拉曼光谱分析有机氮源促进乙醇发酵的机制

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。
尿素是白酒酿造过程酒醅中含有的氨基甲酸乙酯的主要前体之一,对浓香型白酒中氨基甲酸乙酯含量影响较大,通过降低酒醅中尿素含量可以控制或减少白酒中氨基甲酸乙酯的含量.采用产脲酶菌株或其粗酶与酒醅混合,可在发酵过程中降低尿素含量.从大曲中筛选到3株产脲酶的腐生葡萄球菌(Staphylococcus saprophyticus,S.saprophyticus)在酒醅固态发酵中去除尿素效果不显著,产酸性脲酶的罗伊氏乳杆菌(Lactobacillus reuteri,L.reuteri)全细胞及其粗酶对酒醅中尿素均有很好的去除效果.通过与商品脲酶比较,罗伊氏乳杆菌所产脲酶粗酶对酒醅中尿素去除效果更佳,尿素去除率可达100％.当罗伊氏乳杆菌添加量高于107 CFU/g酒醅时,尿素去除率在97.3％以上,粗酶加入量高于25 U/kg酒醅时,尿素去除率在77.4％以上.罗伊氏乳杆菌能较好地去除白酒酒醅中尿素.
从行业企业规模、资产总额、区域企业分布规模及效益,规模以上企业各项支出、行业利润总额、部分企业亏损度等角度,全方面对2011年我国酿酒行业总体发展态势进行分析;提出我国酿酒行业需着手进一步解决产品质量、流通监管,税收政策的完善、提升酒文化影响力等方面的问题。中国酿酒工业协会白酒分会在2011年期间着重在特色区域建设、推进"158计划"、落实"中国白酒169计划"、维护行业利益、完成白酒生产许可技术支持报告几个方面开展了工作。2012年,白酒分会将重点开展:"三会"、"一论文"工作;国家质检总局白酒产品生产许可技术支持项目;推动行业健康持续发展;加强人才队伍建设;进一步推进"中国白酒158计划";促进中国白酒169项目的鉴定和完善工作。
[目的]运用高光谱成像技术检测成熟期酿酒葡萄果皮的花色苷含量.[方法]利用900～1 700 nm近红外高光谱成像和多元回归模型对多品种酿酒葡萄成熟期不同阶段果皮花色苷含量进行预测建模.采集成熟期4～5个阶段的6个品种共75组酿酒葡萄样本的高光谱图像,运用不同预处理方法对光谱数据进行处理.基于主成分分析(PCA)和连续投影法(SPA)降维,将化学方法测量结果作为花色苷含量的参考值,采用支持向量回归(SVR)建立花色苷含量预测模型.[结果]SPA-SVR模型性能优于其他模型,其预测决定系数(R2P)为0.869 1,均方根误差(RMSEp)为0.135 9.[结论]将近红外高光谱成像技术应用于多品种成熟期酿酒葡萄果皮的花色苷含量的快速无损检测具有良好的可行性.
为了采用非热杀菌技术以生产高质量的果汁,研究了高压脉冲电场(PEF)对梨汁的杀菌效果及其对产品品质的影响.结果表明,当电场频率、电场强度和处理时间、温度分别为200Hz、30kV/cm和240μs、10μC时,梨汁中接种的大肠杆菌、酿酒酵母的数量分别下降4.6、2.7个数量级.温度具有辅助杀菌效应,相同频率和场强下处理时间200μs,当样品温度从10℃上升致40℃时,大肠杆菌致死率提高了1.4个数量级,酿酒酵母致死率提高了2.0个数量级,未接种鲜榨梨汁的细菌致死率提高了2.0个数量级,霉菌酵母致死率提高了1.0个数量级.PEF处理后梨汁理化性质、营养成分比热处理更接近原样.气相色谱-质谱(GC-MS)对梨汁风味物质进行检测的结果表明,梨汁中含量最多的挥发性风味物质为酯类,与传统热处理相比,PEF处理对梨汁风味物质的影响较小.因此脉冲电场不仅有较好的杀菌作用,并且最大限度地保证了梨汁的品质.
[目的]获得玉米大斑病菌(Setosphaeria turcica)环腺苷酸磷酸二酯酶(cAMP phosphodiesterase,PDE)基因,并分析其在病菌侵染结构发育过程及侵染寄主早期阶段中的表达,为深入探索cAMP信号途径调控病菌致病性的作用机制打下基础.[方法]根据酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)、白色念珠菌(Candida albicans)、灰霉病菌(Botrytis cinerea),稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)、绿僵菌(metarhizium anisopliae)和黑曲霉(Aspergillus niger)6种真菌PDE基因的保守序列,利用简并引物PCR对基因保守片段进行扩增,结合RACE和Genome Walking技术获得基因全长及其侧翼序列;利用MEGA 5.0软件对PDE蛋白预测编码产物进行多重序列比对,并采用邻近法构建系统发育树;利用GSDS分析基因结构,ProtParam分析理化性质,SOMPA预测二级结构,SMART数据库在线分析保守结构域;收集人造疏水介质诱导下侵染结构发育不同时期以及侵染感病寄主叶片不同时间的玉米大斑病菌材料,利用qRT-PCR技术研究StPDE在病菌侵染结构形成过程中不同阶段的转录水平.[结果]玉米大斑病菌基因组中存在1个高亲和力磷酸二酯酶基因(StH-PDE)和1个低亲和力磷酸二酯酶基因(StL-PDE).其中,StH-PDE全长3 208 bp,包含5个内含子和6个外显子,ORF为2 898 bp.StL-PDE全长5054 bp,包含4个内含子和5个外显子,ORF为3 090 bp.StH-PDE和StL-PDE分别含有保守的Ⅰ型和Ⅱ型cAMP磷酸二酯酶催化结构域.不同的植物病原真菌中PDE同源基因分别呈现出高度的相似性,其中,StH-PDE与Magnaporthe grisea、Cordyceps militari s、metarhizium acridum等病原真菌的高亲和力磷酸二酯酶基因聚于同一进化支,stL-PDE与Ascochyta rabiri、scedosporium apiospermum、Fusarium oxysporum、metarhizium album等病原真菌的低亲和力磷酸二酯酶基因聚于相同进化支.人造疏水介质诱导下,与菌丝相比,StH-PDE和StL-PDE在分生孢子中的表达水平均显著上调,其中StH-PDE和StL-PDE分别上调了约2倍和52倍.孢子萌发初期两个基因表达水平显著下调,随着萌发的进行,表达水平缓慢回升,至附着胞形成阶段,基因表达出现了第2次高峰,随后表达水平再次下调.在整个过程中,StH-PDE的最高表达水平则出现在附着胞形成时期,达到了菌丝体中的近7倍、分生孢子中的近2倍,而StL-PDE的表达水平始终低于其在分生孢子中的表达水平.StH-PDE和StL-PDE在病菌侵染寄主过程中的表达水平变化趋势与其在人工疏水介质诱导下的表现基本一致.在孢子萌发早期表达显著下调,随着时间延长,缓慢回升,至接种后18和24 h StH-PDE表达水平上调,超过萌发初期.[结论]在病菌侵染结构发育过程中,StH-PDE和StL-PDE均呈现下调-上调-下调的表达水平变化趋势.StH-PDE在附着胞时期表达水平最高,StL-PDE在分生孢子中的相对表达水平最高.