所述凝集素是黏蛋白特異性海綿凝集素或N -乙酰半乳糖H努半乳糖特異性的 貽貝凝集素。
戶臓的黏蛋白特異性海綿 驗(yàn)素添加濃度為15ng/ml，所述N-乙酰半乳糖月紛 半孚匕辦寺異性的貽貝 素添加濃度為10ng/mL
戶;MI斗面培養(yǎng)的培養(yǎng)基是10 %麥芽汁；戶腿種子培養(yǎng)的培養(yǎng)基是葡萄糖18.0 &/L、蛋白胨18.0 g/L和酵母膏8.0 g/L的7jC溶液；所述發(fā)^i咅養(yǎng)基是蔗糖28.0g/L， 硫酸銨8.0 g/L和磷酸二氫鉀3.0 g/L的水溶液；具體培養(yǎng)方法按以下步鵬行
搖瓶培泰余4面種子活化4小時(shí)后接入種子培養(yǎng)基，培養(yǎng)20小時(shí)后再按10% 的接種量接入含有凝集素的發(fā)酵培養(yǎng)基中，裝液量為50ml發(fā)酵培養(yǎng)漱500ml搖瓶， 發(fā)^^26~32°(3，發(fā)酵時(shí)間24小時(shí)，搖床繊200r/min;
發(fā)酵罐培養(yǎng)斜面種子活化4小時(shí)后接入種子培養(yǎng)基，培養(yǎng)20小時(shí)后再按10% 的接種量接入含新驗(yàn)素的發(fā)酵培養(yǎng)基中，裝液量為4L/7L全自動(dòng)發(fā)酵罐，發(fā)M 度26^32。C，發(fā)酵時(shí)間24小時(shí)，搖床,300r/min,每間隔2小時(shí)通氣1~5力H中。
本發(fā)明是利用凝集素的生物功能，使其與釀酒酵母細(xì)胞表面結(jié)合，進(jìn)而改變釀 酒酵母細(xì)胞的代謝途徑，提高釀酒酵母生產(chǎn)酒精的產(chǎn)量。同現(xiàn)有技斜目比，操作簡 單、周期短，發(fā)酔液中酒齢量可提高60%以上，從而降低了發(fā)酵生產(chǎn)酒精的成本。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例h
菌株酉良酒酵母(&cc/wro亭ascemv她e):市場(chǎng)購買。
斜面培養(yǎng)基10%麥芽汁；種子培養(yǎng)基葡萄糖18.0g/L、蛋白胨18.0g/L和 酵母膏8.0 g/L的水溶液；發(fā)^i咅養(yǎng)基蔗糖28.0g/L，硫Mf安8.0 g/L和磷酸二氫鉀 3.0g/L的;K溶液并添加有黏蛋白特異性海綿凝集素(CAL)，添加濃度l-30(ig/ml， 最佳添加濃度是15pg/Ml。其中的黏蛋白特異性海綿凝集素(CAL)按文獻(xiàn)1中公 開的方法制備。
具體培養(yǎng)方法斜面種子活化4小時(shí)后接入種子培養(yǎng)基，培養(yǎng)20小時(shí)后再按 10%的接種量接入含有 麟素的發(fā)酵培養(yǎng)基中，裝液量為50ml發(fā)酵培養(yǎng)激500ml搖 瓶，發(fā)勝驢26~32°(:，發(fā)酵時(shí)間24小時(shí)，搖床魏200r/min。
斜面培養(yǎng)基、種子培養(yǎng)基及添加黏蛋白特異性海綿凝集素(CAL)前的發(fā)酵培
4養(yǎng)基及具體培養(yǎng)方法均可同現(xiàn)有技術(shù)。本發(fā)明實(shí)施例1的具體^^擇為
用采用化學(xué)氧化方纟去檢測(cè)發(fā)酵液中的酒精的含量(該方法登載于"J. AOAC" 期刊1969年52巻第85-88頁的《化學(xué)氧化法測(cè)定葡萄酒中乙醇含量的合作研究(原 文Collaborative study of the determination of ethanol in wine by chemical oxidation )》文中)。
