【技術實現步驟摘要】
本申請涉及微生物，具體涉及一種提升釀酒酵母高乙醇耐受性能的動態適應性進化方法及其厭氧恒化培養裝置。
技術介紹
0、技術背景
1、燃料乙醇是目前世界上應用最為廣泛的可再生生物液體燃料，它可以作為汽油環保型的增氧劑和辛烷值促進劑。
2、隨著全球石化資源的不斷減少以及環保意識的日益增加，燃料乙醇作為傳統石化能源的替代品，其發展越來越受到關注。工業酒精發酵過程中，酒精抑制是指當乙醇濃度達到一定水平時，乙醇對酵母細胞的生長和酒精產生能力產生抑制作用。這種抑制作用可能會影響酵母細胞的活力、代謝活性和發酵效果，所以亟待開發一種高乙醇耐受菌株提高發酵效率。
技術實現思路
1、本申請提供一種提升釀酒酵母高乙醇耐受性能的動態適應性進化方法及其厭氧恒化培養裝置，通過在培養基中梯度添加乙醇，對釀酒酵母進行適應性進化。進化菌株顯著提高了對乙醇的耐受性。將進化菌株應用于高糖環境下不同發酵條件生產乙醇，單位菌體的底物代謝能力，單位呼吸能力及乙醇產物合成能力均得到提高，采用本申請得到的適應性進化釀酒酵母菌株發酵生產乙醇可以高效合成乙醇，對于工業生產具有重要意義。
2、本申請提供一種提升釀酒酵母高乙醇耐受性能的動態適應性進化方法，其包括：
3、(1)將培養好的釀酒酵母菌液接種于批培養體系，進行批培養；
4、(2)在批培養結束時，將培養體系切換至恒化培養體系進行恒化培養：以恒定速率向恒化培養體系加入含有初始濃度乙醇，使所述培養體系保持恒定體積；
6、(4)獲得在目標濃度的乙醇中保持恒定比生長速率生長的目標菌株，經純化篩選后得到高乙醇耐受的釀酒酵母菌株。
7、可選的，在本申請一些實施例中，所述初始濃度為25g/l-35g/l；所述目標濃度為65g/l-75g/l；
8、可選的，利用發酵尾氣成分檢測，結合過程生物參數變化判斷調整乙醇濃度，通過尾氣成分檢測得到尾氣二氧化碳含量，計算cer值，設定cer閾值10-25mmol/l/h，生物量閾值1.5-2.5g/kg,將所述cer值，生物量值分別于所述cer閾值和生物量閾值比較，在3-5個數量洗脫體積后，當所述cer值和生物量值分別維持在cer閾值和生物量閾值范圍內并保持穩定狀態，進行更高濃度乙醇適應性進化；
9、可選的，在所述cer值和生物量值不處在cer閾值和生物量閾值范圍內，并有持續下降現象，則動態調整乙醇濃度或稀釋率進行適應性進化。
10、本申請提供一種厭氧恒化培養裝置，用于上述的提升釀酒酵母對乙醇抗性的適應性進化方法對釀酒酵母進行恒化培養進化，其包括：
11、反應器，為培養體系通入高純氮氣提供無菌厭氧環境，通過配置攪拌部件進行培養；
12、補料部，以確定速率向所述反應器中加入含有不同濃度的乙醇的恒化培養基；
13、排出部，用于排出所述反應器中超過設定體積的發酵液；
14、氣體檢測部，獲得所述反應器發酵尾氣，檢測得到用以判斷當前乙醇適應性進化過程的發酵尾氣二氧化碳含量。
15、可選的，在本申請一些實施例中，所述補料部包括：
16、第一儲存容器容器，用于放置恒化培養基；
17、第一管路，其一端與所述培養液儲存容器相連，另一端與所述反應器相連，所述第一管路上設有用于將所述恒化培養基泵送至所述反應器內的第一蠕動泵；
18、第二儲存容器容器，用于不同濃度乙醇溶液；
19、第二管路，其一端與所述培養液儲存容器相連，另一端與所述反應器相連，所述第二管路上設有用于將所述恒化培養基泵送至所述反應器內的第二蠕動泵。
20、可選的，在本申請一些實施例中，所述排出部包括：
21、第三儲存容器容器，用于收容排出的發酵液；
