基于转录组学的酿酒酵母耐酸机制解析

酿酒酵母的耐酸特性在果酒生产中至关重要,但目前其应对酸胁迫的生物学机制仍不清楚.该研究以2株酿酒酵母(ET008-c54和ET008)为研究对象,分别提取总RNA后进行转录组测序分析,并考察不同pH条件下2菌株的细胞活力及利用不同的分析方法对ET008-c54发酵性能参数(菌体浓度、葡萄糖含量、生物量、乙酸含量、乙醇含量、甘油含量、麦角甾醇含量和H+-ATPase活性)进行测定.转录组学结果表明,688个差异表达基因中,其中364个基因转录水平上调,324个基因转录水平下调.差异表达基因的GO富集和KEGG通路富集表明,这些基因主要涉及细胞膜的组成及生理功能、麦角甾醇合成、亚铁吸收等多条代谢途径.通过对差异表达基因的进一步分析,最终确定了8个与耐酸性有关的重要基因.另外,ET008-c54在细胞活力、生长速率和代谢产物等方面表现出良好的发酵性能.ET008-c54具有很强的耐酸性,为高酸度水果酒的酿造提供了广阔的前景.这些发现为酿酒酵母的的遗传改良提供了方向,同时为果酒的高效发酵提供了重要的理论依据.
为研究不同酿酒酵母发酵对骏枣果酒的影响,采用气相色谱法、分光光度法等,分析了4种酿酒酵母(BO213、EC1118、FX10和RV002)在骏枣果酒发酵过程中理化指标和抗氧化能力的变化.结果表明,4种酵母发酵过程中总可溶性固形物含量下降;酒精度逐渐上升,其中RV002酒精度上升最快;发酵10 d后,BO213、EC1118、FX10 和RV002 的酒精度分别升至11. 05% 、11. 68% 、10. 84%和11. 89% ;发酵过程中pH值和总酸没有明显变化.果酒发酵结束后以酵母BO213的甲醇含量最低;骏枣酒中的杂醇油主要有正丙醇、异丁醇和异戊醇,其中异丁醇和异戊醇含量较高,发酵过程中总杂醇油含量呈现先增加后降低的趋势,发酵结束后以BO213发酵的骏枣酒总杂醇油含量最低,质量浓度为268. 6 mg/L.发酵期间,总酚含量没有明显变化,而抗氧化能力则逐渐上升,且不同的酿酒酵母发酵的骏枣酒抗氧化能力也各不相同,以BO213最高.在4种酿酒酵母中,酵母BO213产生的甲醇和杂醇油含量最低,抗氧化能力最强,更适合骏枣果酒的发酵.
通过低温实验室中的海冰重力脱盐实验,研究了环境温度对渤海灰白冰冰内盐分迁移以及脱盐速度和效果的影响.结果表明,环境温度的变化对灰白冰的盐分迁移规律、脱盐速度和脱盐效果影响较大.环境温度在2.5℃以上时,冰内盐分的垂向迁移迅速,盐度下降较大,温度越高,脱盐速度越快,脱盐效果越好,但淡水获取率会越低.环境温度在2.5℃以下时,海冰盐分垂向迁移和析出较慢,脱盐效果较差,在-15℃以下时.水内盐分几乎不再发生迁移,盐度基本不变.建议在采用重力脱盐法进行海冰淡化时,应该兼顾脱盐效果和淡水获取率,设定适当的环境温度,以达到高速高效的重力脱盐效果.
针对传统酿酒酵母的酒精发酵温度低、耐酒性差、乙醇产率低和成本高等问题,进行了耐高温、高浓度酒精酵母的选育与耐受性能初步鉴定研究.通过广泛采集菌样,初筛、复筛,从22个样品中经分离得到S11、S12、S15、S17 4株在40℃均能较好生长的耐高温酵母菌:对S15、S17菌株进行紫外诱变育种,获得1株编号为S132的耐受性优良酒精酵母.与对照丹宝利耐高温酵母相比,S132耐受40℃高温和16%(v,v)乙醇的能力分别高出20.9%和15%,是一株良好的高耐受性酒精酵母.
为了研究香橼精油的抗氧化性及对细菌、酵母和霉菌的抑菌活性,本文采用体外抗氧化法和琼脂平板扩散法,研究香橼精油总还原力,清除DPPH自由基、·OH自由基和H2O2能力,以及对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、酿酒酵母、黑曲霉的抑制作用.结果表明:香橼精油的抗氧化能力与质量浓度呈正相关,对DPPH自由基、·OH自由基(IC50值为0.32 mg/mL)和H2O2(IC50值为148 μg/mL)均有一定的清除能力.香橼精油对霉菌的抑制作用明显强于酵母与细菌,其中对黑曲霉的抑制效果最显著(25.39±1.12) mm,对金黄色葡萄球菌抑制最弱(14.04±1.35) mm.最小抑菌浓度在0.31～1.25 mg/mL,且在pH5～7范围内、温度80、115、121℃及一定时间紫外线照射(20、40 min)影响下,对大肠杆菌和酿酒酵母仍保持较强的抑制作用.
以屎肠球菌83和酿酒酵母J8为实验对象,分析酿酒酵母J8对屎肠球菌83生长的影响,同时结合气相色谱、高效液相色谱和生物学方法等探究共培养对屎肠球菌83发酵特性及信号分子AI 2活性的影响.结果显示:酿酒酵母J8可以促进屎肠球菌83的生长,同时共培养可以提高发酵乳中游离氨基氮、苹果酸、酒石酸、柠檬酸和乙醛的含量,并提高乳酸、丙酸和异戊酸的生成速率,降低甲酸、戊酸和维生素的含量,但对乙酸、丁酸和丁二醛的影响较小;同时,酿酒酵母J8对信号分子AI 2的活性呈极显著抑制作用.