酿酒酵母的工业化应用

酿酒酵母广泛应用于食品、酿造、化工、医药等领域.基于已建成投产或工业示范化生产的酿酒酵母生产线,回顾酵母生物质制造产业的发展历程和关键技术;综述酵母生物质在酿酒行业的应用,酵母生物质用于开发和制造功能性食品和食品添加剂的进展;总结酵母细胞工厂的发酵生产优势,介绍酿酒酵母制造大宗化学品、天然产物和生物燃料等产品的产业化进...     

酿酒酵母的工业化应用

酿酒酵母广泛应用于食品、酿造、化工、医药等领域。基于已建成投产或工业示范化生产的酿酒酵母生产线,回顾酵母生物质制造产业的发展历程和关键技术;综述酵母生物质在酿酒行业的应用,酵母生物质用于开发和制造功能性食品和食品添加剂的进展;总结酵母细胞工厂的发酵生产优势,介绍酿酒酵母制造大宗化学品、天然产物和生物燃料等产品的产业化进展;为生物制造从实验室走向工业化生产提供参考。     

酿酒酵母和异常毕赤酵母混菌发酵对白酒液态发酵效率和风味物质的影响

[目的]通过酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)和异常毕赤酵母(Pichia anomala)在麸皮汁培养基中的混菌发酵,以增加发酵液的风味酯含量并保证发酵效率.[方法]采用两种酵母混合接种、顺序接种混菌发酵方式,以酵母单独接种发酵作对照,测定酵母的发酵性能和发酵液中乙酸乙酯含量,并对发酵结束时风味物质进行半定量;利用无细胞系统,分析两种酵母之间的相互作用.[结果]采用顺序接种混菌发酵方式,避免S.cerevisiae 对P.anomala的生长竞争性抑制,使两种酵母均能获得较高的生物量;发酵结束时,乙醇浓度为20.17 g/L,比酿酒酵母单菌种发酵时降低了9.14％;但乙酸乙酯含量达到0.74 g/L,比异常毕赤酵母单菌种发酵时提高了80％;发酵液风味物质的测定结果表明,酿酒酵母与异常毕赤酵母的混合发酵能够形成更多的酯类物质,总酸和高级醇含量却相对较低,有效改善了发酵液的风味特性;在混菌发酵时,碳源是影响酿酒酵母繁殖的重要因素,但酵母的代谢物对异常毕赤酵母产生明显的抑制作用.[结论]混菌发酵,为丰富发酵产物的风味复杂性和增强风格的独特性提供了一条有效的途径.     

乙醇耐受性酿酒酵母菌株选育的研究进展

酿酒酵母是工业发酵生产乙醇的重要菌种,但是其发酵产物乙醇对酿酒酵母有明显的抑制作用.选育乙醇耐受性酿酒酵母是克服高浓度乙醇的抑制作用,提高乙醇产量的一条重要途径.本文对近年来国内外选育乙醇耐受性酵母的研究作一综述,旨在为乙醇耐受性酵母的选育提供参考.     

四川甘孜州高山葡萄酒产区酵母菌多样性分析

【背景】西南高山葡萄酒产区的甘孜州产区,具有生产优质葡萄酒的自然禀赋。【目的】研究四川甘孜州葡萄酒产区真核微生物种类多样性、本土酿酒酵母遗传多样性,以及商业酵母对本土酵母多样性的影响。【方法】利用ITS高通量测序技术对赤霞珠接种发酵和自然发酵过程中的微生物进行多样性分析,并利用Interdelta指纹图谱分析法,对经过26S rRNA基因鉴定的野生酿酒酵母基因型进行分类。【结果】ITS测序结果显示,接种发酵和自然发酵各时期均注释到7个科7个属的酵母,通过Interdelta指纹图谱分析发现甘孜州产区的酿酒酵母共有5种基因型。该产区酿酒酵母的6株代表菌株与我国其他产区109株酿酒酵母的进化树分析结果显示,均与来自北京产区的酿酒酵母菌株亲缘关系更近。【结论】甘孜州葡萄酒子产区酵母资源丰富,表现出较高的微生物多样性和中等程度的本土酿酒酵母基因型多样性,为后续优良本土酵母菌株的筛选奠定基础。     

