高耐酸酒酒球菌常压室温等离子体诱变选育及其苹果酸-乳酸发酵研究

【目的】为选育出高度耐酸性酒酒球菌（Oenococcus oeni）突变菌株,研究其胁迫耐受性能及苹果酸-乳酸发酵（malolactic fermentation,MLF）能力。【方法】以酒酒球菌SD-2a为出发菌株,通过常压室温等离子体（atmospheric and room temperature plasma,ARTP）诱变技术,筛选高耐酸性酒酒球菌突变菌株,并探究其乙醇耐受性及在模拟酒和葡萄酒条件下的MLF能力。【结果】经过ARTP诱变处理后,利用pH 3.0的胁迫传代培养和分离纯化等,获得了5株β-葡萄糖苷酶活性较好的耐酸突变菌株,且在高乙醇浓度下表现出了较好的耐乙醇性。其中突变菌株ARTP-2在模拟酒中的β-葡萄糖苷酶活性和l-苹果酸累积降解量最高,且其在葡萄酒中l-苹果酸降解速率快于出发菌株,在第18天完成MLF,发酵后的葡萄酒香气成分的含量显著高于接种SD-2a的酒样。【结论】突变菌株ARTP-2具有良好的胁迫耐受性和MLF能力,对葡萄酒的香气起到积极的作用,为进一步开发优质的MLF商业发酵剂奠定基础。     

22株中国优良酒酒球菌代谢生物胺的检测

葡萄酒苹果酸-乳酸菌在葡萄酒苹果酸-乳酸发酵中对氨基酸进行脱羧反应产生具有毒性作用的生物胺.利用PCR技术及HPLC检测方法对22株中国优良酒酒球菌的生物胺代谢安全性进行研究.结果表明,PCR检测结果与HPLC测定结果一致,从我国葡萄产区筛选的优良酒酒球菌均不产生组胺、酪胺和腐胺,从生物胺角度.我国筛选的22株优良酒酒球菌具有较高的生物胺代谢安全性.     

酒酒球菌苹果酸-乳酸酶基因的测序及分析

苹果酸乳酸酶是乳酸菌进行苹果酸乳酸发酵(MLF)的关键酶。以携带酒酒球菌(Oenococcusoeni)优良菌系OenococcusoeniSD2a的苹果酸乳酸酶基因mleA的重组质粒pLmleA作为测序质粒,进行测序分析。测序结果表明,克隆到的mleA基因序列与已报道的序列同源性为99%。mleA基因序列中有2个碱基与报道不同,其中1614碱基的改变导致错意突变,编码的氨基酸由报道的Asp变为Glu,这一改变使得原有的BamHI位点不再存在。     

乙醇胁迫处理对酒酒球菌SD-2a生理特性的影响

为制备高效的葡萄酒乳酸菌发酵剂,以酒酒球菌SD-2a为试验材料,研究了5%、10%不同浓度的乙醇胁迫处理对菌体生长、细胞内MLE活性、冻干存活率及细胞膜脂肪酸组分的影响。试验结果表明乙醇胁迫处理明显降低了菌体的生长速率和生物产量。与对照相比,5%乙醇胁迫处理降低了菌体的冻干存活率,而10%乙醇处理却显著增加了菌体的冻干存活率。细胞膜脂肪酸组分的测定结果表明,前者细胞膜U/S比值为1.12,比对照降低了26.3%,而后者细胞膜U/S比值为2.29,比对照增加了50.6%。故认为酒酒球菌SD-2a为适应不同浓度的乙醇胁迫环境,在细胞膜脂肪酸水平上所采用的机制不同,且菌体的冻干存活率与其细胞膜脂肪酸组分密切相关。     

