葡萄酒发酵过程中酵母菌之间相互抑制作用的研究

目的确定葡萄酒发酵过程中不同酵母间相互抑制作用产生的原因。方法采用透析袋发酵法通过单因素实验、上清液抑菌实验和双向电泳等方法,确立溶氧、酒精度、pH、氮源、生存空间以及分泌蛋白等因素对非酿酒酵母衰亡的诱导作用。结果溶氧、酒精、pH、氮源及生存空间的竞争并不是非酿酒酵母提前衰亡的主要原因,酿酒酵母菌产生的代谢产物对非酿酒酵母的提前衰亡具有很强的诱导作用。结论酿酒酵母分泌的分子量小于10kDa的代谢产物和一些分子量超过10 kDa的蛋白类物质均对克鲁维酵母等非酿酒酵母的衰亡具有诱导作用。     

酿酒酵母发酵与自然发酵过程中霍山石斛酵素的代谢物及抗氧化变化*

为实现霍山石斛的全质利用和高值化利用,以接种酿酒酵母发酵与自然发酵两种工艺制备霍山石斛酵素,研究不同工艺发酵过程中代谢物(有机酸、总酚、总糖等)和抗氧化活性(OH·清除率、ABTS·清除率、还原力)的变化趋势,并结合多元统计分析,建立综合评价指标。结果表明,酿酒酵母发酵组的酵母菌数量高于自然发酵组;自然发酵组检测到的4种有机酸的含量均高于酿酒酵母发酵组,其中乳酸和乙酸含量均呈上升趋势;酿酒酵母发酵组的草酸含量明显下降,而自然发酵组的草酸含量没有明显变化。酿酒酵母发酵组与自然发酵组的总酚含量分别下降了24.02%、24.98%;总糖含量分别下降了64.21%、22.89%;pH值分别下降了0.12和0.24,总酸含量分别增加了62.98%、70.98%;糖酸比分别降低了80.13%、59.47%,酿酒酵母生产的酵素口感以酸甜为主,自然发酵的酵素口感以甜为主。在抗氧化方面,酿酒酵母发酵组显著高于自然发酵组,OH·清除能力分别提高了42.57%和40.67%;ABTS·清除能力分别提高了55.36%和30.06%;还原力无显著变化。相关性分析和主成分分析结果表明乳酸、乙酸等有机酸具有一定的抗氧化性。酵母菌发酵第 14 d的综合评价指标达到阶段高点,酵母菌生长数量在14 d后趋于稳定,进入生长稳定期,可作为最佳发酵节点。综上结果表明酿酒酵母发酵相较于自然发酵霍山石斛提高了抗氧化活性,丰富了酵素口感,缩短了发酵时间,酵素品质较好。     

酱香型白酒发酵中地衣芽孢杆菌与酿酒酵母的相互作用

【目的】为解析酱香型白酒酿造群体微生物的发酵过程, 研究了酱香型白酒酿造中重要微生物地衣芽孢杆菌与酿酒酵母之间的相互作用, 并对它们之间的作用机制进行初步探讨。【方法】通过地衣芽孢杆菌与酿酒酵母共培养体系的构建, 认识了两者的相互作用, 初步分析了酿酒酵母产生抑制物的分子量, 耐热性及对蛋白酶敏感性等特性。【结果】研究表明, 酿酒酵母发酵造成的酸性环境以及某些代谢物质能够抑制地衣芽孢杆菌的生长, 这些物质分子量大于10 kD, 对热和蛋白酶敏感。【结论】白酒酿造中酿酒酵母通过产酸以及大分子的蛋白质类物质对地衣芽孢杆菌生长形成抑制, 该研究促进了对白酒酿造群体微生物发酵过程的解析。     

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。     

龙眼松散型胚性愈伤组织发生过程中相关蛋白的表达分析

以龙眼‘红核子’品种(Dimocarpus longan Lour.cv.Honghezi)松散型胚性愈伤组织(FEC)为材料,采用固相双向凝胶电泳技术和质谱鉴定技术,对其生长过程中相关蛋白的表达变化进行研究。结果表明:(1)龙眼FEC生长过程中,总蛋白点数在400~800之间,蛋白点数变化虽有升降起伏,但总体呈上升趋势;蛋白质pI集中在4~7之间;蛋白质分子量在14~97kD之间,表达量相对较高的是分子量在30~66kD的蛋白质,且30~45kD的蛋白点逐渐增多,45~66kD的逐渐减少。(2)龙眼FEC生长过程中质谱鉴定66个蛋白,其中28.79%为功能未知蛋白,30.30%涉及胁迫应答和抗氧化,10.61%涉及能量和糖代谢,10.61%涉及蛋白代谢和修复,6.06%涉及细胞骨架重构,4.55%蛋白是调控蛋白,3.03%是核酸代谢相关蛋白,而所占比例最少的为信号转导与细胞凋亡相关蛋白、氨基酸代谢相关蛋白、脂类代谢相关蛋白,以及维生素代谢相关蛋白均为1.52%。(3)龙眼FEC生长过程中,胁迫反应/氧化还原相关蛋白(抗坏血酸类过氧化物酶R147、R158和HC21,苄基醚还原酶同系物TH6、谷胱甘肽过氧化酶以及过氧化物酶L26)表达高峰出现在前期10~20d,而过氧化物酶4多在后期40~50d表达;蛋白质合成及修复的相关蛋白,只有蛋白质异形体1在10~30d表达量高,其他蛋白的表达高峰出现在前期10~20d之间,能量与糖代谢相关酶在整个过程中都有较大量的表达。     