诺维信公司开发出乙醇生产用新型酵母

正诺维信公司于2018年3月17日宣布,开发出乙醇生产用新型酵母——Innova Drive,该酵母所需发酵时间仅为2h,可将乙醇产量提高2%,生产速率提高5%。在传统发酵中,酿酒酵母一直是乙醇发酵的动力工厂。但对酿酒酵母来讲,影响发酵环境的因素非常复杂,包括乙醇浓度、温度、渗透压和细菌污染等,因而酿酒酵母需要靠减慢新陈代谢来抵抗这些压力。     

酵母菌的分离培养及发酵实验方法

通过分离培养得到纯种酵母菌并对其进行观察区分;用几种酵母菌进行糖发酵实验,比较酵母菌对不同糖的利用能力;利用培养所得到的酿酒酵母和假丝酵母酿造葡萄酒,测量葡萄酒的酒精度数,对比确定哪一种酵母菌的酿酒效果更好、产酒率更高。通过平板划线法及稀释涂布法获得纯种的酵母菌种,同时结合菌落形态观察法初步区分酵母菌的种类;通过压滴法区别酵母菌的细胞形态;通过美蓝染色法鉴别酵母菌的死活;采用穿刺接种法分别将酵母接种在带有指示剂的半固体培养基上。3种实验酵母都不发酵乳糖,酿酒酵母的发酵蔗糖和葡萄糖的能力远不及红酵母和假丝酵母。酿酒酵母所酿造出的葡萄酒酒精度数高于假丝酵母。     

固定化酵母乙醇发酵及固化小球微生态的研究

比较了SA-PVA-SiO₂固定化酿酒酵母和游离酿酒酵母的乙醇发酵能力,采用批次发酵试验研究固定化酿酒酵母的发酵稳定性。结果表明,SA-PVA-SiO₂固定化酿酒酵母的发酵速度比游离酿酒酵母快,发酵周期短;发酵稳定性很好,30℃,橡胶塞、90 r/min摇床培养24 h时,乙醇体积分数均在3%~3.5％之间,连续发酵14批次后,固化小球的形态依然完好,不发粘。通过扫描电镜对酿酒酵母包埋微生态环境进行了分析,图像表明固定化小球的内部环境非常有利于酵母细胞的厌氧发酵产乙醇,充分证明了SA-PVA-SiO₂固定化酿酒酵母乙醇发酵的优越性。     

植酸钠对酿酒酵母乙醇发酵的促进效应

本文研究了植酸钠对酿酒酵母发酵乙醇生成量的促进效应。在酿酒酵母（ＡＳ２．４３１）的合成培养基中添加０．０８％本室自制的植酸钠后,发现其乙醇生成量提高３５．４％。植酸钠使该菌耐酒精能力增加,但对生物量影响不显著。植酸钠促进效应的有效成分为其植酸根。植酸钠对Ｋ酵母天然培养基发酵的乙醇生成量亦有极显著的促进效应,使其提高达８７．９％。     

酿酒酵母对酚类抑制物耐受性研究

通过短期驯化策略提高酿酒酵母对木质纤维素预处理产生的酚类物质的耐受性。考察酚酸对酵母的抑制作用,比较驯化菌株在酚酸中生理指标,通过流式细胞仪分析酵母细胞膜完整性。单一酚酸低浓度对酿酒酵母生长和发酵没有明显抑制作用,而高浓度抑制强烈。混合酚酸具有更强的抑制作用,特别对乙醇发酵影响显著。相比原始菌株,短期驯化菌株在混合酚酸胁迫下的生长发酵动力学参数明显提高,细胞膜保持良好的完整性。酚酸对酿酒酵母生长有直接抑制作用,短期驯化能提高酵母酚酸耐受性,这与细胞膜应激反应保持其完整性有关。     