不同培养基对酒酒球菌SD-2a存活率及膜脂肪酸组分的影响

[目的] 为获得高效的葡萄酒乳酸菌发酵剂,本文研究了3种具有不同pH缓冲能力的培养基对酒酒球菌接种存活率、冻干存活率及细胞膜脂肪酸组分的影响.[方法]采用平板计数法测定菌体的接种存活率、冻干存活率;并采用GC/MS色谱方法测定收获菌体细胞膜脂肪酸组分.[结果]实验结果表明,没有添加苹果酸的ATB培养基,其pH缓冲能力弱.分别与FMATB和MATB培养基相比,ATB培养基培养获得的菌体,其接种模拟酒培养基后的存活率提高了20.3%和40.2%,其冷冻干燥存活率提高了48.5%和68.3%,其细胞膜中C19cyc11的相对含量提高了10.0%和36.8%,其细胞膜U/S值提高了20.4%和45.2%.[结论]本文推测ATB培养基培养所得菌体,由于自我酸胁迫反应,增强了其对葡萄酒胁迫因素及冷冻干燥的抗性,而该反应与菌体细胞膜脂肪酸组分的变化密切相关.故ATB培养基更适合于酒酒球菌SD-2a发酵剂的制备.     

Oenococcusoeni苹果酸-乳酸酶基因克隆及其在酿酒酵母中的表达

苹果酸-乳酸酶是苹果酸-乳酸发酵过程中负责苹果酸转化为乳酸的功能酶。在进行酒酒球菌SD2a的苹果酸-乳酸酶基因(mleA)克隆测序基础上,以PGK1强启动子和ADH1终止子为调控元件,以大肠杆菌-酵母菌穿梭质粒YEp352为载体,构建了重组表达质粒并转化酿酒酵母YS58。酵母转化子用SD/Ura平板筛选鉴定。斑点杂交检测表明目的基因mleA转化到受体菌中,SDSPAGE检测表明获得的转化子表达了约60kDa的目标蛋白。获得的转化子在添加了L苹果酸的培养基中培养4d;取培养液上清用HPLC检测L苹果酸及L乳酸含量,采用t检验进行差异显著性分析,结果表明mleA基因进行了功能性的表达,将L苹果酸转化成L乳酸,L苹果酸和L乳酸含量分别与对照差异极显著和显著,苹果酸的相对降低率平均为20.95%。在有选择压力条件下,重组质粒相对稳定,而在无选择压力条件下,传代培养10d后大约有65%的重组质粒丢失。     

酒类酒球菌苹果酸-乳酸酶基因的克隆

利用PCR方法从酒类酒球菌(Oenococcus oeni)基因组中扩增出651 bp的DNA片段,将之克隆到pUC19-T载体上并转化大肠杆菌(E.coli)JM109菌株.重组质粒的测序结果表明,克隆到了苹果酸-乳酸酶基因(mle),它含有527 bp的阅读框架,其核苷酸序列与文献报道相同.     

酒酒球菌的快速特异性PCR鉴定

以Oenococcus oeni苹果酸-乳酸酶基因(mleA)为目标基因,设计了1对特异性引物PmleaL/PmleaR进行酒酒球菌的快速鉴定研究。结果表明,直接以O.oeni的菌落为模板,通过引物对PmleaL/PmleaR的PCR扩增,可得到mleA基因的特异性条带;用此特异性引物进行供试乳酸菌的PCR鉴定,所有O.oeni菌系均得到特异性条带,而供试的其它种类乳酸菌未扩增出目标带。PmleaL/PmleaR可用于O.oeni的快速PCR鉴定。     

酒酒球菌液氮超低温保存

【目地】为安全、长期的保藏酒酒球菌,本文研究了菌体生长时间、冷冻方法、解冻温度、菌密度以及保护剂等对酒酒球菌细胞冷冻存活率的影响,找到最优液氮超低温保存方法。【方法】采用平板计数法测定冷冻存活率。【结果】实验结果表明酒酒球菌的最佳保存方法为:首先在稳定期前期离心收集菌体;其次加入保护剂(20 g/L酵母浸提物,40V/V甘油,20 g/L蔗糖,30 g/L谷氨酸钠)稀释菌体,使菌密度为109CFU/mL;然后直接投入液氮冷冻;最后在37℃温水浴中迅速解冻。保存6个月后,其中21株酒酒球菌的冷冻存活率达到99%以上。【结论】初步研究表明酵母浸提物,甘油,蔗糖,谷氨酸钠复合保护剂对酒酒球菌的保护效果较好,液氮超低温保存可用于酒酒球菌的长期保存。     

