中条山野生葡萄产香酵母的筛选及其混菌发酵对葡萄酒香气成分的影响

【背景】产香酵母可赋予葡萄酒独特的香气,因此,分离筛选优良产香酵母对酿造具有地域风味的特色葡萄酒具有重要意义。【目的】从中条山野生葡萄中筛选产香酵母,进行种群鉴定和生理生化特性研究,并将其应用于葡萄酒发酵过程,研究其对葡萄酒香气成分的影响。【方法】采用稀释涂布平板法从中条山野葡萄中分离筛选酵母菌,对其进行分子生物学鉴定。优选其中具有显著香气的产香酵母,与酿酒酵母F15进行混合发酵,采用气相色谱质谱联用(gas chromatograph-mass spectrometer,GC-MS)对香气成分进行分析,采用半定量法测定香气成分含量。【结果】共分离获得各种菌株13株,26S rRNA基因D1/D2区序列分析表明它们分布于Issatchenkia、Torulaspora、Pichia、Saccharomyces和Rhodotorula等5个不同属内。优选其中一株香气较为浓郁的酵母菌株Issatchenkia orientalis strain XS-6开展研究,结果发现该菌株最高耐受乙醇浓度为8%,最高耐受NaCl浓度为6%,最适生长温度为38℃。与酿酒酵母F15混菌发酵的葡萄酒中共检测出31种香气成分。香气物质总含量较单菌发酵增加19.8%,其中11种香气成分含量增加明显,尤其是具有玫瑰香气的苯乙醇。醇类与酯类物质含量较单菌发酵增加19.6%,并发现了香草酸乙酯(ethyl vanillate)、邻苯二甲酸二丁酯(dibutyl phthalate)等7种新的酯类物质。【结论】产香酵母XS-6对乙醇、NaCl、温度等具有良好的耐受性,而且与酿酒酵母F15混菌发酵对西拉葡萄酒香气成分具有明显的影响,可能在改善葡萄酒风味方面具有潜在的应用价值。     

不同酿酒酵母(Schromycese cerovisea)对黄酒挥发性香气物质的影响

研究不同酵母菌株对黄酒挥发性香气物质形成的影响,采用4种不同酿酒酵母(黄酒活性干酵母、工业生产用黄酒酵母HJ-1,HJ-2、耐高温活性干酵母(NGW))菌株进行实验室黄酒酿造试验,采用固相微萃取-气质联用技术测定了发酵后四种黄酒中挥发性香气物质含量,检测出与酵母相关的27种挥发性成分.研究结果表明不同酵母菌株酿制黄酒样品挥发性香气物质存在明显的差别.其中,HJ-2菌株β-苯乙醇,总酯含量较高,香气较为纯正;NGW活性干酵母挥发性酸含量较高;黄酒活性干酵母挥发性酯含量较低.本研究发现通过选用不同酵母菌株能够有效的调节黄酒生产风味物质的形成.     

鹰嘴豆孢克鲁维酵母利用菊芋原料同步糖化与发酵生产乙醇

菊芋含有大量的菊粉多糖,且种植简单、产量高,是极具开发价值的替代玉米等粮食作物生产燃料乙醇的原料。文中研究了鹰嘴豆孢克鲁维酵母Y179利用菊芋原料同步糖化与发酵生产乙醇。鹰嘴豆孢克鲁维酵母Y179具有高效分泌菊粉酶的能力,摇瓶试验显示Y179酵母能够利用完全由菊芋原料配制而成的培养基良好生长并发酵产生乙醇。通气及温度对乙醇产量影响明显,相对厌氧环境对Y179酵母发酵产乙醇具有促进作用,30℃发酵温度相对37℃和42℃更有利于乙醇产量提高。种子液培养时间及接种量对乙醇产量影响较小。在5 L发酵罐中以10%(V/V)量接入预培养36 h的Y179种子液,发酵液完全由菊芋干粉配制而成,总糖含量22%(W/V),30℃不通气,300 r/min搅拌,发酵144 h时,乙醇浓度达到12.3%(V/V),糖醇转化效率86.9%,糖利用率大于93.6%。初步研究结果显示鹰嘴豆孢克鲁维酵母Y179在利用菊芋原料生产乙醇方面具有良好应用前景。     

