基于比较基因组学解析耐酸乳杆菌G10的多碳源利用特征

【背景】耐酸乳杆菌（Lactobacillus acetotolerans）是白酒发酵过程中的优势乳酸菌,对白酒发酵具有重要作用。L. acetotolerans G10是分离自芝麻香型白酒发酵酒醅的一株能够利用多种碳源的菌株。【目的】基于全基因组测序,解析菌株G10多碳源利用机制。【方法】通过三代测序平台Oxford Nanopore完成菌株G10全基因组测序,分别利用Circlator和Prodigal对测序数据进行组装和基因预测;通过细菌基因组分析工具（bacterial pan genome analysis tool,BPGA）进行泛基因组分析。【结果】G10能够利用22种糖类及糖类衍生物,其全基因组大小为1 627 828 bp,含有1 878个编码基因;基于Koyto Encyclopedia of Genes and Genomes （KEGG）数据库注释获得292个碳源代谢相关基因,基于Carbohydrate-Active Enzymes （CAZy）数据库注释获得44个CAZy家族的编码基因。与其他发酵食品来源的耐酸乳杆菌相比,G10基因组最小,但其总基因数量以及...     

酱香型白酒酿造主要功能菌株对拜耳接合酵母的作用

【背景】拜耳接合酵母(Zygosaccharomyces bailii)是酱香型白酒自然酿造过程中的优势菌株,但白酒酿造功能菌株对其酿造特征的影响尚不清晰。【目的】分析酱香型白酒酿造体系中3株主要功能菌株对Z.bailii的作用,揭示其在白酒酿造过程中的发酵特征。【方法】分别构建拜耳接合酵母与酿酒酵母、布氏乳酸杆菌和地衣芽孢杆菌的共培养体系,比较生物量、p H、乙醇及风味物质代谢差异;基于表型差异,从转录组学角度进一步分析拜耳接合酵母与地衣芽孢杆菌共培养的代谢机制。【结果】在共培养体系中,拜耳接合酵母的生长及乙醇代谢受到酿酒酵母的抑制,而不受布氏乳酸杆菌和地衣芽孢杆菌的影响。同时,拜耳接合酵母与酿酒酵母、布氏乳酸杆菌共培养时的风味物质产量下降;但与地衣芽孢杆菌共培养时,其风味代谢却显著提高,其中醇类、酸类、酯类和醛类物质含量较其纯培养时分别上升了41%、36%、44%和73%。转录组数据分析表明,与地衣芽孢杆菌共培养时,拜耳接合酵母中与碳水化合物代谢和氨基酸代谢相关的基因表达显著上调(≥2-fold,P0.05),而碳水化合物和氨基酸是风味物质的主要来源,其相关基因的表达上调有助于拜耳接合酵母的风味代谢。【结论】共培养体系中,地衣芽孢杆菌促进了拜耳接合酵母风味代谢,使之形成更多的醇类、酸类、酯类及醛类物质。研究拜耳接合酵母与主要酿造微生物共培养时的发酵特征,有助于正确认识其在酱香型白酒发酵过程中的功能和应用。     