酒类酒球菌mleP基因的克隆及其在酿酒酵母中的表达

苹果酸通透酶具有协助苹果酸 乳酸发酵 (MLF)的重要功能。以酒类酒球菌 (Oenococcusoeni)优良菌系Oenococcus Lee SD 2a的总DNA为模板 ,用PCR方法克隆到苹果酸通透酶基因mleP ,构建了重组质粒pBMmleP。序列分析表明克隆到的基因序列与已报道的序列同源性为 99%。为使目的基因在酿酒酵母中表达 ,以大肠杆菌 酿酒酵母穿梭质粒YEp35 2为载体 ,以PGK1强启动子和ADH1终止子为调控元件 ,构建了重组表达质粒YEpmleP ,并转化酿酒酵母 (Saccharomycescerevisiae)YS5 8。酵母转化子用含有亮氨酸、组氨酸和色氨酸的YNB平板筛选鉴定。获得的转化子在添加了L 苹果酸 (5g L)的培养基中培养 4d ;取培养液上清用HPLC检测 ,结果显示重组转化子YSP的培养液中L 苹果酸剩余含量均低于空载体转化子YS35 2 ,因此所得酵母重组转化子对苹果酸的转运能力有所提高     

戈壁异常球菌Dgl5蛋白生物学功能研究北大核心CSCD

LEA5C(Group 5C Late Embryogenesis Abundant)家族蛋白参与非生物胁迫反应并以分子伴侣的形式保护细胞内生物大分子不受损伤。分离于新疆戈壁沙漠的戈壁异常球菌(Deinococcus gobiensis)I-0具有极端的电离辐射、氧化、干燥等抗性。功能基因组注释表明Dgo_CA1605编码蛋白属于LEA5C家族,命名为Dgl5,对Dgl5生理功能展开研究。采用同源重组的方法构建Dgl5重组表达菌株。非生物胁迫实验结果表明,Dgl5能够显著增强表达菌株BL21盐胁迫抗性,最大限度地保护宿主菌免受反复冻融的损伤;体外生理生化实验结果表明在反复冻融条件下,Dgl5能够有效保护苹果酸脱氢酶(MDH)和乳酸脱氢酶(LDH)酶学活性。因此推测,在冷冻、高盐胁迫条件下,Dgl5蛋白通过保护细胞体内相关酶类的活性,增强宿主菌抵抗外界复杂多变的极端环境。?     

乳酸乳球菌双组分系统调控有氧呼吸的研究

【背景】乳酸乳球菌作为食品行业的代表性菌株,如何通过双组分系统响应环境因子与代谢调控的分子机制研究,对发酵食品产业和益生菌制剂行业有着重要的意义。【目的】探究乳酸乳球菌双组分系统对有氧呼吸代谢调控的相关网络,为乳酸菌适应性代谢研究提供新思路。【方法】采用生物信息学方法,系统性地分析乳酸乳球菌双组分系统组氨酸激酶和反应调节因子的结构域组成及预测双组分系统功能,筛选出与有氧呼吸有潜在联系的双组分,并进一步通过基因转录表达和非靶向代谢组学验证。【结果】以乳酸乳球菌的代表菌株NZ9000为例构建相互作用蛋白网络,显示双组分系统与丙酮酸代谢网络关键连接点为丙酮酸铁氧还蛋白氧化还原酶(nifJ)。在不同的生长时期,Lactococcus lactis NZ9000双组分转录表达在延滞期变化显著。与厌氧培养相比,有氧培养和有氧呼吸培养的菌体双组分呈现下调趋势。双组分系统参与乳酸菌氧化应激和血红素胁迫过程。【结论】明确乳酸乳球菌参与有氧呼吸的双组分系统以及代谢通路,有助于提高发酵剂、益生菌剂的存活率和竞争力。     