用基因组改组技术改良发酵木糖酵母Candida tropicalis XY-19的耐乙醇性能

Candida tropicalis XY-19是一株具有优良乙醇发酵性能的发酵木糖酵母,其发酵葡萄糖产乙醇性能与目前酒精工业生产菌种--安琪酒精酵母相近,但XY-19的耐乙醇性能远比安琪酒精酵母差,XY-19在含有超过7%(v/v)乙醇的培养基中不能生长。以XY-19为出发菌株,经紫外线诱变获得了5株能在7.5%(v/v)乙醇的培养基中旺盛生长的突变株,经Co-60诱变获得了8株能在含8%(v/v)乙醇的培养基中旺盛生长的突变株。然后,以紫外线诱变得到的5株菌和Co-60诱变得到的8株菌及耐乙醇性能较好的酿酒酵母(S.cerevisae Angel,S.cerevisae4608和S.cerevisae172)为出发菌株,经过4轮Genome shuffling结合木糖乙醇梯度平板的筛选,获得了4株(G3-13,G3-18,G3-57和G3-60)能够在12%乙醇平板上生长的菌株,其乙醇耐受性比野生菌株XY-19提高了71%,为将XY-19进一步开发成纤维质乙醇发酵的生产菌种奠定基础。本研究结果进一步体现了Genome shuffling技术在改良如乙醇耐受性等多基因控制性状上的突出优势,为工业生产菌种的快速有效改良提供了一种有效的方法。     

酱香型白酒酿造拜耳接合酵母生理代谢特征及其与地衣芽孢杆菌相互作用

【目的】拜耳接合酵母(Zygosaccharomyces bailii)是酱香型白酒酿造过程优势菌株。通过研究拜耳接合酵母酿造相关生理代谢特征及其与酿造环境中其它功能菌株的相互作用,探索其在白酒酿造过程中的贡献。【方法】从酱香酒酿造中筛选一株性能优良的拜耳接合酵母,比较其与模式菌株(Z.bailii,ATCC 58445)的生理代谢特征。通过组合发酵研究其与产酱香特征风味细菌地衣芽孢杆菌的相互作用。【结果】从酱香型酒醅中筛选得到一株性状优良的拜耳接合酵母(Z.bailii 15),可耐受p H 2.0和37°C高温及8%酒精浓度(体积比),较模式株更适应酿造环境,酒精产量(33.58 g/L)也远高于模式株(19.04 g/L),且与酱香型白酒酿酒酵母MT1(34.29 g/L)相当。该菌可产多种风味物质,与模式株相比,独特产生法呢醇、十二醇、2-壬醇、2-乙基己醇、癸酸、月桂酸、辛酸、辛酸乙酯、苯乙酮、4-叔丁基苯酚。共培养体系中,30°C条件下地衣芽孢杆菌对拜耳接合酵母生长影响不大,而在37°C地衣芽孢杆菌抑制拜耳接合酵母生长。此外,地衣芽孢杆菌对拜耳接合酵母乙醇转化率有促进作用,共培养体系风味物质种类及含量也都受到很大影响。【结论】拜耳接合酵母在酱香型白酒酿造体系中产酒精、产风味方面表现优异,对酱香型白酒生产具有重要贡献。     

采用新型药物抗性选育高效黄酒酵母菌株

【目的】黄酒酵母菌种是影响大罐黄酒生产效率的关键因素之一,高发酵性能黄酒酵母的选育对于提升黄酒生产效率具有重要的实用意义。【方法】以一种药物抗性为基础设计快速初筛方法,对黄酒酿酒酵母XY进行诱变筛选得到克霉唑(CTZ)抗性的黄酒酵母突变株,进一步以酵母发酵性参数为指标筛选得到发酵速率提高的黄酒酵母新菌株XY-3。【结果】比较突变菌株与原始菌株酿造性能发现,XY-3菌株最大发酵速率较原始菌株提高5.21%。黄酒酿造小试结果显示发酵前4天XY-3菌株乙醇生成速率明显高于原始菌株,其最大乙醇生成速率从XY菌株的14.77 g/d提高到15.30 g/d。XY-3酵母菌株发酵速率的提高能够缩短黄酒发酵周期1-2天,有助于提高发酵设备的利用效率。进一步研究发现XY-3发酵速率的提升可能与XY-3菌株多药物抗性(PDR)有关。【结论】联合使用传统诱变和药物抗性筛选策略选育得到高效黄酒酵母新菌株,这种筛选策略也为发酵食品行业优良菌株的选育提供了一种新的思路。     

