酿酒酵母细胞表达异源萜类化合物的研究进展

萜类化合物具有可观的经济价值，但是目前的生产过程复杂、产量低。酿酒酵母甲羟戊酸途径为萜类化合物的合成提供直接前体，因此酿酒酵母细胞具有合成异源萜类化合物的天然优势。对酿酒酵母甲羟戊酸途径的清晰认识是对其进行有效利用的基础，本文从代谢途径、关键酶的特点和全局调控机制3个方面对该途径进行了介绍。从代谢途径的构建和优化、模块与底盘细胞的适配、模块构建及组装方式的角度概述了酿酒酵母细胞异源合成单萜、倍半烯萜、二萜、三萜类化合物的研究进展。指出实现酿酒酵母高效合成萜类化合物所需要解决的基础问题是对酿酒酵母甲羟戊酸途径进行更为全面了解和对萜类化合物的天然代谢途径进行明确解析；另外，合成生物学的进一步发展也将为此提供应用基础。
目的:研究菱茎多酚的超声波辅助提取工艺及其体外抗氧化、抑菌活性.方法:以菱茎为材料,采用正交实验对菱茎多酚的提取工艺进行优化;通过测定菱茎多酚的DPPH、ABTS自由基清除力及还原力来评价其体外抗氧化活性;采用滤纸片扩散法测定菱茎多酚对6种腐败微生物的抑菌活性.结果:菱茎多酚的最佳提取工艺条件为乙醇浓度60％、pH1、提取温度70℃、提取时间35 min、料液比1∶35 (g/mL),此工艺条件下多酚的提取得率为67.31 mg GAE/g DW;菱茎多酚对DPPH、ABTS自由基清除力和对Fe3+还原力(FRAP)的IC50值分别为228.34、220.57、152.00μg/mL;对金黄色葡萄球菌、蜡样芽孢杆菌、大肠杆菌、腐败希瓦氏菌、青霉和酿酒酵母的最小抑菌浓度(MIC)分别为6.25、3.13、0.20、0.39、1.56、0.78 mg/mL.结论:菱茎多酚具有良好的抗氧化和抑菌活性,可作为潜在抗氧化剂和抑菌剂的来源进一步开发利用.
分别采用八二酒曲、纯种米根霉曲及酿酒酵母曲、纯种米根霉曲和粘红酵母曲按崇明老白酒工艺酿造老白酒,应用顶空固相微萃取-气相色谱质谱联用法对样品进行挥发性物质的检测,并对其进行醇酯比、香气活力值(OAVs)的计算及主成分分析,筛选出较佳的酒曲,得出崇明老白酒的主体香气.辛酸乙酯、1-辛烯-3-醇、3-甲基丁酸乙酯、己酸乙酯和乙酸异戊酯的OAVs大于10,是崇明老白酒的主要呈香物质.由八二酒曲酿造的酒液挥发性物质总量最高,醇酯比为5.89∶1,呈香物质以具蘑菇香的1-辛烯-3-醇为主.米根霉和酿酒酵母曲酿造的酒液酯类、芳香族化合物种类最多,醇酯比3.24∶1,香气以丁酸乙酯的甜香、苯乙醛、苯乙醇和乙酸苯乙酯的玫瑰花香为主要特征.米根霉和粘红酵母曲酿造的酒液挥发性化合物总量最低,醇酯比为2.86,主要香气特征为辛酸乙酯的甜香和己酸乙酯的水果香.纯种曲酿造的酒液的香气类型、风味种类比例、呈香物质的丰富程度均优于八二酒曲酿造的酒液.
应用拉曼光谱和单细胞分析技术监测有机氮源尿素和酵母粉、无机氮源硝酸铵和硫酸铵对酿酒酵母乙醇发酵的影响及发酵过程胞内主要生物大分子的变化动态,以期从光谱学角度获知有机氮源促进乙醇发酵的机制。结果表明,利用酵母粉和尿素的乙醇发酵速度最快,14~18 h即可达到乙醇浓度的最大值；在有机氮源下,酵母细胞的RNA合成无明显的迟滞期,发酵前期,782 cm-1峰平均强度比无机氮源的高,其最大峰强是初始强度的1.9~2.1倍,而无机氮源仅为1.2~1.4倍；以酵母粉为氮源的不同发酵阶段,部分细胞的蛋白质二级结构以β折叠为主,而其它氮源的细胞则是以α螺旋为绝对主导。因此,尿素、酵母粉等有机氮源促进乙醇发酵的可能原因是缩短酵母的迟滞期,促进胞内RNA的快速合成,促进相关基因的快速转录和表达。
研究了水洗对酸性蒸汽爆破玉米秸秆抑制物脱除、酶水解性能和水解液发酵性能的影响.结果表明,固液比为1∶7.5(g∶mL,下同)的水洗能脱除50％以上的碳水化合物降解产物和70％以上的木质素降解产物,明显提高水解糖液发酵性能和降低发酵所需的酵母用量.蒸汽爆破预处理物料经固液比为1∶7.5的水洗,酶解、固液分离、蒸发浓缩后经酿酒酵母在用量为OD600 3.84下发酵48 h,170.69 g/L葡萄糖被转化为80.67 g/L乙醇,乙醇产率为173g/kg(以绝干预处理物料计,下同).在固液比为1∶7.5的水洗后的带渣发酵中,106.64 g/L葡萄糖被转化为54.5 g/L乙醇,其乙醇产率为162.17g/kg,其酵母用量为1.0×107cfu/mL(以酶解渣计).
以天津汉沽“玫瑰香”葡萄为原料酿造低醇葡萄酒,以添加SO2终止发酵为对照,以酒精度、酵母菌致死率和稳定性等重要理化指标及感官评价为检测依据,比较了单纯添加不同浓度的肉桂酸(100、150、200、250 mg/L),以及肉桂酸(50、75、100、125 mg/L)协同SO2(60 mg/L)共同终止酒精发酵对酿造低醇葡萄酒品质的影响,并采用高效液相色谱法检测了最终成品酒中肉桂酸的含量.结果 表明:单纯添加肉桂酸组和肉桂酸协同SO2组均优于对照组(单纯SO2组),其中单纯添加250 mg/L肉桂酸终止发酵能获得品质最高且稳定性最好的低醇葡萄酒,其酒精度为6.32％(V/V),酵母菌致死率达98.58％.所酿低醇玫瑰香葡萄酒呈浅玫瑰红色,澄清透明,果香、酒香平衡,酸甜适中,无酵母味,具有一定的玫瑰香的品种香.该低醇葡萄酒中肉桂酸检测含量为62 mg/L.