酿酒酵母与地衣芽孢杆菌相互作用及基于蛋白组学的作用机制分析

【目的】为解析酱香型白酒发酵过程中群体微生物的酿造特征,研究酱香型白酒酿造中贡献特征风味的地衣芽孢杆菌和贡献酒精的酿酒酵母之间的相互作用。【方法】通过构建酿酒酵母纯培养及与地衣芽孢杆菌共培养发酵体系,比较不同培养体系中的生物量、乙醇产量及有机酸产量差异,并从蛋白组学角度加以分析和认识二者之间的相互作用。【结果】在共培养体系中,酿酒酵母抑制地衣芽孢杆菌生长,其自身生长不受地衣芽孢杆菌的影响,然而代谢产物却发生变化,其中乙醇及有机酸中的丙酮酸、苹果酸、乳酸、琥珀酸及酒石酸的最高产量分别高出其纯培养的11.8%、56.8%、36.3%、24.3%、48.2%及27.7%,而柠檬酸的最高产量低于其纯培养的35.1%;蛋白组分析显示,地衣芽孢杆菌诱导酿酒酵母胞内69个蛋白差异表达(>2倍),质谱鉴定出24个,主要功能为参与糖酵解过程、乙醇代谢过程、细胞壁稳定性调控及应激反应等。糖酵解和乙醇代谢途径相关蛋白对酿酒酵母混合培养条件下的代谢变化起重要作用,其余蛋白可能与微生物相互作用时的防御和适应性相关。【结论】在混合培养发酵体系中地衣芽孢杆菌能够影响酿酒酵母的乙醇及有机酸代谢,这对于白酒品质调控及微生物间相互作用都具有重要意义。蛋白组学结果为从分子层面深入认识酿酒酵母与地衣芽孢杆菌之间的相互作用提供理论基础,有利于促进酱香型白酒发酵过程中群体微生物酿造特征的解析。     

清香型白酒中乳酸菌和酵母菌的相互作用

【目的】探究清香型白酒中不同乳酸菌和酵母菌的相互作用,了解不同菌株的发酵性能,为更深入地认识白酒发酵机理、实现发酵过程优化提供理论基础。【方法】利用程序控温和固态发酵模拟清香型白酒酿造环境,测定纯培养和共培养中菌株的理化指标、活菌数以及主要代谢产物的变化。【结果】Saccharomyces cerevisiae YJ1糖消耗快产乙醇和酯类物质多,Lactobacillus plantarum JMRS4糖消耗快产酸较多。共培养中乳酸菌对Saccharomyces cerevisiae YJ1的生长和产乙醇抑制较大,对Candida aaseri MJ7产乙醇几乎无影响。乳酸菌对Pichia kudriavzevii MJ14的生物量和乙醇代谢抑制作用较小,还对其产己酸乙酯、乙酸乙酯和异戊醇等代谢产物有促进作用;而反过来Pichia kudriavzevii MJ14对3株乳酸菌产乳酸均有抑制作用,对产乙酸则有促进作用。【结论】建立了一种固态培养方法,结合清香型白酒发酵温度变化规律,有效模拟了实际发酵环境。Pichia kudriavzevii MJ14在与乳酸菌共培养中受到的抑制较小并能有效抑制乳酸菌产乳酸,Saccharomyces cerevisiae YJ1能代谢产生多种风味物质,对清香型白酒酿造有重要意义。     

猪源乳酸菌的分离、鉴定及其生物学特性

【目的】将分离自猪肠道粘膜、食糜和粪便的乳酸菌,通过产乳酸能力、生长性能、耐酸和耐胆盐性能及抑菌能力评价,筛选适应养猪生产的潜在益生特性的菌株。【方法】共分离获得155株乳酸菌纯菌株,从中筛选出4株产酸能力较强的乳酸菌,结合生理生化试验及细菌16S rRNA测序鉴定其种属,评价候选乳酸菌的生长情况、耐酸、耐胆盐及抑菌特性。【结果】综合变色时间(8 h)、pH值(3.9)和乳酸含量(100 mmol/L),筛选出4株(L45、L47、L63和L79)候选菌株,经鉴定依次为罗伊氏乳杆菌、植物乳杆菌、约氏乳杆菌和粪肠球菌。该4株乳酸菌均可在体外快速生长;L47和L79能够耐受pH 2.5的酸性环境,L47能够耐受0.5%胆盐环境;各乳酸菌上清液与指示菌共培养,发现对E coli K88和沙门氏菌均产生了抑制作用,其中L47上清液对指示菌的抑制作用较强。【结论】L47具有较好的产酸性能与生长性能、可耐受猪胃酸和肠道胆盐环境,对E.coli K88和沙门氏菌具有较好的抑制作用,说明该乳酸菌具有潜在的益生特性。     