酶工程

910785 筛选超量生产分解淀粉酶的酵母菌株[英]/Park,Y.K.…// Biotechnol.Lett.-1990,12(5).-373～376 [译自DBA,1990,9(15),90-09053]从食品、食品加工废水、果实、花和土壤中分离并筛选产生细胞外淀粉分解酶的酵母菌株.得到酵母属(Saccharomyces sp.)1-10等15株.其中假丝酵母(Candida     

五株木糖利用酵母的生理代谢特性

摘要:【目的】木质纤维素是地球上最丰富的可再生资源,筛选具有高抗逆和高效利用木糖能力的菌株对纤维素类可再生资源综合利用具有重大意义。【方法】论文以5株利用木糖的酵母,即树干毕赤酵母(Scheffersomyces stipitis,S.stipitis)、Candida tenuis (C.tenuis)、Spathaspora passalidarum (S.passalidarum)、Candida amazonensis(C. amazonensis)和Candida jeffriesii(C. jeffriesii)为研究对象,研究了其对温度、乙醇浓度、渗透压的耐受性,采用杜氏小管实验研究了其对常用碳源和氮源的利用能力,另外通过木糖发酵实验初步研究了被测试酵母在有氧和限氧条件下的木糖发酵性能。【结果】结果表明,S. passalidarum能够耐受44 ℃左右的高温,对多种碳源和氮源具有较强的利用能力,此外,S. passalidarum在有氧与限氧条件下均能快速代谢木糖,限氧条件下乙醇得率达0.43 g/g。C. amazonensis对纤维二糖具有较强发酵能力,代谢木糖产生木糖醇和少量乙醇,同时该酵母耐受温度在42 ℃左右。综合比较,其他酵母在实验过程中没有表现出明显优势。【结论】S. passalidarum 在纤维素工业化应用中是一株良好的生产候选菌株。此外,C. amazonensis具有较强的木糖醇生产能力,有望成为一株优良的木糖醇生产菌株。     

信息库

1　树干毕赤酵母用麦秸水解产物生产乙醇在发酵木糖的酵母中 ,树干毕赤酵母 (Ｐｉｃｈｉａｓｔｉｐｉｔｉｓ)的优点是发酵木糖快 ,乙醇产率高 ,几乎不产生木糖醇。此外 ,毕赤酵母还可以发酵各种糖类包括纤维二糖。毕赤酵母在木糖发酵中并不一定需要维生素 ,可以利用农业废料生产乙醇。麦秸粉 (粒度 0 .7～ 1.0ｍｍ )用稀酸水解过滤后 ,用碱中和或加过量的Ｃａ(ＯＨ) 2 。麦秸水解产物的成分 (ｇ/Ｌ) :木糖 12 .8± 0 .2 5 ;葡萄糖 1.7± 0 .3;阿拉伯糖 2 .6± 0 .2 1;乙酸 2 .7± 0 .33。本研究用毕赤酵母ＮＲＲＬＹ 712 4和毕赤酵母的适应…     

代谢工程改善野生酵母利用木糖产乙醇的性能

从256个自然样品中筛选得到1株可高效转化D-木糖的酵母。通过生理生化和分子生物学方法鉴定, 证实该菌株是属于Candida tropicalis。以该酵母为研究对象, 增加木糖醇脱氢酶表达量, 通过改变代谢流以达到提高酒精产率的目的。以pXY212-XYL2质粒为基础载体, 构建了含有潮霉素抗性的pYX212-XYL2-Hygro, 电击转化进入野生型C. tropicalis, 潮霉素抗性筛选, 得到含高拷贝木糖醇脱氢酶基因的重组菌株C. tropicalis XYL2-7。重组菌的比酶活达到0.5 u/mg protein, 比原始菌株提高了3倍。实验表明, 重组菌木糖醇得率比原始菌株降低了3倍, 酒精得率提高了5倍。首次通过实验验证了热带假丝酵母利用木糖产乙醇的可行性, 这对研究酵母利用秸秆、麦糠、谷壳等纤维质农业废弃物生产燃料乙醇具有重要启示。     

