葡萄酒酿造过程中酿酒酵母乙醛代谢特征的研究

选用4株本土酵母(G3-3、NX8423、D3-4、NX349)与2株商业酵母(X16、F15)分别在干白与干红葡萄汁中进行发酵,研究各菌株在酒精发酵过程中的乙醛动态变化,并对各菌株产生乙醛的特征进行分析。结果显示：本土酿酒酵母与商业酿酒酵母具有相似的乙醛动态变化,但各菌株的乙醛特征参数差异显著(P＜0.05)。在干白葡萄酒的发酵过程中,D3-4表现出最低的乙醛峰值及末值含量(发酵终止时发酵液中的乙醛含量),分别为58.60mg/L和39.96mg/L,较X16显著降低了25.62%及25.92%。乙醛产生速率最快的为X16菌株。乙醛降解速率最快的则为NX8423,达到5.90mg/(L·d),较X16提高了2.09倍。在干红葡萄酒发酵中,乙醛峰值含量最低的为F15,乙醛产生速率最快的为G3-3,达到65.04mg/L,较F15显著提高了45.63%。NX349的乙醛降解速率最高且末值含量最低,分别为25.62mg/(L·d)及29.65mg/L。本土酿酒酵母菌株具有较商业菌株优良的乙醛代谢特征,通过开发本土优良酵母菌株能够优化葡萄酒酿造过程中的乙醛含量。     

非酿酒酵母在葡萄酒酿造中应用的研究现状

非酿酒酵母是一类自然存在于葡萄酒发酵中的微生物,其代谢物对葡萄酒的香气和风味等感官特点有着重要的影响。非酿酒酵母在葡萄酒生产中受到很多因素的影响,如酒精度、温度、SO2添加量、营养物状况、供氧量及各种酵母的初始数量、葡萄园的地理位置和气候等。只有控制和利用好这些条件,非酿酒酵母在葡萄酒中生产中的积极作用才能充分展现。该文综述了非酿酒酵母在葡萄酒生产中的研究进展,以期对我国葡萄酒酿造提供参考。     

大肠杆菌丝氨酸转运系统单基因敲除对丝氨酸生产的影响

氨基酸转运系统改造是一种重要的氨基酸菌种选育方式。sda C,cyc A,sst T和tdc C是目前报道的大肠杆菌中与L-丝氨酸转运吸收相关的四个基因,本研究以实验室前期构建的L-丝氨酸工程菌SWCH-05为基础,采用Red重组系统,分别构建了sda C,cyc A,sst T和tdc C单基因敲除菌,并通过补料分批发酵实验考察了转运吸收基因缺失对菌株产L-丝氨酸的影响。发酵结果表明,sda C敲除菌L-丝氨酸产量达到了16.3 g/L,与出发菌株相比提高了43%,cyc A敲除菌L-丝氨酸产量为14.1 g/L,与出发菌株相比提高了25%,而sst T和tdc C基因敲除菌的L-丝氨酸产量均与对照菌相近。      

酿酒酵母菌株发酵过程中硫化氢产率动态变化研究

利用3，5-二硝基水杨酸（DNS）法和硫化氢检测管检测法分析了高／低产硫化氢酿酒酵母菌株的发酵特性及其硫化氢产生特性。结果显示：高／低产硫化氢酿酒酵母茵株在发酵过程中的硫化氢产率变化趋势同为“双峰”趋势，且发酵前期峰值出现时间相同；高／低产硫化氢酿酒酵母在发酵速率和硫化氢产生比率上存在一定差异，且不同菌株的发酵速率与硫化氢产生比率之间没有必然联系。     

葡萄酒酿造过程中谷胱甘肽的研究进展

谷胱甘肽(glutathione,GSH)作为一种葡萄内源性抗氧化物质,它能够防止葡萄酒尤其是白葡萄酒的氧化,并直接或间接引起葡萄酒品质的改变。近年来,这种存在于葡萄、葡萄汁和葡萄酒中重要的巯基物质逐渐引起科研工作者和葡萄酒厂商的关注。本文介绍了GSH的结构及特性,综述其在葡萄果实和葡萄汁中的存在形式和作用;GSH对葡萄酒中芳香类物质、酵母菌、乳酸菌、葡萄酒色泽的影响;葡萄酒中GSH含量的影响因素等。此外,还对今后在葡萄酒酿造过程中有关GSH的研究方向进行了展望。     

