乙醛法筛选抗乙醛啤酒酵母菌株的应用研究

乙醛是使啤酒产生硬纸板味、烂苹果味的主要来源,对啤酒品质有较大影响。本实验采用紫外诱变与高浓乙醛平板选育结合法,将筛选得到的菌株(共20株)与出发菌株进行低温发酵实验,然后利用气相色谱法测定菌株发酵液乙醛含量,并将其与出发菌株乙醛含量相比较。对具有较大乙醛降幅的菌株(共3株)进行乙醇脱氢酶活性的验证及稳定性实验,由此筛选出抗乙醛啤酒酵母菌株。该菌株可抵抗高浓度乙醛环境,从而快速还原代谢产生的乙醛,其乙醛含量为4.42 mg/L±0.14 mg/L,较出发菌株降低了71.13%;乙醇脱氢酶(ADH1、ADH3与ADH4)活性显著高于出发菌株(增幅为88.80%),且遗传稳定性表现良好。     

酿造水中的锌离子对啤酒酿造的影响

啤酒中的锌离子来源于麦芽、大米、酿造用水、酒花。实验表明在啤酒酿造过程中,锌离子可激活酶的活性、提高酶的催化作用,促进糖化、发酵;提高麦汁中糖、氨基酸的含量;促进双乙酰的还原,降低双乙酰的含量;激活乙醇脱氢酶,降低乙醛,提高酵母活力,降低酵母死亡率;提高发酵度,缩短发酵时间。     

黄酒酵母ADH2、ALD2和ALD6基因敲除对黄酒中乙醛代谢的影响

以工业黄酒酵母N85尿嘧啶缺陷型单倍体2a-u3(MATa ura3)为出发菌株,研究分别敲除乙醛代谢相关酶的编码基因ADH2、ALD2和ALD6对乙醛代谢的影响。采用融合PCR技术分别构建乙醇脱氢酶编码基因ADH2敲除组件"ADH2S-URA3-ADH2X"和乙醛脱氢酶编码基因ALD2和ALD6敲除组件"ALD2S-URA3-ALD2X"和"ALD6S-URA3-ALD6X",转化N85尿嘧啶缺陷型单倍体菌株后,以尿嘧啶缺陷型的恢复为筛选标记,分别获得ADH2、ALD2和ALD6基因缺失菌株2a-A2(Δadh2)、2a-D2(Δald2)和2a-D6(Δald6)。分别将获得的工程菌与亲本菌株以及前期构建的丙酮酸脱羧酶基因PDC5缺失菌株2a-P5(Δpdc5)进行实验室规模的黄酒发酵实验。结果表明,与亲本菌株2a相比,工程菌2a-A2发酵液中乙醛含量降低了7.14%,而2a-P5发酵液中乙醛含量降低了32.68%,说明工业黄酒酵母乙醛的生成存在糖代谢途径,并且乙醛主要由丙酮酸脱羧而来;工程菌2a-D2和2a-D6发酵液中乙醛含量与亲本相比分别增加了144.91%和88.87%,说明乙醛脱氢酶是黄酒中控制乙醛降解的关键酶,而且ALD2基因在乙醛转化为乙酸过程中发挥更关键的作用。     

采用分子生物学降低啤酒中乙醛含量的研究

通过采用分子生物学为技术手段，破坏酵母代谢形成乙醛的一个支路途径，从而达到降低酵母代谢产生的乙醛含量。本试验得到改良酵母菌种经过二十代传代试验、实验室规模发酵栓试验、以及100升的中试结果具有以下特征：（1）改良菌种具有较好的遗传稳定性；（2）改良的酵母菌种和原始出发菌种经过100升发酵生产的啤酒口感基本一致，其它发酵参数，如酵母增殖情况，降糖速率没有明显差异，而改良后酵母还原双乙酰比出发菌种提前一天达标；（3）发酵过程中风味物质乙醛的跟踪结果表明，改良酵母菌种在发酵第七天就能够达到3mg／L以下，发酵第九天就可以达到国外优秀啤酒乙醛含量的水平，而且整个发酵后期改良菌种代谢产乙醛量大大低于出发菌种。     

低乙醛啤酒酵母的筛选及生产应用

啤酒中的乙醛主要为发酵时酵母的正常代谢产物。通过酵母菌种的筛选,以发酵液中低乙醛含量的回收酵母泥作筛选底物,可得到正突变的优良菌株,即乙醛含量峰值低而还原乙醛能力强的酵母。三角瓶低温发酵可对大量菌株进行驯养。快速筛选出发酵特性较好的菌株,并利用气相色谱测定发酵液中乙醛及其他风味物质的含量。但三角瓶试验与实际生产的差异较大,得到的菌株性能不一定稳定,须经生产试验,确定酵母性能稳定后方可认为是优良菌株。     