刺梨自然发酵过程中非酿酒酵母多样性分析

【目的】分析刺梨果实自然发酵过程中非酿酒酵母菌群特征,为筛选优质刺梨非酿酒酵母提供参考。【方法】基于Illumina MiSeq高通量测序技术和WL营养琼脂鉴定培养基纯种分离技术,分析刺梨果实自然发酵1 d (F1)、3 d (F3)、5 d (F5)和15 d (F15) 4个阶段及YPD培养基富集培养样本中非酿酒酵母种群组成和多样性。【结果】高通量测序分析结果共获得182个OTUs (operational taxonomic units,OTUs),归属于81个属107个种;物种多样性分析结果表明,刺梨果实自然发酵前期,优势非酿酒酵母为汉逊酵母(Hanseniasporasp.)和伯顿丝孢毕赤酵母(Hyphopichiaburtonii),二者在样本F1中分别占42.59%和26.85%;随着自然发酵的不断进行,二者的比例逐渐降低,在第15天(F15),Hanseniaspora sp.和H. burtonii比例降低至7.73%和0.52%。相反,Pichia sporocuriosa和未培养的酵母,随着自然发酵不断进行所占比例逐渐增大,分别由F1中的0.23%和0.33%增至F15中的37.26%和32.62%。此外,采用WL营养琼脂鉴定培养基纯种分离和鉴定技术,从刺梨上分离到Hanseniasporasp.、H.burtonii、克鲁维毕赤酵母(Pichia kluyveri)、P. sporocuriosa和异常威克汉姆酵母(Wickerhamomyces anomalus) 5种类型的可培养非酿酒酵母。【结论】刺梨果实上存在着丰富的非酿酒酵母菌资源,研究刺梨自然发酵过程中非酿酒酵母多样性,为酵母资源开发和利用奠定基础。     

树干毕赤酵母和酿酒酵母混合糖发酵产乙醇

以树干毕赤酵母和酿酒酵母为发酵菌株,酸性蒸汽爆破玉米秸秆预水解液和纯糖模拟液为C源,采用固定化酵母细胞的方法,研究了酸爆玉米秸秆预水解液初始pH、N源种类及其浓度、3种发酵模式对树干毕赤酵母戊糖发酵的影响。结果表明:玉米秸秆预水解液适合发酵的初始pH范围为6.0～7.0;1.0 g/L的(NH4)2SO4作为N源,在40 g/L葡萄糖和25 g/L木糖培养基中发酵24 h,糖利用率达到99.47%,乙醇质量浓度为24.72 g/L,优于尿素和蛋白胨作为N源;3种模式的发酵体系中,以游离树干毕赤酵母和固定化酿酒酵母发酵性能最好,糖利用率和乙醇得率分别为99.43%和96.39%。     

苹果酸降解相关基因在酿酒酵母中的表达

微生物降酸是现代葡萄酒酿造重要工艺。将裂殖酵母苹果酸通透酶基因(mae1)和苹果酸酶基因(mae2)克隆到酿酒酵母中,构建了苹果酸酒精酵母;将mae1基因和乳酸乳球菌的苹果酸乳酸酶基因(mleS)克隆到酿酒酵母中,构建了苹果酸乳酸酵母。构建的酵母重组子能够有效地分解发酵基质中的苹果酸。     

酿酒酵母乙醇耐受性机理研究进展

酿酒酵母(Sacchromyces cerevisiae)一直是主要的生物乙醇和酿酒业发酵菌株, 具有发酵速度快、乙醇产量高特性。然而, 产物乙醇积累造成的毒性效应是限制乙醇产量的主要因素之一, 研究酿酒酵母乙醇耐受性为解决这一工业难题奠定了理论基础。本文从乙醇对酵母细胞生理、细胞结构和组分的影响, 以及酿酒酵母乙醇耐受性的遗传基础方面综述了酿酒酵母乙醇耐受性机理的研究进展。     

云南香格里拉葡萄酒产区酿酒相关酵母菌的生物多样性

【背景】云南香格里拉高原葡萄酒产区位于云南三江并流世界自然遗产保护区内,微生物资源丰富,其中与葡萄酒酿造相关的野生酵母种类也非常多样。【目的】研究香格里拉葡萄酒产区酿酒相关酵母菌的种类多样性和酿酒酵母的遗传多样性。【方法】从香格里拉金沙江和澜沧江两岸选取5个葡萄园进行成熟葡萄样品的采集,分别对葡萄果皮和自然发酵过程中的酵母菌进行分离,运用WL营养琼脂鉴定培养基(Wallerstein laboratory nutrient agar)和26S rDNA D1/D2区序列分析法对酵母的种类进行鉴定,用SSR分子标记的方法研究酿酒酵母的遗传多样性。【结果】从香格里拉葡萄酒产区成熟浆果上共分离到230株野生酵母,鉴定为13属18种,其中有10种酵母为香格里拉地区首次发现。用SSR分子标记的方法对香格里拉分离到的47株酿酒酵母进行遗传多样性分析,47株酿酒酵母被分为24种基因型,11个微卫星位点共检测到70个等位基因,平均多态信息含量(PIC)为0.640,平均观测杂合度(Ho)为0.166,平均期望杂合度(He)为0.693。【结论】香格里拉葡萄酒产区酵母菌资源丰富,表现出较高的物种多样性和中等程度的酿酒酵母遗传多样性。研究该产区酵母菌的多样性,为香格里拉酵母资源多样性的保护和利用奠定基础。     