酿酒酵母CHS3基因缺失对热耐受性的影响

研究真菌细胞壁几丁质合成酶CHS3基因在酵母热耐受性中的功能.采用长臂同源多聚酶链式反应(LFH-PCR)技术构建酵母CHS3基因缺失菌株:比较野生型与CHS3因缺失菌株的几丁质含量;梯度生长实验检测CHS3基因缺失菌株的热敏感性.结果显示,与野生型菌株相比,CHS3基因缺失菌株表现出热胁迫敏感性表型,此表型可被抗氧化剂N-乙酰半胱氨酸(NAC)弥补,表明该热敏感表型可能与热胁迫条件下活性氧积累引发的氧化损伤.     

丝氨酸吸收系统多基因敲除对大肠杆菌产L-丝氨酸的影响

sst T、cyc A、sda C和tdc C是大肠杆菌L-丝氨酸的四个吸收基因,本文在前期吸收基因单基因敲除菌的基础上,系统研究了四个吸收基因不同组合敲除对菌株生长及L-丝氨酸生产的影响。摇瓶发酵结果表明,在11个多基因敲除突变菌中,sst T·sda C双基因敲除菌,sst T·sda C·tdc C和sst T·cyc A·sda C三基因敲除菌的L-丝氨酸产量与对照相比有明显提升,分别达到271.11、312.58和322.57 mg/L;sst T·cyc A·sda C·tdc C四基因敲除菌的L-丝氨酸产量最高,达到了450.58 mg/L,是对照菌的6倍。在菌株生长方面,双基因敲除菌和三基因敲除菌的生长量优于对照菌或者与对照菌相近,而四基因敲除菌的生长量与对照菌相比则下降了28%。      

葡萄酒酿造过程中氮源的控制与管理

氮源管理是酵母营养控制的重要组成部分。影响葡萄汁中的氮含量的因素主要有葡萄种植和酿造工艺两个方面。合理把握葡萄汁中原有含氮量和发酵助剂的添加量及添加时间是葡萄酒酿造过程中氮源的控制和管理的关键环节。     

乙醇脱氢酶I基因敲除的酿酒酵母重组菌构建的初步研究

本实验根据酿酒酵母乙醇代谢途径,构建一株低乙醇产量的酿酒酵母基因工程菌株,以满足人们对低醇啤酒的需要。利用抗性基因筛选基因敲除突变体的方法,通过引物L1和L2扩增潮霉素B基因(两翼与酿酒酵母同源),按常规醋酸锂法转化酵母细胞后,筛选标记与酵母adhI基因发生同源重组,得到一株ADHI酶活性降低的工程菌株。发酵实验结果表明,转化菌株乙醇含量平均值为1.8%(V/V),较原始菌株低了65%。说明转化菌株体内乙醇生成途径受到干扰。     

基因工程策略改造产油微生物酿酒酵母的研究

理性改造功能性油脂生产菌株,获得高油脂含量、高比例多不饱和脂肪酸(polymerase unsaturated fatty acids,PUFAs)及食品安全性的优良工程菌,将会为微生物功能性油脂的工业化生产注入新动力。产油微生物油脂积累过程中,苹果酸酶(ME)对油脂产量具有调控作用,其活性直接影响到胞内油脂积累的量。然而,功能性油脂天然生产菌株遗传操作体系不成熟,油脂积累调控机制不清晰,阻碍了对其理性改造的进程。针对于此,需选择遗传操作平台成熟、遗传背景清晰的酿酒酵母为对象,采用基因工程策略对酵母苹果酸酶编码基因(ME)进行敲除,构建苹果酸酶编码基因缺失的酿酒酵母菌株。后期研究中将功能性油脂天然生产菌株油脂积累调控途径中关键基因ME导入相应同源基因缺失的酿酒酵母中,为构建用于油脂积累机制分析的重组菌株打下基础。     