檢測(cè)結(jié)果酒精含量12.7%;菌群數(shù)6.0乂107個(gè)；歹嫌量3.1%。 黏蛋白特異性海綿凝集素(CAL)最好在發(fā)酵開始前添加，酒精產(chǎn)量與黏蛋白 特異性海綿凝集素參與發(fā)酵的時(shí)間成正比。 實(shí)施例2:
菌種、斜面培養(yǎng)基、種子培養(yǎng)基、發(fā)酵培養(yǎng)基、檢測(cè)方法均同實(shí)施例l。 具體培養(yǎng)方法斜面種子活化4小時(shí)后接入種子培養(yǎng)基，培養(yǎng)20小時(shí)后再按
10%的接種量接入含有凝集素的發(fā)酹咅養(yǎng)基中，裝液量為4L/7L全自動(dòng)發(fā)翻，發(fā) ^^it26~32°C，發(fā)酵時(shí)間24小時(shí)，搖床織300r/min，每間隔2小時(shí)通氣1 5分 鐘。
檢測(cè)結(jié)果-酒精含量10.3%;菌群數(shù)獄107個(gè)；歹嫌量2.9%。 實(shí)施例3:
菌種、斜面培養(yǎng)基、種子培養(yǎng)基、培養(yǎng)方法、檢測(cè)方法均同實(shí)施例l。 與實(shí)施例1所不同的發(fā)酵培養(yǎng)基是在蔗糖28.0 g/L，硫酸銨8.0 g/L和磷酸二氫 鉀3.0 g/L的7k溶液中添加有N -乙酰半乳糖月窮半孚L糖(GalNAc/Gal)特異性的貽 貝凝集素(CGL)，添加濃度l-30^ml，最佳添加濃度為10p^ml。其中N-乙酰 半乳糖膨半學(xué)L糖(GalNAc/Gal)特異性的貽貝凝集素(CGL)按文獻(xiàn)2中公開的方 法制備。
檢測(cè)結(jié)果
酒精含量113%;菌群數(shù)6.3X10 個(gè)；賺量3.9%。
N -乙酰半乳糖月紛半乳糖(GalNAc/Gal)特異性貽貝凝集素(CGL)最好在 發(fā)酵開始前添加，酒精產(chǎn)量與N-乙酰半乳糖月窮半乳糖(GalNAc/Gal)特異性貽 貝凝集素(CGL)參與發(fā)酵的時(shí)間成正比。
實(shí)施例4:
菌種、種子培養(yǎng)基、培養(yǎng)方法、檢測(cè)方法均同實(shí)施例2，發(fā)^t咅養(yǎng)基同實(shí)施例3。酒精含量10.7%;菌群數(shù)6.4乂107個(gè)；歹嫌量3.8%。 對(duì)比例l:
菌種、種子培養(yǎng)基、檢測(cè)方、法均同實(shí)施例1，與實(shí)施例1所不同的是發(fā)酵培養(yǎng)
基是蔗糖28.0 g/L，硫^l安8.0 g/L和磷酸二氫鉀3.0 g/L的7K溶液，并沒有添加黏蛋 白特異性海綿凝集素(CAL)或N-乙酰半乳糖月紛半乳糖(GalNAc/Gal)特異性 貽貝m素(CGL)。 檢測(cè)結(jié)果
酒精含量7,1%;菌群數(shù)6.5乂10 個(gè)；殘?zhí)橇?.5%。 對(duì)比例2:
菌種、種子培養(yǎng)基、檢測(cè)方法均同實(shí)施例2，與實(shí)施例2所不同的是發(fā)酵培養(yǎng) 基是蔗糖28.0 g/L,硫^f安8.0 g/L和磷酸二氫鉀3.0 g/L的7jC溶液，并沒有添加黏蛋 白特異性海綿凝集素(CAL)或N-乙酰半乳糖膨半乳糖(GaMAc/Gal)特異性 貽貝凝集素(CGL)。
檢測(cè)結(jié)果
酒精含量6.1%;菌群數(shù)7.5乂107個(gè)；殘?zhí)橇?.3%。
通過將實(shí)施例與對(duì)比例進(jìn)行對(duì)比，可以看出釀酒酵母在添加有》lft素的發(fā)
酵培養(yǎng)基中發(fā)酵，酒精產(chǎn)量明顯提高，而且菌群im賺量均有所降低。
因所添加凝集素是利用 麟素的生物功能，使其與釀酒酵母細(xì)胞表面結(jié)合，進(jìn) 而改變釀酒酵母細(xì)胞的代謝途徑，因此菌種、斜面培養(yǎng)基、禾中子培養(yǎng)基、添加 素之前的發(fā)酵培養(yǎng)基以及培養(yǎng)方法均可用現(xiàn)有技術(shù)的任何一種。