毕赤酵母表达的HBV全长Pres蛋白的分离纯化

巴斯德-毕赤酵母工程菌株GS115-PreS经发酵在甲醇诱导下可高效表达分泌型全长PreS蛋白。Western blot证明发酵液中存在着可溶性的分子量为48kD的PreS蛋白和蛋白质颗粒,蛋白质颗粒主要成分为48kD的全长Pres蛋白和28kD的S蛋白,电镜观察发现蛋白质颗粒直径为30nm。发酵液经过脱盐、浓缩处理后,上清液经DEAESFF阴离子交换柱得到纯化的PreS蛋白;超速离心和蔗糖密度梯度离心得到蛋白颗粒。该颗粒的主要组分为全长PreS蛋白（PreS1＋PreS2＋S）,还有少量的主蛋白（S）。ELISA检测证明全长PreS蛋白和蛋白颗粒有着良好的抗原性, P/N显示蛋白颗粒的抗原性比PreS蛋白的抗原性高。     

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。     

中国酱香型白酒酿造酿酒酵母的独特生理代谢特征

【目的】酿酒酵母是白酒发酵的主要微生物,对白酒的产量及质量都有重要影响。而酱香酒酿造环境具有高温、酸性、高乙醇等胁迫因素,研究其中酿酒酵母的生理代谢特征并有目的地应用于白酒实际生产中的意义。【方法】从酱香酒酿造环境中筛选一株性能优良的酿酒酵母菌株,比较其与酿酒酵母模式菌株S288c和商业酵母的生理代谢特征。【结果】从酱香型酒醅中筛选得到性能优良的Saccharomyces cerevisiae MT1,该菌株可耐受高温42 °C,高浓度乙醇(16%,体积比),低pH (2.0),其最大比生长速率和最大比产乙醇速率分别达到了S288c的125%和114%,其乙醇转化率也要高于其他菌株。一些挥发性物质只有在MT1的发酵液中可检测到,包括苯并噻唑、2,3-二氢苯并呋喃、4-乙烯基愈创木酚以及丁羟甲苯等,MT1的苯乙醇、法呢醇、橙花叔醇、乙偶姻和大马酮量也要高于S288c。另外,MT1可以利用多种碳源发酵产乙醇,如半乳糖、麦芽糖、蜜二糖、松二糖、海藻糖和棉子糖等。【结论】来源于酱香酒酿造的S. cerevisiae MT1具有高耐受力、高效的发酵性能及更广泛的碳源利用图谱,并能生成多种挥发性物质。     

无花果酵素自然发酵过程中代谢产物与抗氧化活性的相关性研究CSCD

为了解无花果自然发酵过程中代谢产物与抗氧化活性之间的相关性,测定其发酵过程中pH、总酸、总糖、总酚、总黄酮、有机酸等理化指标和活性物质,以DPPH自由基、羟基自由基和超氧自由基清除能力及还原力这4个指标考察其体外抗氧化能力,利用主成分分析方法,对代谢产物和抗氧化活性进行相关性分析,并对无花果酵素发酵的各个过程进行综合性评价,确定自然发酵最优的发酵时间。结果表明:随着发酵时间的延长,pH持续降低,总黄酮呈现波动变化,总酸、总酚、DPPH自由基、羟基自由基、超氧自由基清除能力和还原力均呈现先升高后降低的趋势。无花果酵素中检测出了13种主要有机酸,其中含量比较丰富的是乳酸、琥珀酸、苹果酸、柠檬酸、葡萄糖醛酸和泛酸。在发酵第60天时,综合评价值(CEI)最高,发酵80天之后持续下降,以此可以作为无花果酵素前发酵结束的依据,为无花果酵素发酵阶段精准调控奠定相关理论基础。     

反相高效液相色谱法测定厌氧菌有机酸代谢产物

建立反相高效液相色谱测定厌氧菌代谢发酵有机酸产物(乙酸、乳酸)的方法并用于测定乳酸菌代谢发酵产物中的含量。反相高效液相方法是一种简单、准确、灵敏的方法,可用于同时定量测定厌氧菌的有机酸代谢产物。     