代谢工程改善野生酵母利用木糖产乙醇的性能

从256个自然样品中筛选得到1株可高效转化D-木糖的酵母。通过生理生化和分子生物学方法鉴定, 证实该菌株是属于Candida tropicalis。以该酵母为研究对象, 增加木糖醇脱氢酶表达量, 通过改变代谢流以达到提高酒精产率的目的。以pXY212-XYL2质粒为基础载体, 构建了含有潮霉素抗性的pYX212-XYL2-Hygro, 电击转化进入野生型C. tropicalis, 潮霉素抗性筛选, 得到含高拷贝木糖醇脱氢酶基因的重组菌株C. tropicalis XYL2-7。重组菌的比酶活达到0.5 u/mg protein, 比原始菌株提高了3倍。实验表明, 重组菌木糖醇得率比原始菌株降低了3倍, 酒精得率提高了5倍。首次通过实验验证了热带假丝酵母利用木糖产乙醇的可行性, 这对研究酵母利用秸秆、麦糠、谷壳等纤维质农业废弃物生产燃料乙醇具有重要启示。     

激光复合诱变选育叶酸高产菌

利用高效液相色谱测定发酵液中叶酸含量,比较产朊假丝酵母(Candida utilis)、异常汉逊酵母(ftan-senula anomala)和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)产叶酸能力的高低,从而确定生产叶酸的最佳菌种.出发菌株经紫外照射诱变后,再采用激光复合诱变方式进行进一步的筛选,并对其传代稳定性进行研究,以期进一步获得稳产高产叶酸产生菌突变株.结果表明产朊假丝酵母产叶酸量最高.紫外照射3 min得到的Y1.4菌株产叶酸量与原始菌株相比,产量提高了33.8%.激光一紫外复合诱变后筛选出4株产量较高的菌株,其中以Y2.12产量最高.Y2.12产叶酸量与原始菌株相比,提高了65.8%.经传代培养分析,Y2.12诱变株的产量稳定.该结果表明,激光复合诱变是获得高产叶酸的有效途径.     

一株耐盐葡萄球菌的分离鉴定及其特性分析

本文旨在分离筛选出在高盐环境中具有潜在应用可能性的菌株。在筛选耐盐酵母的过程中分离出一株耐盐菌株,采用形态特征观察、生理生化实验和16S rDNA基因测序进行菌株鉴定,鉴定结果显示该菌为沃氏葡萄球菌(Staphylooccus warneri),命名为SW-1。进一步对其药敏特性、耐盐性和表面疏水性进行检测,结果表明,该菌株对大部分抗生素极敏感,在含20%(质量分数)NaCl的LB培养基中仍能良好生长,对氯仿、乙酸乙酯和正丁醇的疏水率依次为43%、34%和39%。沃氏葡萄球菌SW-1在高盐条件下能快速适应环境积累生物量,具有优良的生物学特性,为开发和利用耐盐菌株提供参考。     

