淀粉液化芽孢杆菌β1-1,3-1,4-葡聚糖酶基因的克隆及表达

为了比较不同的表达系统对β-1,3-1,4-葡聚糖酶基因(bgl)的效果,本研究将高产β-1,3-1,4-葡聚糖酶的淀粉液化芽孢杆菌Bacillus amyloliquefaciens BS5582的bgl基因(GenBank Accession No.EU623974)克隆到3种不同的质粒载体中,即构建pEGX-4T-1-bgl、pET20b(+)-bgl和pET28a(+)-bgl重组质粒.比较了pEGX-4T-1-bgl,在不同Escherichia coli宿主中表达效果,以及pET20b(+)-bgl和pET28a(+)-bgl在E coli BL21(DE3)中的表达效果.结果表明,E. coli BL21(DE3)-pET28a(+)-bgl能够表达最高的重组β-1,3-1,4-葡聚糖酶酶活,其总酶活可达(322.0±8.8)U/mL,是出发菌在最适摇瓶发酵条件下产酶活的40.1%.对该重组菌的产酶条件进行了分析,结合IPTG和乳糖协同的诱导作用,在基础产酶培养基中产最高总酶活为(1883.3±45.8)U/mL,表明其具有良好的工业应用价值.     

构建高产谷胱甘肽啤酒酵母基因工程菌提高啤酒抗老化能力的研究

根据同源重组的原理,将来源于啤酒酵母工业菌株G03的γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶基因(GSH1)和筛选标记Kan取代质粒pRJ-5中18S rDNA内部约340bp的DNA片段,构建重组质粒pRKG。以pRKG为模版,PCR得到以18S rDNA为整合位点包含GSH1和Kan的基因片段18S rDNA::(Kan-GSH1)。用此片段转化啤酒酵母工业菌株G03,通过G418抗性筛选得到啤酒酵母工程菌。实验室小试表明,工程菌的谷胱甘肽含量比受体菌株提高16.6%,啤酒的抗老化能力得到了显著提高,而常规指标没有发生显著变化。连续传代5次后胞内GSH含量基本不变遗传稳定性良好。由于表达γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶的基因来源于受体菌株自身,是通过自克隆技术改造工业啤酒酵母的一次有益的尝试。     

卡拉胶对麦汁澄清的研究

卡拉胶能够有效地降低麦汁中的冷浊物沉淀,目前国内卡拉胶品种较多,但是质量不一,作用效果也不同。从卡拉胶对麦汁澄清效果出发,研究了不同来源的卡拉胶作用时间,添加量,Ｃａ＾２＋等因素对麦汁质量的影响。麦汁经卡拉胶在适当条件下处理以后进行发酵,对酵母几乎没有影响。     

通过体外分子进化技术提高淀粉液化芽胞杆菌BS5582 β-1,3-1,4-葡聚糖酶热稳定性

应用基于易错PCR随机突变的体外分子进化技术,来提高淀粉液化芽胞杆菌β-1,3-1,4-葡聚糖酶的热稳定性。利用建立的基于96微孔板高通量筛选模型,经过两轮定向进化与高通量筛选,共筛选得到3株热稳定性明显提高的突变体2-JF-01、2-JF-02和2-JF-03。将野生型β-葡聚糖酶基因和热稳定性提高的突变基因的高效表达产物经镍亲和层析柱纯化后,酶学性质测定表明突变酶2-JF-01、2-JF-02和2-JF-03的T50值分别比野生酶(53℃)提高2.2℃、5.5℃和3.5℃。突变酶2-JF-01、2-JF-02和2-JF-03在60℃下的半衰期t1/2,60℃(min)分别比野生酶(18min)提高4min、13min和17min。突变酶2-JF-01、2-JF-02和2-JF-03的Vmax值为286μmol/(mg·min)、304μmol/(mg·min)和279μmol/(mg·min),分别比野生型下降8.3%、2.6%和10.6%。突变酶2-JF-01、2-JF-02和2-JF-03的Km值分别为6.76mg/mL、6.19μmg/mL和6.84mg/mL,与野生型(6.29mg/mL)基本相同。序列分析表明,3个突变体共发生7个氨基酸替代:2-JF-01(N36S,G213R)、2-JF-02(C86R,S115I,N150G)和2-JF-03(E156V,K105R)。同源建模表明,7个氨基酸替代中5个位于蛋白质表面或表面洞穴中,42.8%的替代氨基酸是精氨酸,也表明精氨酸在提高β-1,3-1,4-葡聚糖酶热稳定性中起重要的作用。     

啤酒酵母自溶与细胞壁关系

啤酒酿造过程中正常情况下的酵母不会发生自溶,但如果细胞衰老死亡或操作不当则会出现酵母自溶现象.虽然自溶的细胞在生产中占的比例较小,但自溶后的酵母将胞内物质释放到酒液中,产生酵母味,严重影响了啤酒的口感和外观质量.早期研究认为酵母细胞壁在酵母自溶过程中不发生水解,即自溶后的细胞仅剩下空的细胞外壳.现在研究发现酵母在自溶时其细胞壁也会发生水解作用,葡聚糖酶将构成细胞壁成分的葡聚糖进行分解,分解产物最终释放到酒液里和细胞质内物质共同影响啤酒的质量.     