泸型酒酒醅中梭菌群落的研究

正泸型酒(又称浓香型白酒)的生产以高粱为主要原料,以大曲为糖化发酵剂,采用泥窖进行多菌种混合循环固态发酵,窖池中存在的微生物主要包括酵母、霉菌、细菌、古菌等,这些独特而复杂的窖内微生物群落是泸型酒独特风味形成的关键~([1])。梭菌对于泸型酒中己酸乙酯、丁酸乙酯等典型风味物质的形成具有重要作用,虽然已对窖泥进行了群落结构和演替规律的研究,但对酒醅中的这类微生物的变化及其功能则研究甚少。本期刊登了马     

用酿酒酒球菌的苹果酸-乳酸发酵控制葡萄酒的香味

在葡萄酒酿造中最难控制的一步就是所谓的苹果酸乳酸发酵（ＭＬＦ）。它通常是在乙醇发酵结束后进行的。ＭＬＦ是由乳酸菌,最好是用酿酒酒球菌（Ｏｅｎｏｃｏｃｃｕｓｏｅｎｉ过去名Ｌｅｕｃｏｎｏｓｔｏｃｏｅｎｏｓ）,将葡萄酒中的苹果酸（羟基丁二酸）转化为乳酸（一种单羧酸）,使葡萄酒的酸度降低,口感变软。此外,ＭＬＦ还改变水果香味生成产香化合物,影响成品酒的香气和口味的平衡。近年来,为了更好地控制ＭＬＦ,用市售的酿酒酒球菌的冷干菌种直接接种到葡萄酒中。用市售的菌种可以更好的控制ＭＬＦ的时间和速率,减少其他细…     

非生物胁迫下耐辐射异常球菌drB0118基因功能分析

【目的】鉴定和确定被预测为编码干燥相关蛋白的耐辐射异常球菌(Deinococcus radiodurans) drB0118基因功能,探讨该基因对盐、渗透和氧化胁迫抗性的作用。【方法】构建drB0118基因缺失突变株(ΔB0118),通过氯化钠、D-山梨糖醇和过氧化氢等胁迫冲击实验及氧化胁迫条件下qRT-PCR分析,研究drB0118突变对非生物胁迫反应及氧化胁迫相关基因表达的影响。【结果】drB0118突变导致菌株对NaCl和D-sorbitol胁迫的抗性降低;对氧化胁迫(H2O2)敏感;qRT-PCR分析显示,drB0118突变引起氧化胁迫抗性基因pod和oxyR分别下调4倍和10倍。【结论】D. radiodurans中drB0118参与了盐、渗透和氧化等多种非生物胁迫反应。     

5种商业酵母对无花果酒质量的影响

为筛选出适合无花果酒发酵的菌株,选用五株商业酵母通过对发酵性能、理化指标、总酚、甲醇、感官评定进行比较分析。实验表明,菌株KD主发酵CO_2失重量为14.85 g,酒精度可达11.52%(V/V),透光率(96.7 T%)显著高于其它菌株(p0.05),总酸为3.55 g/L,酒中总酚含量为0.37 mg/L,甲醇含量为297.19 mg/L显著低于其它菌株(p0.05)。菌株KD发酵的无花果酒感官评分高于其它菌株发酵的酒,其风格独特,典型优雅。本试验通过从商业酵母中筛选出适合无花果酒发酵的优良酵母,可为无花果酒的生产提供理论依据。     