一种基因工程改造的NADH高亲和力木糖还原酶突变基因可促进酿酒酵母发酵木糖生成乙醇

在导入表达毕赤酵母(Pichia stipitis)木糖还原酶(xylose reductase,XR)和木糖醇脱氢酶(xylitol dehydrogenase,XDH)基因的重组酿酒酵母中,木糖还原酶活性主要依赖辅酶NADPH,木糖醇脱氢酶活性依赖辅酶 NAD+,两者的辅助因子不同导致细胞内电子氧化还原的不平衡,是造成木糖醇积累,影响木糖代谢和乙醇产量的主要原因之一.将经过基因工程改造获得的NADH高亲和力的木糖还原酶突变基因m1,与毕赤酵母木糖醇脱氢酶(PsXDH)基因xyl2共转染酿酒酵母AH109,以转染毕赤酵母木糖还原酶(PsXR)基因xyl1和xyl2重组质粒的酵母细胞为对照菌株,在SC/-Leu/-Trp营养缺陷型培养基中进行筛选,获得的阳性转化子分别命名为AH-M-XDH和AH-XR-XDH.重组酵母在限制氧通气条件下对木糖和葡萄糖进行共发酵摇瓶培养,HPLC检测发酵底物的消耗和代谢产物的产出情况.结果显示,与对照菌株AH-XR-XDH相比,AH-M-XDH的木糖利用率明显提高,乙醇得率增加了16%,木糖醇产生下降了41.4%.结果证实,通过基因工程改造的木糖代谢关键酶,可用于酿酒酵母发酵木糖生产乙醇,其能通过改善酿酒酵母细胞内氧化还原失衡的问题,提高木糖利用率和乙醇产率.     

利用木糖-葡萄糖为原料产乙醇酵母的筛选、鉴定及发酵试验

建立筛选利用木糖为碳源产乙醇酵母模型,获得一株适合利用木质纤维素为原料产乙醇的酵母菌株。样品经麦芽汁培养基培养后,以木糖为唯一碳源的筛选培养基初筛,再以重铬酸钾显色法复筛。通过生理生化和26D1/D2区对筛选得到的菌株进行分析和鉴定,该菌初步鉴定为Pichia caribbica。经过筛选得到的菌株Y2-3以木糖（40g/L）为唯一碳源发酵时：生物量为23.5g/L,木糖利用率为94.7 %,乙醇终产量为4.57 g/L;以混合糖（葡萄糖40 g/L,木糖20 g/L）发酵时：生物量为28.6 g/L,木糖利用率为94.2 %,葡萄糖利用率为95.6%,乙醇终产量为20.6 g/L。Pichia caribbica是可以转化木糖及木糖-葡萄糖混合糖为乙醇的酵母菌株,为利用木质纤维素发酵乙醇的进一步研究奠定了基础。     

抗盐胡杨Na+/H+逆向转运蛋白基因PeNhaD1的功能

将胡杨Na /H 逆向转运蛋白基因PeNhaD1,分别转入对盐敏感的缺失质膜和缺失液泡膜Na /H 逆向转运蛋白基因的酵母突变菌株ANT3和GX1中。结果表明,在pH6.0、Na 浓度为80mmol/L(固体培养基)或400mmol/L(液体培养基)的条件下,转化具有目的基因的酵母ANT3具有更高的耐盐性,而将目的基因转化到突变株GX1时,却不能提高其耐盐性。实验结果说明PeNhaD1可能是通过编码质膜Na /H 逆向转运蛋白而提高酵母的耐盐性的,推测其在胡杨耐盐机制中的作用可能是提高拒盐性。     

海藻糖产生菌的诱变育种

目的：从土壤中筛选得到高产海藻糖的酵母菌,并且进行物理诱变进一步提高海藻糖的产量。方法：从土壤中分离纯化获得10株酵母菌株,经初步菌种鉴定属瓶形酵母属;并从中筛选得到1株高产海藻糖的酵母菌株Y5,然后对其进行了紫外线诱变。结果：选育出性能优良菌株Y59,其生产性能比出发菌株提高了2．26倍,发酵液中海藻样含量达到2908．5μg/ml。结论：紫外线诱变可以有效地提高海藻糖的产量。     