信息库

1　用法弗克鲁维酵母的杀伤毒素控制葡萄酒细尖酵母酵母杀伤毒素在发酵工业中 ,可用于控制野生酵母的生长。当前 ,在葡萄酒工业中用于酿造和改进葡萄酒质量的杀伤酵母属于酿酒酵母 (Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ)。但是Ｋ2型酿酒酵母的杀伤毒素对酵母的杀伤谱比较窄 ,只能杀伤敏感的酿酒酵母 ,对其他野生酵母 ,如有孢汉逊酵母 (Ｈａｎｓｅｎｉａｓｐｏｒａ) ,克勒克酵母 (Ｋｌｏｅｃｋｅｒａ) ,毕赤酵母 (Ｐｉｃｈｉａ) ,类酵母 (Ｓａｃｃｈａ ｒｏｍｙｃｏｄｅｓ)等属的菌株没有杀伤作用。研究表明 ,在葡萄表面和新鲜葡…     

粘红酵母和酿酒酵母联合处理味精废水

为了解决味精废水中高NH4+浓度抑制油脂微生物的生长和油脂积累问题,采用粘红酵母和酿酒酵母联合处理味精废水的方法:首先利用酿酒酵母降解味精废水(MSG)中NH4+,然后将处理后的废水进一步发酵培养合成油脂。研究结果表明:用经酿酒酵母预处理过的味精废水作为粘红酵母的培养基发酵时,粘红酵母的生物量为33.3 g/L,油脂产率为18.16%,COD降解率为50.6%,NH4+的降解率为93.9%。比粘红酵母单独处理味精废水,NH4+的降解率提高了6.14倍,生物量、油脂产率和COD降解率分别提高了8.1%、30.06%和9.58%。     

新型酵母表达系统的研究

酵母表达系统是在酿酒酵母质粒的发现和酵母转化技术的成熟基础上建立起来的真核生物表达系统。许多有应用价值的外源基因成功地在其中表达,但也存在一些局限性。为了开发新的酵母表达系统,人们在酿酒酵母以外的酵母中寻找合适的宿主以建立新的载体－宿主系统。本文综述了建立新的酵母表达系统涉及的有关问题和近几年来的研究进展。     

PVA共固定化双菌种发酵海藻酒的研究*

采用PVA为载体共固定化酿酒酵母和产香酵母发酵海藻,酿造海藻酒。对游离细胞与固定化细胞的分批发酵和连续发酵的动力学进行了研究并建立了相应的发酵动力学方程。实验结果表明：酿酒酵母和产香酵母二种菌种菌量的最佳配比为4：l,发酵温度20℃．共固定化细胞分批发酵和连续发酵凝胶粒的充填系数分别为0．25和0．5,游离混合细胞的发酵时间为7d。共固定化细胞连续发酵稀释速率0．12／h,其发酵时间为0.5d左右。经160d连续发酵实验,PVA固定化细胞粒子的机械强度良好。     

酿酒酵母表达系统

酿酒酵母是单细胞真核微生物,人们以酿酒酵母为宿主菌,用载体表达外源基因的过程中,积累了丰富的经验,掌握了酿酒酵母表达的许多优缺点,如它繁殖速度快,可以大规模发酵生产,但在发酵过程中会产生乙醇,而乙醇在培养基中积累会影响酵母的生长代谢和基因产物的表达,尤其是进行高密度发酵时该效应更明显;针对这些缺点,可以采取积极的应对措施.主要就酿酒酵母表达系统的组成、优缺点及高效表达的策略等作一综述.