一步法产1,3-丙二醇酿酒酵母基因工程菌的构建

1,3-丙二醇(1,3-PD)是一种重要的化工原料,发酵法生产1,3-PD是一条新颖且具有潜在竞争力的生产途径。本研究在前期工作的基础上,将分别来源于大肠杆菌和肺炎克雷伯氏菌的基因片段yqhD和dhaB串联表达,构建重组表达载体pYX212-zeocin-pGAP-yqhD-pGAP-dhaB;并得到重组酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)W303-1A/pYX212-zeocin-pGAP-yqhD-pGAP-dhaB。该重组菌和对照S.cerevisiae分别以葡萄糖为底物摇瓶发酵72h后,重组酿酒酵母发酵液中1,3-PD含量约为1.5g/L;而对照菌株不产1,3-PD。以上结果表明本研究在国内首次成功构建了直接以葡萄糖为底物发酵生产1,3-PD的酿酒酵母基因工程菌。为进一步将dhaB、yqhD基因导入其他以葡萄糖为底物高产甘油的酵母宿主中表达,获得以葡萄糖为底物一步法发酵高产1,3-丙二醇工程菌打下了坚实的基础。     

Improvement of ethanol production in very high gravity fermentation by horse gram (Dolichos biflorus) flour supplementation

AIMS: To determine the effect of osmotic stress on yeast and to investigate the protective role of horse gram flour during very high gravity (VHG) ethanol fermentation. METHODS AND RESULTS: Saccharomyces cerevisiae was inoculated into high sugar (30-40%, w/v) containing medium with and without supplementation of horse gram flour. The fermentation experiments were carried out in batch mode. The effect of 4 or 6% of horse gram flour to the medium on the metabolic behaviour and viability of yeast was studied. Significant increase in ethanol yield up to 50% and dramatic decrease in glycerol production up to 100% was observed in the presence of horse gram flour. The fermentation rate was increased from 3 to 5 days with increased viable cell count. The physical and chemical factors of horse gram flour may aid in reducing the osmotic stress of high gravity fermentation of ethanol as well as enhancing ethanol yield. CONCLUSIONS: It was found that horse gram flour not only reduced fermentation time but also enhanced ethanol production by better utilization of sugar. SIGNIFICANCE AND IMPACT OF THE STUDY: Production of high ethanol concentration by using VHG sugar fermentation eliminates the expensive steps in the conventional process and saves time.     

泥炭固体发酵生产单细胞蛋白研究

对以泥炭为唯一碳源,固体发酵生产单细胞蛋白(SCP)进行了一系列的研究。选用酵母菌和黑曲霉进行混合发酵培养,考察影响单细胞蛋白生产的各个因素,如菌种接种量,培养基含水量,发酵时间,发酵温度,培养基外加氮源等。通过正交实验设计确定了优化的培养条件。即:菌种接种量为10%,培养基含水量为300%,28℃培养72 h,以蛋白胨为氮源。     

限制葡萄糖、葡萄糖/乙酸双底物条件下自由控制丙丁梭菌ABE发酵丙酮浓度和丙酮/丁醇比

提出一种可以提高和自由控制丙丁梭菌ABE发酵丙酮浓度与丙酮/丁醇比的方法。（1）通过控制糖化酶用量、反应时间和温度调节玉米培养基初始葡萄糖浓度,使发酵进入到产溶剂期后,残留葡萄糖浓度降至接近于0 g/L的水平;（2）在葡萄糖受限的条件下,诱导丙丁梭菌合成分泌糖化酶,分解寡糖,将葡萄糖维持于低浓度,进而限制梭菌胞内糖酵解途径的碳代谢和NADH生成速度。与此同时,外添乙酸形成葡萄糖/乙酸双底物环境。在能量代谢基本不受破坏、丁醇未达到抑制浓度的条件下,适度抑制丁醇生产,有效地利用外添乙酸强化丙酮合成;（3）在外添乙酸的基础上,添加适量酿酒酵母,形成丙丁梭菌/酿酒酵母混合发酵体系,提高梭菌对高丁醇浓度的耐受能力。整个发酵体系可以将丙酮浓度和丙酮/丁醇比自由控制在5~12 g/L和0.5~1.0的水平,最大丙酮浓度和丙酮/丁醇比达到11.74 g/L和1.02,并可维持丁醇浓度于10~14 g/L的正常水平,充分满足工业ABE发酵对于丙酮和丁醇产品的不同需求。     