芝麻香型白酒微生物多样性及其与胁迫因子相关性

【背景】近年来芝麻香型白酒的生产工艺日臻成熟,然而相应的科学研究却没有同步发展起来。高通量测序技术越来越多地应用于物种多样性的研究,但偏重于研究物种的相对丰度,没有关注物种的生物数量。【目的】深度解析芝麻香型白酒发酵过程微生物群落结构变化及其与胁迫因子相关性,并研究主要酵母菌与细菌的相关性,为揭示芝麻香型白酒发酵机理和控制发酵质量提供理论支撑。【方法】使用Thermofisher的Ion S5~(TM)XL测序平台进行16S rDNA和ITS rDNA扩增子高通量测序,结合微生物传统的定量方法,测定芝麻香型白酒发酵过程微生物群落结构的变化,同时监测发酵过程乳酸、乙酸、乙醇的含量变化,通过样品复杂度分析、多样品比较分析、环境因子关联性分析探究发酵过程微生物群落及其与胁迫因子的关系。通过Pearson相关性分析酵母菌与细菌的相关性。【结果】发酵前期纤维素菌、魏斯氏菌和芽孢杆菌占主要优势,发酵中后期乳杆菌占绝对优势,其次是纤维素菌、魏斯氏菌和芽孢杆菌。整个发酵过程伊萨酵母占绝对优势,其次是维克霉菌、酿酒酵母、假丝酵母。大部分微生物与胁迫因子呈负相关,只有乳杆菌与乙酸呈极显著性正相关。酵母菌与部分细菌呈正相关性。【结论】白酒发酵过程胁迫因子和微生物间的相互作用促进了群落演替过程,发酵后期乳杆菌和芽孢杆菌发酵产酸抑制了大部分不耐酸菌,有机酸是影响群落结构变化的主要胁迫因子。微生物数量结合相对丰度揭示了发酵过程群落结构演替及其与环境因子相关性的更多信息。     

一株食醋污染菌CICC 10774 的鉴定及其生长代谢特性

【目的】对食醋污染菌CICC 10774进行多相分类学鉴定,并对其生长特征和代谢产物进行研究。【方法】通过16S r RNA基因序列系统发育学分析,结合形态特征和生理生化特性确定该菌株的分类学地位。通过分光光度法测定菌株生长的最适温度和最适p H值,确定其最佳培养条件。采用HPLC测定该菌株代谢产物。【结果】多相鉴定分析表明菌株CICC 10774为耐酸乳杆菌(Lactobacillus acetotolerans),革兰氏染色呈阳性,兼性厌氧生长,具有明胶酶活性,能够利用葡萄糖、果糖、甘露糖、N-乙酰葡萄糖胺、熊果苷、七叶灵、水杨苷、纤维二糖、海藻糖和龙胆二糖作为碳源底物生长。生长代谢特性研究表明,CICC 10774的最适生长温度为37°C,最适p H值为5.0,代谢产物主要为醋酸和乳酸,是一株典型的耐酸菌。【结论】对引起食醋污染的耐酸乳杆菌CICC 10774生长代谢特征进行了研究,为食醋生产企业生产过程的微生物控制提供理论基础。     