啤酒酵母ECM25/YJL201W基因敲除对啤酒风味稳定性的影响

以pUG6为模板, 设计含有与ECM25基因两侧序列同源的长引物, 构建了带有卡那抗性基因(kanMX)破坏盒, 转化啤酒酵母G-03, 获得一株G-03/a转化菌, 遗传稳定性良好, 测序结果证实ECM25基因敲除是成功的。有氧条件下11oC和28oC培养时转化菌G-03/a的胞外谷胱甘肽(GSH)分泌量在对数生长期分别比原菌高21.4%和14.7%。在锥形瓶中连续发酵4代后, 与原菌株相比, 转化菌G-03/a发酵液、成品酒中GSH含量分别提高32.1%和13.8%, 发酵液和成品啤酒SI系数分别提高7.7%和5.3%, 成品啤酒RSV值提高45.0%。EBC管发酵6 d后, 与原菌株相比, 转化菌G-03/a发酵液中GSH含量提高34.0%。转化菌G-03/a与G-03所酿制成品啤酒的常规指标没有显著差别。表明G-03/a是一株具有抗老化能力的优良啤酒酵母, 能够提高啤酒的风味稳定性。     

构建高产谷胱甘肽啤酒酵母基因工程菌提高啤酒抗老化能力的研究

根据同源重组的原理,将来源于啤酒酵母工业菌株G03的γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶基因（GSH1）和筛选标记Kan取代质粒pRJ-5中18S rDNA内部约340bp的DNA片段,构建重组质粒pRKG。以pRKG为模版,PCR得到以18S rDNA为整合位点包含GSH1和Kan的基因片段18S rDNA::(Kan-GSH1)。用此片段转化啤酒酵母工业菌株G03,通过G418抗性筛选得到啤酒酵母工程菌。实验室小试表明,工程菌的谷胱甘肽含量比受体菌株提高16.6%,啤酒的抗老化能力得到了显著提高,而常规指标没有发生显著变化。连续传代5次后胞内GSH含量基本不变遗传稳定性良好。由于表达γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶的基因来源于受体菌株自身,是通过自克隆技术改造工业啤酒酵母的一次有益的尝试。     

新型细胞标记技术在酿酒酵母原生质体融合育种中的应用研究

本研究用酿酒酵母原生质体融合技术使两株酵母发生融合,通过用营养要求测定,交配型测定、细胞体积测定、DNA含量测定,筛选出13株融合株,再经免疫测定,得到同样的鉴定结果.表明免疫测定技术在酿酒酵母原生质体融合育种中作为亲本细胞标记是可行的,具有较高实用价值.     

选育抗老化啤酒酵母提高啤酒风味稳定性的研究

对一株啤酒酵母青②进行紫外线诱变 ,在蛋氨酸浓度为 15g L的耐性平板上筛选获得一株A₂₇菌株。为使A₂₇菌株的蛋氨酸耐性特征稳定遗传 ,在 11℃、稀释率为0.035h^-1 的条件下对A₂₇菌株进行高浓度蛋氨酸 (20g/L)连续驯养 ,然后分离得到一株M^I₄菌。在锥形瓶中连续发酵5代后 ,与A₂₇菌株相比 ,M^I₄ 菌株发酵液中GSH浓度高44% ,TBA值低 24% ,主酵液RSV值高 77% ,且遗传稳定性明显提高 :连续传代 5次后 ,M^I₄ 菌株胞内GSH含量基本不变 ,而A₂₇菌则下降了22%。在相同的糖化和发酵工艺条件下 ,对优选株M^I₄和出发株啤酒酵母青②进行 1m3发酵罐中试。与出发株青②相比 ,两者的总高级醇与酯量几乎不变 ,常规指标没有显著差别 ,品尝风味也基本一致。但M^I₄菌株发酵液中GSH浓度提高了 30% ,TBA值降低了19% ,成品啤酒的RSV值则提高了92% ,表明优选株M^I₄是一株具有抗老化能力的优良啤酒酵母 ,能够提高啤酒的风味稳定性.