酵母可同化氮含量对低产硫化氢酿酒酵母发酵特性的影响

该研究以3株本土低产硫化氢酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）41y5、182y12和174y1为研究对象,研究酵母可同化氮（YAN）的质量浓度对其发酵特性的影响,并对不同菌株各指标间的相关性进行分析。结果表明,随着初始YAN质量浓度的升高,酵母的生物量越大,发酵周期越短;发酵后模拟酒的挥发酸含量和pH值升高;初始YAN质量浓度对菌株产H2S的影响不同。初始YAN质量浓度与CO2平均释放速率、挥发酸含量、pH值呈极显著正相关（P＜0.01）,与最大生物量呈显著正相关（P＜0.05）,与H2S释放量无显著相关性（P＞0.05）,且在发酵过程中H2S的释放量与发酵后模拟酒的pH值存在显著的正相关（P＜0.05）。与酿酒酵母41y5和182y12相比,酿酒酵母174y1在4个初始YAN质量浓度下,生物量均最高,发酵周期均最短,发酵性能优良。     

低氮对酿酒酵母发酵过程中酯类物质合成的影响

采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱法（HS-SPME-GC-MS）测定了不同程度低氮胁迫下的模拟葡萄汁酒精发酵过程中酯类物质的含量。结果表明,低氮并没有改变各种酯类物质的生成规律,但影响了其发酵结束时酯类物质的含量。在发酵过程中,乙酸乙酯、己酸乙酯、辛酸乙酯和癸酸乙酯的含量逐渐增加;丁酸乙酯的含量在发酵第8天达到最大值后逐渐降低;乙酸异戊酯的含量先增加后在发酵第12天时达到最低值后又迅速增加;乙酸苯乙酯的含量在发酵前期（发酵4～6 d）迅速达到一个峰值,随后其含量缓慢降低;低氮胁迫下酯类物质的总量降低,其中乙酸苯乙酯和癸酸乙酯的含量增加,乙酸乙酯、乙酸异戊酯、丁酸乙酯和己酸乙酯的含量降低。因此,在葡萄酒的生产过程中可适当提高氮源浓度来提高酯类物质含量。     

啤酒酵母硫化氢生成量测定方法的研究

建立了一种啤酒酵母硫化氢生成量的测定方法.以pH为6.0的乙酸锌溶液作吸收液,采用250mL三角瓶进行发酵时,最适的发酵系统为:装液量150mL,发酵温度24℃,麦汁初始pH5.0,接种量6%.此方法可用于定量比较不同酵母菌株的硫化氢生成量.     

初始酸度对酿酒酵母发酵的影响

以高粱糖化液模拟发酵体系,添加0～30 mmol/100 g的乳酸以设置不同的初始发酵酸度,通过考察酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）的生物量、发酵累计质量损失、发酵液乙醇生成、发酵液关键香气物质,探究不同初始酸度对酿酒酵母发酵状况的影响,以期解析初始酸度对白酒发酵产酒的影响。结果表明,随初始发酵酸度增加,酿酒酵母生长受到抑制,低初始酸度条件下（0～15 mmol/100 g）有利于酿酒酵母发酵,加快CO2释放和糖代谢速率及更多种类挥发性风味物质生成,当初始酸度为15 mmol/100 g时,醇类、酸类及总挥发性物质种类数最高;较高的初始酸度（15～30 mmol/100 g）会抑制酿酒酵母乙醇的生成。6种关键性挥发性风味物质检测结果表明,初始酸度为5 mmol/100 g时,酿酒酵母发酵末期的关键风味物质乳酸乙酯、苯乙醇、异丁醇和异戊醇含量达到最高,20 mmol/100 g的初始酸度更有利于乙酸乙酯生成,乙酸苯乙酯的生成随初始酸度增加而被抑制。综上,控制初始酸度为15 mmol/100 g左右发酵效果较好。     

河北产区优选酿酒酵母的中试研究

将分离自河北产区的3株本土优良葡萄酒酿酒酵母菌株NJ5、N19、NJ17用于葡萄酒中试发酵,考查不同酵母菌株的发酵性能、所发酵葡萄酒的理化特征、多酚类物质含量和挥发性香气成分组成.结果表明,3株本土酿酒酵母具有良好的发酵性能,可生产具有典型地域特征的葡萄酒,有望于用于河北地区特色葡萄酒的生产.     

