啤酒酵母细胞壁环境压力应答机制研究进展

酵母细胞壁在细胞形态学的建立和维持中起重要作用,有助于细胞抵御环境变化。细胞壁主要由β-葡聚糖、甘露糖蛋白和几丁质组成,其组成和结构会由于压力胁迫发生动态重构。同时为了适应环境压力变化,啤酒酵母细胞壁在长期驯化过程中表现出相关压力应答机制。文中介绍了啤酒酵母细胞壁组成与结构,并综述了细胞壁重构与信号通路调控的分子机制。     

Lager啤酒酵母RLM1基因调控对其抗自溶性能的影响

啤酒酵母的自溶会严重影响啤酒的品质,而酵母的质量也被认为是啤酒酿造的关键因素之一。前期在啤酒酵母自溶的研究中发现细胞完整性途径中重要的转录因子RLM1基因与酵母自溶有密切关系。本研究在啤酒酵母单倍体菌株中对RLM1进行敲除与过表达,发现RLM1敲除后,酵母菌抗自溶性能差,而RLM1过表达则有助于酵母的抗自溶。另外,发现RLM1基因的敲除影响了酵母的抗渗透压性能、细胞壁损伤的耐受性、抗氮饥饿性能和温度耐受性。研究发现细胞壁组装及DNA损伤应答相关基因GAS1的表达随RLM1的过表达与敲除而调整,而CWI途径中其他相关基因的调控方式并没有明显的规律,推测RLM1可能主要影响了CWI途径中GAS1基因的表达,进而提高啤酒酵母在恶劣环境中的抗逆性。此研究结果对于进一步选育抗自溶啤酒酵母以及了解啤酒酵母的自溶机制提供了基础。     

Rep-PCR应用于快速鉴定啤酒污染菌的研究

为评价rep-PCR在快速鉴定啤酒污染菌中的应用,首先比较了DNA提取方法,确定CTAB法作为制备rep-PCR的DNA模板的方法。并通过PCR产物直接测序的方法,从分离菌中鉴定得到11种常见的啤酒污染菌。用BOXA1R和(GTG)_5引物扩增分离菌,采用Gel ComparⅡ软件处理电泳图,构建污染菌的标准指纹图库。经过聚类分析表明,BOXA1R和(GTG)5对Lactobacillusbrevis、L.buchneri、L.casei/paracasei、L.plantarum和L.fermentum的聚类效果具有互补性,并首次提出指纹比对快速鉴定的相似系数阈值的概念。对来自三个不同来源的9株乳酸菌的快速鉴定结果表明,rep-PCR鉴定技术简单、快速、可靠,在快速鉴定方面将具有重要的应用价值。     

淀粉液化芽孢杆菌b-1,3-1,4-葡聚糖酶基因的克隆及表达的优化

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 amylolique faciens 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Escherichiacoli宿主中表达效果,以及pET20b(+)-bgl和pET28a(+)-bgl在E.coliBL21(DE3)中的表达效果。结果表明,E.coliBL21(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。     

多元分析用于啤酒风味的研究

通过检测国内外30种不同品牌啤酒中13种主要风味物质,采用多元统计方法中的主成分分析,得到3个主成分及综合风味特征得分;对这些酒样进行感官品评并采用频数分析计算得分．结果发现两种评分结果具有较好的对应性,初步表明根据啤酒中13种风味物质的检测结果,基本能够对啤酒的整体风味进行评判与质量监控．     

敲除啤酒酵母 fks1 基因对啤酒酵母自溶性能的影响

以啤酒酵母G-03为模板,扩增得到铜抗性基因(cup 1)和β-葡聚糖合成酶基因(fks 1)。将fks 1连接pMD-18T Vector得到重组质粒pTK,重组质粒pTK和cup1经Bgl Ⅱ、Sal Ⅰ酶切后连接得到重组质粒pKC。Bam HI酶切重组质粒pKC得到以fks 1为整合位点包含cup1的基因片段fks 1::cup1。用此片段转化啤酒酵母工业菌株G-03,通过硫酸铜抗性筛选得到一株啤酒酵母工程菌G-03/C。工程菌连续传代10次后依然能在筛选平板上生长,遗传稳定性良好。主酵结束G-03/C和G-03的辛酸和癸酸含量基本相同。25℃诱导自溶20 d,G-03/C的辛酸、癸酸分别下降57.3%、81.8%,自溶性能减弱。G-03/C的死亡率、双乙酰、浊度及TBA均较原菌有所下降。G-03/C与G-03酿制成品啤酒的常规指标没有较大差别,品评结果表明,G-03/C风味更优。     