22、第三管路，其一端與所述培養液儲存容器相連，另一端與所述反應器相連，所述第三管路上設有用于將所述恒化培養基泵送至所述反應器內的第三蠕動泵。
23、可選的，在本申請一些實施例中，所述氣體檢測部包括：
24、用于檢測發酵尾氣成分的質譜儀；其中，所述反應器內的發酵尾氣送至所述質譜儀檢測。
25、本申請提供高乙醇耐受的釀酒酵母菌株在高糖培養基條件下不同發酵方式的應用。
26、本申請具有至少以下一種或者多種有益效果：
27、本申請，將未經誘變處理的釀酒酵母，通過外源乙醇的添加進行適應性進化實驗，便于后續抗性基因的探究及多組學綜合分析。
28、本申請，在菌體適宜條件下進行恒化培養適應性進化，可以使菌體處于相對穩定狀態下進行進化，減少其他培養條件下可能出現的不可控不利因素，使菌體在合適的細胞密度及乙醇進化壓力下，能夠穩定進化，提高進化效率。
29、本申請，通過氮氣制造厭氧環境，模擬釀酒酵母工業生產乙醇工藝環境，本申請得到菌株更能適應實際工業生產條件，提高菌株在實際生產條件下的乙醇抗性，提高乙醇生產效率。
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1.一種一種提升釀酒酵母高乙醇耐受性能的動態適應性進化方法，其特征在于，其包括：
2.根據權利要求1所述的一種提升釀酒酵母高乙醇耐受性能的動態適應性進化方法，其特征在于，所述初始濃度為25g/L-35g/L；所述目標濃度為65g/L-75g/L。
3.根據權利要求1所述的利用發酵尾氣成分檢測，結合過程生物參數變化判斷調整乙醇濃度，其特征在于，通過尾氣成分檢測得到尾氣二氧化碳含量，計算CER值，設定CER閾值10-25mmol/l/h，生物量閾值1.5-2.5g/kg,將所述CER值，生物量值分別于所述CER閾值和生物量閾值比較，在3-5個數量洗脫體積后，當所述CER值和生物量值分別維持在CER閾值和生物量閾值范圍內并保持穩定狀態，進行更高濃度乙醇適應性進化；
4.一種厭氧恒化培養裝置，其特征在于，用于權利1-5任一項所述的提升釀酒酵母對乙醇抗性的適應性進化方法對釀酒酵母進行厭氧恒化培養進化，其包括：
5.根據權利4所述的厭氧恒化培養裝置，其特征在于，所述補料部包括：
6.根據權利4所述的厭氧恒化培養裝置，其特征在于，所述
7.根據權利4所述的厭氧恒化培養裝置，其特征在于，所述氣體檢測部包括：
8.如權利要求1所述得到的高乙醇耐受的釀酒酵母菌株在高糖培養基條件下不同發酵方式的應用。
...【技術特征摘要】
1.一種一種提升釀酒酵母高乙醇耐受性能的動態適應性進化方法，其特征在于，其包括：
2.根據權利要求1所述的一種提升釀酒酵母高乙醇耐受性能的動態適應性進化方法，其特征在于，所述初始濃度為25g/l-35g/l；所述目標濃度為65g/l-75g/l。
3.根據權利要求1所述的利用發酵尾氣成分檢測，結合過程生物參數變化判斷調整乙醇濃度，其特征在于，通過尾氣成分檢測得到尾氣二氧化碳含量，計算cer值，設定cer閾值10-25mmol/l/h，生物量閾值1.5-2.5g/kg,將所述cer值，生物量值分別于所述cer閾值和生物量閾值比較，在3-5個數量洗脫體積后，當所述cer...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王冠，陳力凡，王勇博，王雪婷，王高雅，張麗娜，于曉飛，莊英萍，
申請(專利權)人：華東理工大學，
類型：發明
國別省市：
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