甲烷菌对厌氧真菌不同碳源代谢的影响

【目的】探讨碳源和甲烷菌对厌氧真菌碳代谢的影响。【方法】利用体外批次厌氧发酵法,比较厌氧真菌纯培养(Orpinomyces sp.和Neocallimastix sp.)及其与甲烷菌共培养(F1:Orpinomyces sp.+Methanobrevibacter sp.和N3:Neocallimastix sp.+Methanobrevibacter sp.)发酵不同类型碳水化合物代谢产物的差异。【结果】对厌氧真菌和甲烷菌共培养F1和N3的研究显示,F1发酵木薯粉[(26.44±0.22)mmol/L]的乳酸产量是发酵玉米芯[(1.31±0.04)mmol/L]的20.18倍,是N3发酵木薯粉[(1.59±0.03)mmol/L]的16.63倍,玉米芯[(0.79±0.08)mmol/L]的33.47倍。当F1和N3中的厌氧真菌纯培养时,各组乳酸产量均1.90 mmol/L。对F1进一步研究,结果显示发酵体系中木薯粉添加量在0.8%–2.0%之间时,乳酸产量随木薯粉添加量增加而增加。当含量在1.0%–2.4%之间时,随木薯粉添加量增加,甲烷和乙酸产量逐渐降低。比较F1发酵大米粉、木薯粉、玉米粉、小麦粉和土豆粉的发酵结果,发现乳酸产量与底物中支链淀粉的含量成正相关(R2=0.9554)。当F1发酵葡萄糖和麦芽糖时,乳酸产量5.00 mmol/L。当以麦芽糊精为底物时,乳酸产量高达(28.00±0.95)mmol/L。【结论】本文首次报道碳源和甲烷菌能够增强厌氧真菌的乳酸代谢途径并且这种增强存在种属特异性。     

芝麻香型白酒发酵过程中乳酸菌多样性及其演替规律

【背景】乳酸菌是白酒发酵过程中一类非常重要的微生物,其种类及动态变化对于白酒品质具有重要影响。然而,目前对于芝麻香型白酒发酵过程中乳酸菌群落结构及其演替规律的认识并不全面。【目的】揭示芝麻香型白酒发酵过程中乳酸菌的多样性及菌群的演替规律,为更好地探索白酒酿造机理和控制白酒品质提供生物学依据。【方法】利用高通量测序技术对芝麻香型白酒发酵过程中乳酸菌菌群演替进行跟踪分析,同时采用实时荧光定量PCR对发酵过程中乳酸菌的生物量进行定量分析。【结果】高通量测序结果显示,芝麻香型白酒发酵过程涉及5个属的乳酸菌:魏斯氏菌属(Weissella)、片球菌属(Pediococcus)、乳杆菌属(Lactobacillus)、明串珠菌属(Leuconostoc)和乳球菌属(Lactococcus),共计43种乳酸菌。其中,在发酵过程中平均相对丰度大于0.5%的乳酸菌有10种,分别是类肠膜魏斯氏菌(Weissella paramesenteroides)、食窦魏斯氏菌(Weissella cibaria)、融合魏斯氏菌(Weissella confusa)、戊糖片球菌(Pediococcus pentosaceus)、假肠膜明串珠菌(Leuconostoc pseudomesenteroides)、发酵乳杆菌(Lactobacillus fermentum)、植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)、副干酪乳杆菌(Lactobacillus paracasei)、耐酸乳杆菌(Lactobacillus acetotolerans)和Lactobacillus sp.。在堆积发酵过程中,Weissella属占细菌总量的50%以上,其次是Pediococcus属和Lactobacillus属,而Leuconostoc属和Lactococcus属相对较少。在窖池发酵过程中Lactobacillus属的乳酸菌逐渐成为优势细菌,尤其是Lactobacillus sp.在窖池发酵中后期相对丰度达到80%以上。实时荧光定量PCR结果显示,在堆积发酵和窖池发酵前期乳酸菌总量变化不大;从窖池发酵5 d开始,乳酸菌总量迅速上升,30 d时达到最大值。【结论】对白酒发酵过程中乳酸菌种类及动态变化的研究有助于探究白酒酿造过程中乳酸菌功能,进而解析白酒酿造机理,最终达到控制白酒品质的目的。     