低产蛋白酶A啤酒酵母的诱变选育及在啤酒中试发酵中应用的研究

以啤酒酵母X为出发菌株,用N-甲基-N-硝基-N-亚硝基胍(亚硝基胍,NTG)和甲基磺酸乙酯(EMS)连续诱变,通过酸变性血红蛋白平板初筛及三角瓶发酵实验复筛,得到一株产蛋白酶A活力低的啤酒酵母突变株GM235.将该菌株进行100L啤酒发酵中试并测定发酵液蛋白酶A活力及各项发酵性能.结果表明:与出发菌株X相比,GM235发酵的啤酒蛋白酶A活力降低了19.83%,降糖能力、双乙酰还原能力略强,正丙醇含量高于出发菌株X,异丁醇、异戊醇、活性戊醇、乙酸乙酯的含量均低于出发菌株X,异戊醇和总高级醇分别降低了5.03%和4.87%;突变株GM235中试生产的啤酒泡沫更为细腻、持久.突变株GM235是一株具有工业应用前景的啤酒酿造酵母.     

不同代数啤酒酵母对胞内代谢关键酶活性的影响

对不同代数啤酒酵母在丙酮酸激酶、葡萄糖-6-磷酸脱氢酶、苹果酸脱氢酶、异柠檬酸脱氢酶、乙醇脱氢酶的酶活性特征方面的差异进行了比较分析,发现酵母在不断传代过程中,胞内代谢关键酶的活性均呈现一定变化,而丙酮酸激酶、葡萄糖-6-磷酸脱氢酶和乙醇脱氢酶变化最为明显,并且与酵母活力有着紧密的联系,当3种酶活性高时,酵母活力旺盛,代谢物质的量较为协调.     

啤酒酵母CRB2菌株乙醛脱氢酶基因(Ald6)的核苷酸序列分析、酶鉴定及在啤酒生产中的应用探讨

乙醛脱氢酶Ald6是啤酒酵母乙醛代谢途径的关键酶,它能催化乙醛脱氢,生成乙酸.设计引物,RT-PCR扩增得到啤酒酵母CRB2菌株Ald6基因,在大肠杆菌中进行克隆、表达、测序,并对表达产物的酶学性质进行了研究.结果表明,Ald6基因的大小为1503bp,编码的乙醛脱氢酶由500个氨基酸组成,与其它菌株的乙醛脱氢酶相比,核苷酸序列的同源性为7%～100%.乙醛脱氢酶以乙醛为底物时的Km值为28.14/μmol/L,Vmax为98.03μmol·min-1mg-1,最适反应条件为15℃,pH 8.0.中试酿造试验发现K 、Mg2 、Fe2 对降低乙醛含量有显著作用.     

食醋生产中醋酸菌乙醇脱氢酶的活性与产酸速率关系的研究

探讨了食醋生产过程中醋酸菌乙醇脱氧酶活性与产酸速率的关系,实验表明,醋酸发酵是靠醋酸菌细胞膜结合酶(ADH)进行的,是通过将乙醇氧化成乙醛的乙醇脱氧酶和将乙醛冉氧化成醋酸的乙醛脱氢酶(ALDH)来完成的.在醋酸发酵过程中运用检测ADH的活力,确定菌株的发酵能力,保证生产顺利地进行.     

浅论镁离子对啤酒发酵的影响

讨论了麦汁中镁离子含量对啤酒酵母发酵的影响。镁离子是酵母代谢过程中许多酶的重要辅助因子,它的浓度直接影响啤酒的发酵。提高镁离子的含量,均会提高初始发酵率,提高酵母活性,促进酵母对麦芽三糖及麦芽糖的吸收,增加酒精生成率和生成量,从而提高啤酒发酵度。     

巴氏醋酸杆菌AS1.41产醋酸关键酶研究

巴氏醋酸杆菌（Acetobacer pasteurianus）将乙醇氧化成醋酸的关键酶是乙醇脱氢酶（ADH）和乙醛脱氢酶（ALDH）。在不同初始乙醇含量条件下,ADH和ALDH的酶活呈现动态变化,乙醇含量为4%时,ADH和ALDH的酶活达到最大,分别为7.43 U/mg和7.18 U/mg。同时,酶活与产酸速率呈现出较高一致性：酶活越高,产酸速率越快。发酵温度为32 ℃时,菌体生长最为活跃,酶活最大,产酸最快;加入0.5%的乙酸后,ADH和ALDH的酶活分别由8.12 U/mg和7.06 U/mg提高到了9.43 U/mg和8.52 U/mg,产酸速率也得到相应提升。ALDH对乙醇、乙酸、温度的稳定性均高于ADH。     

The use of atmospheric and room temperature plasma mutagenesis to create a brewing yeast with reduced acetaldehyde production