酿酒酵母在传代过程中生理变化研究进展

酿酒酵母在进行连续传代的过程中,细胞的形态结构以及细胞内的各项生理指标因受胁迫条件的影响而发生改变,细胞出现逐渐衰老现象。深入了解酿酒酵母在传代中的生理变化对酿酒酵母抗衰老研究具有重要意义。文中综述了酿酒酵母在传代过程中各项生理指标的变化,并提出了进一步研究的方向,以期为酵母在工业生产中的抗衰老研究提供理论依据和参考。     

啤酒腐败菌的酒花抗性

酒花苦味物质具有抗菌活性,能抑制多种细菌生长。未解离的苦味物质作为一个离子载体,驱散细胞跨膜pH梯度(ΔpH),影响细胞吸收营养物质,使细胞因饥饿而死亡。小部分乳酸菌具有酒花抗性,使其能在啤酒中生长。这种酒花抗性是菌株特异性的,并需要诱导产生。研究表明它与多种抗性机制有关,如细胞壁成分、多个膜上运输载体。已有数个与酒花抗性相关的基因被报道,并用它们可作为PCR快速检测啤酒腐败菌的跨种基因标记。     

葡萄糖基转移酶在α-葡萄糖基化丁香酚生物合成中的应用

丁香酚因具有抑菌、抗肿瘤、廉价易得等特性,被广泛应用于医药、香料及调味剂等领域。但因其不稳定、易升华、水溶性差等缺点,限制了它的进一步应用。糖基化修饰可显著提高丁香酚的应用特性,本研究利用重组大肠杆菌E.coli BL21(DE3)p ET28a-agl A高效表达的源自野油菜黄单胞菌的葡萄糖基转移酶,生物催化丁香酚生成α-葡萄糖基化丁香酚(α-EG)。同时对其生物合成中酶催化反应性质进行了研究。结果表明其最适反应条件:pH=8.5,温度为35℃,丁香酚与麦芽糖最适浓度分别为60 mmol/L及1.2 mol/L。该酶在pH 6~8及4℃~30℃内能保持较好的稳定性。1 mmol/L金属离子Cu~(2+)能强烈抑制糖基转移酶活性,而1 mmol/L金属离子Fe~(2+)对酶的催化反应有显著的促进作用。采用最优催化条件,反应100 min,α-葡萄糖基化丁香酚(α-EG)的转化率为75%。     

RIM21基因缺失对拉格啤酒酵母絮凝性能的影响

拉格啤酒酵母是我国啤酒酿造的主要菌种。细胞絮凝是啤酒酵母重要的生产性状,在不影响发酵性能的情况下适度提高酵母的絮凝能力,有助于发酵结束时细胞和产物的分离,有利于工业化啤酒生产,具有较高的经济价值。前期在对一株工业用拉格啤酒酵母G03及其絮凝突变株的研究中,挖掘到一个可能影响啤酒酵母絮凝性的候选基因RIM21。为了验证该基因的作用,文中在G03中对RIM21进行了敲除,发现RIM21敲除后,酵母在11 ℃发酵条件下的絮凝性能增强,基因FLO5、Lg-FLO1及细胞壁完整性途径中的部分基因表达上调。同时,CO2失重、酒精度、发酵度等发酵指标未有明显变化。另外,发现RIM21的缺失增强了啤酒酵母对细胞壁抑制剂的耐性。研究结果为阐释低温发酵条件下啤酒酵母的絮凝调控机理及菌株絮凝性的改善提供了基础。