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。     

酱香型白酒发酵过程中核心酵母的鉴别及其功能

【背景】酵母是酱香型白酒发酵过程中最重要的微生物,但酵母群落中核心酵母的种类和功能尚不清晰。【目的】通过探索酱香型白酒发酵微生物群落中核心酵母的种类和功能,为揭示酱香型白酒酿造机制以及提升白酒品质提供理论支撑。【方法】联合使用未培养(内转录间隔区扩增子和宏转录组高通量测序技术)和可培养(菌种筛选和模拟发酵实验)技术对酱香型白酒发酵过程中核心酵母的结构和功能进行定性和定量分析。【结果】内转录间隔区扩增子和宏转录组测序结果显示,酱香型白酒发酵过程中涉及10个属的酵母微生物,其中在发酵过程中平均相对丰度大于0.2%的酵母有13种,有2种核心酵母分别为库德威兹氏毕赤酵母(Pichia kudriavzevii)和粟酒裂殖酵母(Schizosaccharomyces pombe)。在发酵过程中,P. kudriavzevii占总量的89%以上,Schi. pombe表达了占总量21%以上的功能基因。模拟发酵实验结果显示P. kudriavzevii在酵母群落中发挥耐受乳酸积累的作用,而Schi. pombe在酵母群落中发挥耐受乙醇积累的作用,这两种作用保证了酱香型白酒发酵过程中酵母群落的结构和功能的稳定性。【结论】P. kudriavzevii和Schi. pombe是酱香型白酒发酵过程中的优势酵母,这两种酵母在生产中发挥了各自不同的作用。本研究进一步加深了核心酵母对于整个生产过程贡献的认识,有助于研究者认识到白酒发酵过程中对核心微生物进行调控的重要性。     

酱香型白酒发酵中两株主要乳酸菌对酿造微生物群体的影响

【目的】研究从酱香型白酒发酵酒醅中分离得到的2株主要乳酸菌Lactobacillus homohiochii XJ-L1和Lactobacillus buchneri XJ-L2对酱香型白酒发酵中酿造微生物群体的作用,并探索该种相互作用对酱香型白酒品质的影响。【方法】结合抑菌实验和组合发酵实验研究L. homohiochii XJ-L1和L. buchneri XJ-L2对酿造微生物群体生长的影响,通过对纯培养和共培养体系中代谢物的比较,研究2株优势乳酸菌对主要酿造酵母风味相关代谢产物的影响。【结果】L. buchneri XJ-L2能够抑制3株芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens XJ-B1,Bacillus subtilis XJ-B2,Bacillus licheniformis XJ-B3)、5株霉菌(Aspergillus oryzae XJ-M1,Aspergillus niger XJ-M2,Aspergillus flavus XJ-M3,Aspergillus albicans XJ-M4,Rhizopus oryzae XJ-M5)、2株酵母(Schizosaccharomyces pombe XJ-Y4,Geotrichum candidum XJ-Y5)的生长;L. homohiochii XJ-L1和L. buchneri XJ-L2能够促进3株主要酵母(Saccharomyces cerevisiae XJ-Y1,Zygosaccharomyces bailii XJ-Y2,Pichia galeiformis XJ-Y3)的生长,同时促进其酸类、醇类、酯类等风味物质的代谢。【结论】L. homohiochii XJ-L1和L. buchneri XJ-L2可促进3株主要酵母的生长代谢,同时L. buchneri XJ-L2明显抑制细菌、霉菌和少数酵母的生长,以此促进和维持主要酵母在酱香型白酒发酵过程中的生态地位,从而影响酒中酸类、醇类、酯类等风味物质的形成,保证酱香型白酒的品质。因此,适当比例的乳酸菌对维持酿造微生物区系平衡,生产典型酱香品质白酒具有重要意义。     

Impact of different malolactic fermentation inoculation scenarios on Riesling wine aroma

During malolactic fermentation (MLF), lactic acid bacteria influence wine aroma and flavour by the production of volatile metabolites and the modification of aroma compounds derived from grapes and yeasts. The present study investigated the impact of different MLF inoculation strategies with two different Oenococcus oeni strains on cool climate Riesling wines and the volatile wine aroma profile. Four different timings were chosen for inoculation with bacteria to conduct MLF in a Riesling must/wine with a high acidity (pH 2.9–3.1). Treatments with simultaneous inoculation showed a reduced total fermentation time (alcoholic and malolactic) compared to the sequential inoculations. No negative impact of simultaneous alcoholic and malolactic fermentation on fermentation success and on the final wine volatile aroma composition was observed. Compared to sequential inoculation, wines with co-inoculation tended to have higher concentrations of ethyl and acetate esters, including acetic acid phenylethylester, acetic acid 3-methylbutylester, butyric acid ethylester, lactic acid ethylester and succinic acid diethylester. Results of this study provide some alternatives to diversify the number of wine styles by safely conducting MLF in low-pH, cool-climate white musts with potential high alcohol content.     