先进固体发酵技术(ASSF)生产甜高粱乙醇

介绍了利用高产能源作物甜高粱生产燃料乙醇的先进固态发酵(ASSF)技术,从甜高粱茎秆保存、菌种、反应器,到固体发酵过程的数学模拟和工程放大进行了系统研究。筛选出高效产乙醇的菌种CGMCC1949,固体发酵时间低于30 h,乙醇收率高于92%;优选出贮存甜高粱茎秆的有效方法,通过抑菌处理,厌氧贮存200 d糖分损失小于5%;对固态发酵过程进行了数学模拟,设计并优化了固体发酵设备,成功进行了工程放大试验,并且基于ASPEN软件对该技术进行了技术经济评价,结果表明ASSF法生产甜高粱乙醇在技术、工程和经济上均具有充分的可行性和明显优势。     

发酵法生产S-腺苷蛋氨酸前体蛋氨酸补加策略

利用酿酒酵母菌株高密度发酵法生产S-腺苷蛋氨酸关键的影响因素之一是前体L-蛋氨酸的补加策略.本研究采用一支经过常规诱变处理的S-腺苷蛋氨酸优势积累菌株酿酒酵母SAM0801,通过5 L发酵罐高密度发酵实验研究,考察了6种补加策略,最终确定了L-蛋氨酸的加入时机为30h左右,当茵体干重达到100g/L时,补加量为每罐40gL-蛋氨酸,发酵58 h左右达到最高生物量干重168 g/L,产量14.48 g/L.     

Scaling-up in industrial winemaking using low electric current as an alternative to sulfur dioxide addition

AIMS: To better understand the outcome of employing low electric current (LEC) technology as a new preservation and alternative in wine technology, and to contribute to its development. It is used in industrial-scale winemaking with commercial yeast (Saccharomyces cerevisiae) during the grape must fermentation. METHODS AND RESULTS: LEC (200 mA, time 16 days) was applied to fresh grape must as an alternative method to the usual sulfur dioxide addition used in the industrial process; two tanks, each 30,000 l, were employed for parallel fermentations. The results show that LEC decreased the survival time and increased the death rate of apiculate yeasts, whereas it did not affect the growth and survival of S. cerevisiae. A comparison was made of the main chemical and sensory parameters of the wines obtained. CONCLUSIONS: The results have demonstrated that the low-voltage treatment had a positive effect on the grape juice fermentation (yeast microflora) during the early stages of winemaking. SIGINIFICANCE AND IMPACT OF THE STUDY: These results could be of significant importance in developing, for 'biological wine', new winemaking technologies for an innovative control process of yeast fermentation.     

Growth and fermentation patterns of Saccharomyces cerevisiae under different ammonium concentrations and its implications in winemaking industry

AIMS: To study the effects of assimilable nitrogen concentration on growth profile and on fermentation kinetics of Saccharomyces cerevisiae. METHODS AND RESULTS: Saccharomyces cerevisiae was grown in batch in a defined medium with glucose (200 g l(-1)) as the only carbon and energy source, and nitrogen supplied as ammonium sulphate or phosphate forms under different concentrations. The initial nitrogen concentration in the media had no effect on specific growth rates of the yeast strain PYCC 4072. However, fermentation rate and the time required for completion of the alcoholic fermentation were strongly dependent on nitrogen availability. At the stationary phase, the addition of ammonium was effective in increasing cell population, fermentation rate and ethanol. CONCLUSIONS: The yeast strain required a minimum of 267 mg N l(-1) to attain complete dryness of media, within the time considered for the experiments. Lower levels were enough to support growth, although leading to sluggish or stuck fermentation. SIGNIFICANCE AND IMPACT OF THE STUDY: The findings reported here contribute to elucidate the role of nitrogen on growth and fermentation performance of wine yeast. This information might be useful to the wine industry where excessive addition of nitrogen to prevent sluggish or stuck fermentation might have a negative impact on wine stability and quality.     

微生物发酵对木薯渣营养成分的影响

[背景]将木薯渣作为饲料资源进行开发和利用能够减轻环境污染,实现资源就地转化,已成为国内外研究热点.微生物发酵可降低木薯渣的粗纤维含量,改善适口性,提高饲料转化率.[目的]筛选对木薯渣发酵效果较好的微生物发酵剂及其发酵时长.[方法]试验选用A(芽孢菌+乳酸菌+酿酒酵母菌)、B(戊糖片球菌+酿酒酵母菌)和C(植物乳杆菌+...     

甜菜渣发酵制备蛋白饲料的研究

以甜菜渣为原料,对固态发酵制备菌体蛋白饲料进行了研究。将纤维素酶水解法替代常规的黑曲霉发酵法进行原料的预处理,其最适酶解条件为:纤维素酶添加量为25 u.g-1,酶解时间为16 h。以面包酵母B188和产朊假丝酵母B204为菌种进行混合发酵,在最适发酵条件下,50 h粗白质质量分数达到21%,蛋白质净增量为14%。