谷胱甘肽在乳酸乳球菌抵抗氧胁迫中的保护作用

为研究谷胱甘肽(GSH)在乳酸乳球菌NZ9000抗氧胁迫中的生理作用,以能够生物合成GSH的重组菌NZ9000(pNZ3203)为实验菌株进行了研究。结果表明,在较高H2O2胁迫剂量(150mmol/L H2O2,15min)下,前培养3h、5h和7h(即乳酸链球菌素诱导1h、3h和5h)时的重组菌细胞的存活率分别是处于相应生长时期对照菌NZ9000(pNZ8148)的1.8±0.1倍、2.6±0.1倍和2.9±0.3倍。表明GSH可以提高宿主菌NZ9000对H2O2所引发氧胁迫的抗性。GSH还可以提高宿主菌NZ9000对其它化学物质(如超氧阴离子自由基生成剂———甲萘醌)所引发氧胁迫的抗性。这表现在经20mmol/L甲萘醌处理60min后,前培养5h(即乳酸链球菌素诱导3h)时重组菌细胞的存活率是对照菌的6.2±0.1倍。由此表明,通过代谢工程手段在菌株NZ9000中引入GSH合成能力,可以提高宿主菌对氧胁迫的抗性。     

海洋细菌SSQ500的鉴定及其发酵产物抗肿瘤作用机制研究

[目的]对具有抗肿瘤活性的海洋细菌SSQ500进行分类鉴定,初步探讨其发酵产物的抗肿瘤作用机制.[方法]通过菌株的形态学观察、生理生化特征检测和16S rDNA序列分析及系统发育分析,以确定菌株的分类.不同浓度的活性物质作用于肿瘤细胞不同时间后收集细胞,流式细胞术分析人肝癌细胞(SMMC-7721)凋亡比例,检测Caspase3、Caspase8蛋白的表达.[结果]初步鉴定菌株SSQ500属于粘球菌属(Myxococcaceae sp.).该菌株发酵产物能诱导SMMC-7721凋亡,上调Caspase3、Caspase8蛋白的表达.[结论]SSQ500属于粘球菌属,其发酵产物的抗肿瘤作用机制为诱导肿瘤细胞凋亡,可能与上调Caspase3、Caspase8蛋白的表达有关.     

工业微生物酸胁迫的耐受机制及改造途径

工业微生物在发酵生产过程中会面对发酵环境和自身产生的各类酸性物质,而这些酸性物质会影响工业微生物的生长和代谢,即产生酸胁迫。微生物通过调控胞内质子浓度、保护和修复生物大分子、改变细胞膜组分以及整体水平调控等耐受机制来应对酸胁迫。结合酸胁迫的各种耐受机制,利用自然筛选和人工改造的方法提高工业微生物的抗酸胁迫能力,为构建出更能适应工业生产条件的菌株提供理论依据。     

酱醪细菌菌株的分离及功能分析

【目的】分离获得来源于酱醪的细菌,考察菌株与酱油品质相关的特性,初步评价其应用于酱油发酵的潜力。【方法】从日式酱油发酵的酱醪体系中分离和筛选优势或特征细菌菌株,比较它们的耐盐性及其在高盐条件下产蛋白酶、有机酸、挥发性物质和氨基酸等的能力。【结果】从日式酱油酱醪中共分离得到9株细菌,分别属于魏斯氏菌(Weissella)、乳酸足球菌(Pediococcus)、乳酸杆菌(Lactobacillus)、芽孢杆菌(Bacillus)、四联球菌(Tetragenococcus)和葡萄球菌(Staphylococcus)属。其中耐盐的细菌有类肠膜魏斯氏菌(Weissella paramesenteroides)CQ03、嗜酸乳酸足球菌(Pediococcus acidilactici)JY07、戊糖乳酸足球菌(Pediococcus pentosaceus)JY08、葡萄球菌(Staphylococcus sp.)JY09和嗜盐四联球菌(Tetragenococcus halophilus)MRS1。在高盐条件下,对它们的特性分析表明:解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)B2产蛋白酶和糖化酶的能力较强,W.paramesenteroides CQ03可水解原料产生较多鲜味氨基酸,T.halophilus MRS1产有机酸能力较强,它和S.sp.JY09代谢产生的挥发性物质较多。【结论】筛选得到9株在促进原料水解和提高风味物质合成方面有潜力的菌株,如果应用到酱油工业生产中,将有利于缩短发酵周期,提高酱油品质。