青稞酒发酵过程中的风味功能微生物及其风味代谢特征解析

[背景]青稞酒是一个多菌种固态发酵的产物,解析发酵过程中重要的功能微生物及其代谢特征对调控青稞酒发酵具有重要作用。[目的]揭示青稞酒发酵过程中的风味功能微生物并解析其风味代谢特征。[方法]基于高通量测序技术揭示青稞酒发酵过程中的微生物群落多样性和组成;采用顶空固相微萃取结合气相色谱-质谱技术跟踪酒醅的风味信息;通过微生物属与风味物质的关联分析揭示青稞酒发酵过程中风味功能微生物菌群,并采用蒙特卡洛检验分析进一步揭示发酵过程理化因子对风味功能微生物菌群的影响;于实验室环境下重构6株微生物发酵体系,以揭示其风味代谢特征。[结果]青稞酒发酵过程中9个真菌属和8个细菌属(相对丰度>1%)占据优势,其中Aspergillus、Komagataella、Lactobacillus、Pichia、Saccharomyces和Weissella是青稞酒发酵过程主要风味功能微生物;发酵过程中还原糖(r^2=0.946 9,P=0.013 2)和酸度(r^2=0.847 6,P=0.048 6)是驱动风味功能微生物菌群演替的关键因子;6株菌的组合发酵实验揭示了体外系统与原位系统具有相同的微生物演替现象与相似的风味轮廓。[结论]研究揭示了青稞酒发酵过程关键的风味功能微生物以及驱动该菌群演替的重要环境因子,并通过组合发酵实验验证了这些微生物的风味代谢特征,为青稞酒发酵过程的风味调控提供了新的视角。     

黄酒贮存酸败关键微生物的分离鉴定

【背景】贮存陈酿是黄酒生产的重要工艺环节,但由于黄酒中营养物质含量丰富,贮存陈酿过程中时常出现酸败变质的现象,尤其是在大罐的陈酿过程中酸败的发生对黄酒行业造成较大的经济损失。【目的】解析黄酒贮存陈酿过程中造成黄酒酸败的关键微生物,为黄酒贮存酸败微生物的控制提供依据。【方法】采用高通量测序技术分析不同来源酸败黄酒中的主要微生物种类;设计针对性培养基分离培养酸败黄酒中的难培养微生物;设计微生物特异性引物,对16S r RNA基因高度相似的酸败微生物进行区分鉴定;将分离的黄酒酸败微生物接入到未发生酸败的黄酒中验证其生酸能力。【结果】高通量测序技术分析结果显示,酸败黄酒中污染微生物主要为乳酸杆菌属(丰度95%)微生物,在种水平上分析比对结果显示两种难培养微生物[耐酸乳杆菌(Lactobacillus acetotolerans)和食果糖乳杆菌(Lactobacillus fructivorans)]的相对丰度达到了82%以上;采用改进的分离培养基分离出酸败黄酒中的难培养污染微生物36株;利用耐酸乳杆菌rec A基因和食果糖乳杆菌tuf基因的特异性引物准确鉴定出这些微生物菌株为28株耐酸乳杆菌和8株食果糖乳杆菌;将两种主要酸败微生物接入到未发生酸败的黄酒中,培养2周后能够显著提高黄酒酸度。【结论】基于高通量测序的未培养技术可作为食品中难培养污染微生物快速分析的有效方法。基于未培养技术和可培养技术相结合,首次解析并验证黄酒贮存过程中造成黄酒酸败的主要微生物为耐酸乳杆菌和食果糖乳杆菌。     