人乳头瘤病毒16型L1基因在毕赤酵母中表达的影响因素分析

目的:优化人乳头瘤病毒16型主要衣壳蛋白L1(human papillomavirus type 16 major capsid protein L1,HPV16L1)在毕赤酵母中的表达,并考察可能的影响因素。方法:四个不同序列特征的HPV16L1基因M16、Y16、P16、W16(其中,M16和Y16按酵母密码子优化,P16为哺乳动物细胞密码子优化,而W16为野生型序列)分别克隆于毕赤酵母表达质粒p PinkTM-HC(高基因拷贝菌落筛选)和p PinkTM-LC(低基因拷贝菌落筛选),并转化不同蛋白酶缺陷的宿主菌。甲醇诱导24小时后,取菌体样品经Western blot分析L1蛋白的表达。结果:M16显示了最高的表达水平,其次是Y16与P16,而W16几乎无表达。基因序列密码子应用特征分析显示,4个基因的密码子适应指数从高到低依次为Y16、M16、W16和P16。通过自由能和GC含量分析4个序列的mRNA二级结构,Y16为-409.40 kcal/mol和43.85%;M16为-451.50 kcal/mol和47.83%;P 16为-606.50kcal/mol and 64.10%;W16为-384.70 kcal/mol and 38.01%。蛋白酶缺陷菌株L1表达高于野生型菌株,质粒p PinkTM-HC与p PinkTM-LC介导的表达无明显区别。结论:密码子优化操作显著改善了HPV16L1在毕赤酵母中的表达,但表达水平与密码子利用优劣并不完全对应,提示密码子优化仅是部分原因,而mRNA结构与稳定性变化值得探讨。蛋白酶缺陷菌株提高了HPV16L1蛋白的稳定性,显著影响了表达水平。研究证明基因剂量对HPV16L1的表达未产生明显影响。     

Saccharomyces cerevisiae和Yarrowia lipolytica对自由饱和脂肪酸的选择性吸收及胞内积累特性研究

利用产油微生物生产特殊功能、高附加值的脂肪酸,具有良好的开发利用前景。以酿酒酵母(S.cerevisiae)和解脂耶氏酵母(Y.lipolytica)为出发菌株,以链长C4-C18的单一自由饱和脂肪酸作为唯一碳源,探究了两类酵母吸收利用、积累脂肪酸情况及胞内脂肪酸组成情况。结果表明:当碳链长C≤10时不能被利用,而且抑制细胞的生长,特别是当碳链长C≤8时,细胞很快被杀死;当碳链长C=11时,对细胞的生长有一定的抑制作用,菌体长势缓慢;碳链长C≥12时,对细胞生长没有影响;脂肪酸利用速度,偶数C脂肪酸奇数C脂肪酸;Nile red全细胞脂类染色显示,S.cerevisiae胞内脂质主要集中于胞内周边膜部位,Y.lipolytica主要以脂质体形式存在胞内,及少部分在胞内周边膜部位;GC/Mass脂类成分分析表明,菌株S.cerevisiae S228C BY4741-pox1和S.cerevisiae S228C BY4741-pox1,3可以积累培养基添加的相应脂肪酸,而其他供试菌积累的脂肪酸链长C≥16,没有检测到培养基含有相应的脂肪酸。这些结果为利用酵母生产特殊功能脂肪酸,及开发特色高附加值油脂提供了有意义的参考。     

MXR1基因对毕赤酵母工程茵代谢调控的影响

为了研究毕赤酵母中转录因子Mxrlp在毕赤酵母代谢调控中所起的作用,构建一株以南极假丝酵母脂肪酶B基因(CALB)作为报告基因,MXR1基因完全缺失的毕赤酵母基因工程菌株.将重组质粒pPIC9K-CALB转化毕赤酵母GS115,利用三丁酸甘油酯平板筛选得到分泌表达CALB的重组茵GS115/pPIC9K-CALB.通过重叠延伸PCR方法获得一段中间含有博来霉素抗性基因sh ble,两翼大约各有1 200 bp与毕赤酵母MXR1基因上下游同源的基因片段,将此片段用氯化锂法转化毕赤酵母细胞GS1 15/pPIC9 K-CALB后,利用博来霉素抗性及CALB酶活力丧失双重筛选的方法得到一株MXR1基因完全缺失的毕赤酵母基因工程菌株.该菌株在以甲醇为唯一碳源的培养基中不生长,在以乙醇、葡萄糖或者甘油为唯一碳源的培养基中生长缓慢.结果表明转录Mxrlp因子在毕赤酵母中的多条代谢途径中起着关键性的作用,主要涉及甲醇、乙醇、甘油和葡萄糖等代谢途径.