溶氧量对酿酒酵母及其工程菌的β-苯乙醇合成代谢的影响及调控效应

目的:研究溶氧量对酿酒酵母S288C及工程菌ARO8-10的β-苯乙醇合成代谢的影响及调控效应.方法:在5L发酵罐中装液量60％,控制pH 5.0,温度30℃,通气比0.5～2.0 wm,定时取样检测发酵液生物量、β-苯乙醇、L-苯丙氨酸转化率以及菌体相关代谢酶活性等.结果:通气条件在0.5～2.0 vvm范围时,野生型菌株S288C的生物量、异柠檬酸脱氢酶(ICDH)酶活力明显高于转氨酶基因ARO8与脱羧酶基因ARO10耦合过表达工程菌ARO8-10;ARO8-10的β-苯乙醇发酵产量、L-苯丙氨酸转氨酶、苯丙酮酸脱羧酶、G6PD、GK及PDC酶活力均明显高于S288C(P≤0.01).在1.0 vvm通气条件发酵60 h时,ARO8-10的发酵液中葡萄糖已基本用尽,β-苯乙醇产量达到2.68 g/L,L-苯丙氨酸转化率达到47.3％,较S288C分别提高了44.4％和12.4％.1.0 wm为β-苯乙醇发酵较适宜的通气条件.结论:酿酒酵母的β-苯乙醇代谢与艾利希途径、莽草酸途径、EMP、PPP途径TCA循环等密切相关,构成其合成代谢网络,代谢途经多种酶相互影响;ARO8和ARO10基因耦合过表达,增强了L-苯丙氨酸氨基转移酶和苯丙酮脱羧酶活力,有利于提高G6PD、GK及PDC酶活力,β-苯乙醇代谢流量及产量.
为考察酱香型白酒酒糟养殖肉牛的效果，采用对比试验的方法，选用12~18月龄杂交牛16头进行为期180天的试验。结果，试验组日增重334.72克，比对照组多189.58克，差异极显著（P<0.01）。试验组与对照组肉质量的五项指标，除脂肪指标差异显著外，其余无显著差异。结果表明，酱香型白酒酒糟养殖肉牛效果较好，可以全面推广。
本文重点阐述了宁夏葡萄酒产业持续发展应以效益为中心,种植、酿造、销售三位一体协调发展,避免盲目、低效的扩大种植面积和只重视原料基地建设的观点;创造高质量的贺兰山东麓干旱半干旱生态类型的葡萄酒和有机葡萄酒应是宁夏葡萄酒产业的发展方向.当前必须重视种苗基地建设,努力改进埋土防寒技术、改良酿酒葡萄架型、简化夏季修剪等省力化栽培技术,降低生产成本,提高劳动效率,增加果农收入,从低效的栽培模式向高效栽培模式转化,应对国际、国内市场的竞争.
通过调查分析贺兰山东麓冬季气候特点、酿酒葡萄在不同土壤类型中根系分布状况,详细介绍了埋土防寒技术,为使当地酿酒葡萄安全越冬,冬季防寒埋土深度在40 cm以上较适宜,为进一步的研究冬季葡萄管理、酿酒质量提供参考.
香叶基香叶醇(geranylgeraniol,GGOH)是生产香料、药物、维生素A和E的重要中间体,其生物活性构型为(E,E,E)-GGOH.为了提高酿酒酵母的(E,E,E)-GGOH产量,在表达了香叶基香叶基焦磷酸合酶-法尼基焦磷酸合酶融合酶(BTS1-DPPl)和香叶基香叶基焦磷酸合酶-二酰基甘油二磷酸磷酸酶融合酶(BTS1-ERG20)的初始菌株(产34.85mg·L-1GGOH)的基础上,本实验进一步利用代谢工程的手段对法尼基焦磷酸(FPP)代谢节点处进行代谢流重排.一方面,过表达了来源于红法夫酵母的香叶基香叶基焦磷酸(GGPP)合酶突变体(CrtE03M),增加了前体物质GGPP的供应,从而将GGOH产量提高了1.6倍,达到56.04mg·L-1;另一方面,利用葡萄糖诱导性弱启动子PHXT1对竞争支路关键酶角鲨烯合酶(ERG9)进行下调,从而使GGOH产量提高4.5倍,达到156mg·L-1.同时,通过敲除GAL80基因构建了葡萄糖调控的GAL体系,用以控制GGOH的合成,与PHXT1控制的角鲨烯合成支路一起,构成了顺序表达体系,最终,以十二烷为有机相,在摇瓶中进行两相发酵,培养72 h后获得GGOH产量183.07mg·L-1,与初始菌株相比提高了5倍.本工作对其他FPP下游途径的代谢调控具有借鉴意义.
乙酸是木质纤维素水解液中含量较多的抑制物,因此提高酿酒酵母菌株对乙酸的耐受性有助于提高纤维素乙醇生产效率.本文中,笔者利用基于CRISPR/Cas9系统的基因组编辑技术过表达了酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)S288c线粒体核糖体蛋白编码基因MRP8,并比较了过表达MRP8的菌株与对照菌株的生长和发酵特性.平板耐性检测发现,MRP8过表达明显提高了菌株的乙酸胁迫耐受性;乙醇发酵结果表明,在4.8 g/L乙酸胁迫条件下,过表达菌株MRP8-3在51 h消耗全部的葡萄糖,发酵时间缩短了25 h,显著优于相同时间的对照菌株.本研究结果为构建高效纤维素乙醇发酵的酿酒酵母菌株提供了新思路.