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。     

Cider fermentation with three Williopsis saturnus yeast strains and volatile changes

Williopsis saturnus var. subsufficiens NCYC 2728, W. saturnus var. saturnus NCYC 22 and W. saturnus var. mrakii NCYC 500 were used to carry out cider fermentation to assess their impact on the volatile composition of cider. The changes of yeast cell population, °Brix and pH were similar among the three yeasts. Strain NCYC 500 grew best, with the highest cell population of 1.14 × 108 CFU ml−1, followed by strains NCYC 2728 and NCYC 22 (8 × 107 CFU ml−1 and 3.19 × 107 CFU ml−1 respectively). Esters were the most abundant volatiles produced, followed by alcohols. Among the esters, ethyl acetate, 2-phenylethyl acetate, isoamyl acetate, cis-3-hexenyl acetate and hexyl acetate were the major volatiles. The major alcohols were ethanol, isoamyl alcohol, 2-phenylethyl alcohol and isobutyl alcohol. The three Williopsis yeasts transformed volatile compounds during cider fermentation with significant variations in terms of volatile production and degradation. This study implied that fermentation with Williopsis yeasts could result in cider with a more complex yet fruity aroma.     

代谢工程与全基因组重组构建酿酒酵母抗逆高产乙醇菌株

将酿酒酵母海藻糖代谢工程与全基因组重组技术相结合,改良工业酿酒酵母菌株的抗逆性和乙醇发酵性能。对来源于二倍体出发菌株Zd4的两株优良单倍体Z1和Z2菌株进行杂交获得基因组重组菌株Z12,并对Z1和Z2先进行(1)过表达海藻糖-6-磷酸合成酶基因 (TPS1) ,(2)敲除海藻糖水解酶基因 (ATH1), (3)同时过表达 TPS1和敲除ATH1, 经此三种基因工程操作后再进行杂交获得代谢工程菌株的全基因组重组菌株Z12ptps1、Z12 Δath1和Z12pTΔA。与亲株Zd4相比,Z12及结合代谢工程获得的菌株在高糖、高乙醇浓度与高温条件下生长与乙醇发酵性能都有不同程度的改进。对比研究结果表明:在高糖发酵条件下,同时过表达 TPS1和敲除ATH1 的双基因操作工程菌株胞内海藻糖积累、乙醇主发酵速率和乙醇产量相对于亲株的提高幅度要大于只过表达 TPS1,或敲除ATH1 的工程菌。结合了全基因组重组后获得的二倍体工程菌株Z12pTΔA,与原始出发菌株Zd4及重组子Z12相比,主发酵速率分别提高11.4%和6.3%,乙醇产量提高7.0%和4.1%,与其胞内海藻糖含量高于其它菌株、在胁迫条件下具有更强耐逆境能力相一致。结果证明,海藻糖代谢工程与杂交介导的全基因组重组相结合,是提高酿酒酵母抗逆生长与乙醇发酵性能的有效策略与技术途径。     

优良菌种发酵葡萄酒优化条件的探讨

以诱变耐低温果酒酵母菌种YU2.28和产香酵母S15.3为发酵菌株,进行了葡萄酒发酵条件优化的试验研究.探讨了菌种生长温度、通氧量等因素,通过对菌种的生长情况和发酵醪液中总酯含量的变化分析,确定了自选酵母酿制葡萄酒的最佳技术参数,并对优化条件下发酵得到的葡萄酒进行GC/MS分析.结果显示：YU2.28和S15.3以1：3比例的混合发酵,接种量3%,调节醪液pH值为4.0,SO2添加量40 mg/L,发酵温度20℃,主发酵6 d内控制以230r/min的摇床转速进行摇瓶发酵,并进行9 h（每天1.5 h）供氧处理,后发酵30 d,酿造出的葡萄酒品质较佳,具有酒体丰盈,酒液澄清透亮,香气醇和的特征.成品酒香气成分共检测出醇类9种,酯类8种,酸类6种和少量的醛类、酮类等成分.