High acetaldehyde levels in beer from yeast metabolism is a major concern for brewers in China. To obtain a strain with lower acetaldehyde production, this work reports a novel approach based on atmospheric and room temperature plasma mutagenesis and high‐throughput screening using 4‐methylpyrazole + disulphiram plating. A mutant LAL‐8a with lower acetaldehyde‐producing capability was obtained. The alcohol dehydrogenase activity decreased by 54% compared with the wild‐type M14 and the aldehyde dehydrogenase activity increased by 64% of the wild‐type strain. Through domestication and fermentation in EBC tubes, the mutant LAL‐8a was shown to produce 2.2 mg/L acetaldehyde, 88.2% less than the wild‐type strain M14. In addition, the ratio of higher esters to alcohols in beer fermented by the mutant LAL‐8a (0.28) was higher than M14 (0.16). The fermentation performance of LAL‐8a was similar to that of the wild‐type M14. This work suggests strain LAL‐8a a promising option for the brewing industry. © 2018 The Institute of Brewing & Distilling     

醋酸菌产乙醇脱氢酶发酵条件的研究

该研究对醋酸菌（Acetobacter pomorum）产乙醇脱氢酶（ADH）的发酵培养基的碳源和氮源进行了优化。采用单因素试验和响应面试验考察发酵温度、发酵时间、起始pH及接种量对乙醇脱氢酶比酶活的影响。在单因素试验的基础上,采用响应面试验进行发酵条件优化。结果表明,最佳发酵培养基配方为葡萄糖0.8%,酵母浸膏粉1.2%;最佳发酵工艺为发酵温度35 ℃、发酵时间72 h、起始pH 6.0、接种量6%。在此工艺条件下,ADH的比酶活为7 284 U/mg,与预测值（7 320 U/mg）的相对误差为0.49%。     

浓香型白酒风味成分对乙醇代谢及关键酶活性影响的体内实验研究

选用不同产地的四种浓香型白酒样品（编号为SC1、SC2、SC3、JS）,建立小鼠灌胃模型,分别灌胃白酒、高醇白酒、高酯白酒和相同浓度的酒精溶液,随后测定小鼠的行为指标,血液中乙醇和乙醛含量以及肝脏中乙醇脱氢酶（ADH）和乙醛脱氢酶（ALDH）活性。结果表明,灌胃给药后,白酒中高浓度异丁醇、正戊醇和异戊醇显著降低了小鼠的协调能力（P＜0.05）;血液中乙醇含量（3 692～23 237 mg/L）和乙醛含量（18～84 mg/L）均升高;增加白酒中大多数醇类和酯类含量均能抑制ADH（30.93～45.73 U/L）和ALDH（87.98～104.61 U/L）活性,且对ADH抑制作用更显著（P＜0.05）;增加SC2和SC3酒样中丁酸乙酯含量可以同时促进ADH（34.73 U/L、35.11 U/L）和ALDH（104.61 U/L、103.52 U/L）的活性。体内实验结果表明,不同产地的白酒及其差异化风味成分（增量变化）对乙醇代谢和关键代谢酶有不同程度的影响。     

改进酿酒酵母谷物发酵性能的诱变研究

酿酒酵母经诱变获得有效利用麦汁糖的优良性能。突变菌株经5d摇床培养使YNB基础培养基的麦芽三糖发酵度从32.4%提高到81.8%。薄层层析证明突变株麦芽三糖转运能力得到改善。模拟工业发酵实验证明突变菌株的麦汁糖发酵性能大大改善,而原有发酵优良性状未受到影响。说明该突变株益于工业啤酒生产和低热啤酒的生产。     

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。     

Reduced acetaldehyde production by genome shuffling of an industrial brewing yeast strain

High levels of acetaldehyde produced by yeast during fermentation can be of concern to product quality. A novel approach, based on genome shuffling, was applied to reduce the production of acetaldehyde by industrial brewing strain YS86. Four isolates with different impacts of acetaldehyde concentration were obtained from populations generated by ultraviolet irradiation and nitrosoguanidine mutagenesis. These yeast strains were then subjected to recursive pool‐wise protoplast fusion. A strain library that was likely to yield positive colonies was created by fusing the lethal protoplasts obtained from both UV irradiation and heat treatments. After two rounds of genome shuffling, a recombinant YSF2–9 strain produced less acetaldehyde than wild‐type strain YS86, by 64.5 and 66.2% in laboratory and pilot plant fermentations, respectively. The shuffled yeast strain YSF2–9 was genetically stable and may have a potential application in brewing industry for managing acetaldehyde in beer. Copyright © 2017 The Institute of Brewing & Distilling     

三种不同酵母对啤酒发酵及风味的影响

本实验采用Y1110、安琪、模式三种不同的啤酒酵母,在同种工艺条件下测定发酵过程中α-氨基氮(α-AN)、pH、双乙酰、高级醇等指标,并比较三种不同啤酒的风味物质含量。结果表明:Y1110增殖最快,α-AN和pH值下降最快,双乙酰还原较快,后酵结束双乙酰含量最低,啤酒样品含醇量较高,适于醇厚型啤酒酿造;安琪酵母增殖最慢,α-AN和pH值下降最慢,啤酒样品含酯量较高,适于淡爽型啤酒酿造;模式酵母酯类与醇类含量都很高,不适于实际生产。