權(quán)利要求
1.一種提高釀酒酵母發(fā)酵生產(chǎn)酒精產(chǎn)量的方法，是采用釀酒酵母為出發(fā)菌，經(jīng)斜面培養(yǎng)和種子培養(yǎng)后，接種在發(fā)酵培養(yǎng)基中進(jìn)行發(fā)酵培養(yǎng)，其特征在于在所述發(fā)酵培養(yǎng)基中添加凝集素，添加濃度為1-30μg/ml。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高釀酒酵母發(fā)酵生產(chǎn)酒精產(chǎn)量的方法，其特征在 于:所述M^素是黏蛋白特異性海綿凝集素或N-乙酰半乳糖膨半乳^#異性的貽 貝凝集素。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的提高釀酒酵母發(fā)酵生產(chǎn)酒精產(chǎn)量的方法，其特征在 于.-所述的黏蛋白特異性海綿凝集素添加濃度為15^ml，所述N-乙酰半乳糖胺/ 半學(xué)L^ft異性的貽貝》M^素添加濃度為10ng/mL
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的提高釀酒酵母發(fā)酵生產(chǎn)酒精產(chǎn)量的方法，其 特征在于戶;MI4面培養(yǎng)的培養(yǎng)基是10 %麥芽汁；所述種子培養(yǎng)的培養(yǎng)基是葡萄 糖18.0 g/L、蛋白胨18.0 g/L和酵母膏8.0 g/L的水溶液;所述發(fā)酵培養(yǎng)基是蔗糖28.0 g/L，硫酸銨8.0 g/L和磷酸二氫鉀3.0 g/L的水溶液；具體培養(yǎng)方法按以下步5驗(yàn)行:搖瓶培養(yǎng)斜面種子活化4小時(shí)后接入種子培養(yǎng)基，培養(yǎng)20小時(shí)后再按10% 的接種量接入含有凝集素的發(fā)酵培養(yǎng)基中，裝液量為50ml發(fā)酵培養(yǎng)漱500ml搖瓶， ^B^g26~32°C，發(fā)酵時(shí)間24小時(shí)，搖床,200r/min;發(fā)酵罐培養(yǎng):斜面種子活化4小時(shí)后接入種子培養(yǎng)基，培養(yǎng)20小時(shí)后再按10% 的擬中量接入含有凝集素的發(fā)酵培養(yǎng)基中，裝液量為4L/7L全自動(dòng)發(fā)酵罐，發(fā),顯 度26^32。C,發(fā)酵時(shí)間24小時(shí)，搖床^^l300r/min，每間隔2小時(shí)通氣1~5辦中。
全文摘要
本發(fā)明公開一種提高釀酒酵母發(fā)酵生產(chǎn)酒精產(chǎn)量的方法，是采用釀酒酵母為出發(fā)菌，經(jīng)斜面培養(yǎng)和種子培養(yǎng)后，接種在發(fā)酵培養(yǎng)基中進(jìn)行發(fā)酵培養(yǎng)，其特征在于在所述發(fā)酵培養(yǎng)基中添加凝集素，添加濃度為1-30μg/ml。是利用凝集素的生物功能，使其與釀酒酵母細(xì)胞表面結(jié)合，進(jìn)而改變釀酒酵母細(xì)胞的代謝途徑，提高釀酒酵母生產(chǎn)酒精的產(chǎn)量。同現(xiàn)有技術(shù)相比，操作簡單、周期短，發(fā)酵液中酒精含量可提高60％以上，從而降低了發(fā)酵生產(chǎn)酒精的成本。
文檔編號(hào)C12P7/06GK101555491SQ20091001125
公開日2009年10月14日 申請(qǐng)日期2009年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月23日
發(fā)明者佟長青, 亮 孔, 敏 曲, 偉 李, 汪秋寬, 譚成玉, 趙前程, 橋 金 申請(qǐng)人:大連水產(chǎn)學(xué)院