Saccharomyces cerevisiae对浓香型白酒发酵的影响

为了探究酿酒酵母对浓香型白酒发酵的影响,在混菌固态发酵糟醅中强化接种酿酒酵母,发酵50 d后分析糟醅主要理化指标、风味物质含量及酿造微生物区系构成,发现糟醅中浓香型白酒主要风味物质含量均有所下降,特别是酯类物质生成量减少,乙酸乙酯显著下降,下降幅度达71.0%;同时,糟醅中细菌和真菌多样性降低,优势细菌仍为Lactobacillus和Pseudomonas,而真菌区系中,曲霉属的丰度从1.8%上升到60.4%,取代接合酵母成为新的优势真菌。结果表明,本实验条件下酿酒酵母对浓香型白酒发酵有一定不利影响。      

Effect of citrulline metabolism in Saccharomyces cerevisiae on the formation of ethyl carbamate during Chinese rice wine fermentation

Urea, as the main precursor of ethyl carbamate (EC), has received extensive attention. Here, we have metabolically engineered an industrial yeast strain – Saccharomyces cerevisiae N85 – to investigate the contribution of the EC precursor citrulline to the concentration of EC in Chinese rice wine. The results showed that the citrulline biosynthetic pathway of the modified strain N85‐arg3 was completely suppressed by deletion of ARG3, encoding ornithine carbamoyltransferase. However, there were no significant differences in the levels of citrulline or EC between N85‐arg3 and the parental strain N85 during fermentation. In addition, we over‐expressed ARG1 (encoding argininosuccinate synthase) and ARG4 (encoding argininosuccinate lyase) to construct the engineered strains N85^ARG1,4 and N85^ARG1,4‐arg3. The citrulline contents in Chinese rice wine fermented with N85^ARG1,4 and N85^ARG1,4‐arg3 were respectively 24.1 and 20.4% less than that of N85. However, the contents of EC were 23.8 and 28.5% more than that of N85. These results suggested that reducing the formation of EC during Chinese rice wine fermentation by genetically engineering citrulline metabolism in S. cerevisiae was not a viable proposition. Copyright © 2018 The Institute of Brewing & Distilling     

氮源对酿酒酵母GJ2008不同糖浓度甘蔗汁酒精分批发酵的影响

研究了不同糖浓度下氮源对酿酒酵母GJ2008甘蔗汁酒精发酵的影响,旨在为高浓度甘蔗汁酒精发酵提供研究基础。将2 g/L尿素加入150 g/L、200 g/L、250 g/L、300 g/L和350 g/L总糖质量浓度甘蔗汁培养基中,以对应糖浓度未添加氮源组为对照组,通过分析细胞生长、糖代谢和乙醇生成来探究氮源如何影响甘蔗汁酒精发酵。结果表明：与未添加氮源相比,氮源加快了发酵速度,发酵周期最高缩短为18 h,糖消耗速率和乙醇生成速率最大分别提高了55%和96%;使酒精发酵更彻底,总糖含量最高减少了40.42 g/L;增加了目的产物,乙醇含量最高提升了28.4%。说明氮源有效地促进了甘蔗汁酒精发酵,加强了酵母的无氧呼吸途径。     

PCR-mediated seamless gene deletion and marker recycling in Saccharomyces cerevisiae

Repeated gene manipulations can be performed in yeast by excision of an introduced marker. Cassette modules containing a marker flanked by two direct repeat sequences of hisG or loxP have often been used for marker recycling, but these leave one copy of the repeats in the chromosome after excision. Genomic copies of a repeat can cause increased mistargeting of constructs containing the same repeats or unexpected chromosomal rearrangements via intra- or interchromosomal recombinations. Here, we describe a novel marker recycling procedure that leaves no scar in the genome, which we have designated seamless gene deletion. A 40 base sequence derived from an adjacent region to the targeted locus was placed in an integrating construct to generate direct repeats after integration. Seamless HIS3 deletion was achieved via a PCR fragment that consisted of a URA3 marker attached to a 40 base repeat-generating sequence flanked by HIS3 targeting sequences at both ends. Transformation of the designed construct resulted in his3 disruption and the generation of 40 base direct repeats on both sides of URA3 in the targeted locus. The resulting his3::URA3 disruptants were plated on 5-fluoroorotic acid medium to select for URA3 loss. All the selected colonies had lost URA3 precisely by recombination between the repeats, resulting in his3 deletion without any extraneous sequences left behind in the chromosome.