微生物原生质体融合育种技术及其在发酵食品生产中的应用

微生物原生质体融合育种技术不仅为跨界融合理论提供了现实依据, 而且为实际生产提供了理论依据, 在理论研究和实际生产中都具有重要意义。微生物原生质体融合育种技术因其具有克服远缘杂交、提升优良性状和应用范围广等优点, 近年来, 在发酵食品生产中的作用日益凸显并取得了显著的成效。本文主要综述了细菌、放线菌、霉菌、酵母菌和食用菌原生质体的制备及再生, 原生质体融合方法, 原生质体融合子筛选方法以及酵母、乳酸菌和曲霉原生质体融合育种技术在发酵食品生产中的应用, 并对该技术的前景进行了探讨, 旨在为开展食品微生物优良菌株选育研究提供参考。     

酸奶生产中噬菌体污染的判断及防治

为及时发现噬菌体污染,更好地进行噬菌体防治,采用凝乳培养及双层平板的方法,进行噬菌体污染的初步判断。研究了环境净化、更换生产菌株、使用抗噬菌体菌株对噬菌体防治的影响,结果表明环境净化结合更换生产菌株或使用具有优良生产性状的融合子对酸奶生产和噬菌体防治效果最好。     

应用原生质体融合技术改善双歧杆菌的耐氧性

利用原生质体融合技术将专性厌氧的短双歧杆菌和典型上面发酵的啤酒酵母进行原生质体细胞融合,通过研究两亲本原生质体的形成与再生,并进行跨界融合,成功初筛出兼具两亲本生物学性状、较稳定的融合子BSF1和BSF2,改善了双歧杆菌的耐氧性。     

原生质体融合构建高效降解苹果酸酿酒酵母

为构建降解苹果酸能力强的酿酒酵母,采用原生质体融合技术对优良酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)与解苹果酸裂殖酵母(Schizosaccharomyces malidevorans)进行属间融合.以双灭活原生质体为遗传标记筛选融合子,并对得到的融合子进行细胞体积、DNA含量方面的鉴定;对融合子进行降苹果酸性能、遗传稳定性、发酵性能和絮凝性测定,最终得到一株能稳定降解苹果酸高达31.7%的融合子Z29,该融合子连续15次传代,降酸性能稳定.Z29菌株发酵速度快,发酵度高,用其发酵的葡萄酒风味好,凝絮性强(本斯值为2.1).     

单亲灭活保加利亚乳杆菌与嗜热链球菌抗噬菌体菌株融合子的选育

为获得具有抗噬菌体功能且发酵性能优良的乳酸菌酸奶生产菌株,将生产用保加利亚乳杆菌制备原生质体后高温灭活,灭活后的原生质体与嗜热链球菌抗噬菌体菌株的原生质体通过PEG6000诱导进行融合,并对融合子性能进行研究。结果从20株融合子中挑选出3株具有噬菌体抗性且发酵性能优良的乳酸菌融合子。融合条件为:以PEG6000(浓度为400 g/L,添加0.01 mol/L Ca Cl2、0.02 mol/L Mg Cl2)为促融剂,40℃融合2 min。此条件下,融合率可达1.85×10-6。获得的融合子在凝乳、产酸、产粘性物质、产香气成分及抗噬菌体方面性能优越,适合于酸奶生产。     

聚合酶链反应在融合子鉴定中的应用

以粟酒裂殖酵母和酿酒酵母为出发菌株,进行了原生质体融合试验,并对检出的融合子采用聚合酶链反应(PCR)扩增亲本的特定基因序列,以此达到鉴定融合子的目的.在检出的3株融合子中,均扩增出亲本特定基因,证明了该法在融合子鉴定中的可行性.     

冬虫夏草与蛹虫草原生质体融合初探

采用正交设计和双灭活标记方法对冬虫夏草与蛹虫草进行原生质体融合研究,获得融合子。结果表明：最适融合条件为：40% PEG 与0.08mol/L Ca2+ 的混合溶液(pH7.0)助融,35℃融合20min,融合率为2.74 × 10-5;并用形态学、颉颃实验及分子生物学方法初步探讨了双亲和融合子三者之间的亲缘关系。     

基因组改组技术改善植物乳杆菌C88的益生作用

采用基因组改组技术得到融合子菌株,并筛选益生性最优的融合子。采用基因组改组方法,结合紫外和亚硝基胍诱变,对突变菌株进行原生质体融合,经体外实验对融合子的耐酸性、耐高胆盐浓度、黏附相关性和抗氧化能力进行分析,筛选并获得益生性提高的融合子。筛选获得的两株融合子为F1-9和F1-17,均能够在低p H值和高胆盐浓度环境中生长;与原始菌株相比,融合子在表面疏水性、自聚性和与致病菌共聚性方面均有显著提高;在抗氧化方面较原始菌株也有所提高。融合子突变株连续传代培养,遗传稳定性良好。基因组改组技术能够使菌株的益生性得到明显提高,并且能够稳定遗传。     

白黄小脆柄菇和阴沟肠杆菌跨界融合条件优化及融合子SEM形态

对白黄小脆柄菇和阴沟肠杆菌的原生质体跨界融合进行条件优化,并对筛选出的融合子进行扫描电子显微镜观察,测定融合子的细胞形态。首先进行原生质体融合条件优化,在单因素实验的基础上采用三因素三水平的响应面分析,根据回归分析确定较优的融合条件为:PEG 34.9%、时间10.4min、温度36.4℃。然后用含抗生素的培养基对融合子进行初筛,将筛选出的11株融合子进行降解木质素研究,其中融合子PE-9经2天的培养后,木质素去除率达到了27.3%,具有良好的降解木质素潜力。最后将复筛的高效融合子PE-9与亲本菌株进行扫描电镜SEM比较观察。     

烤烟产质性状的双列杂交分析

利用6个烤烟品种(系)按双列杂交设计配制出15个杂交组合,并对有关产质性状进行了配合力分析.方差分析结果表明对多数产质性状,亲本间一般配合力、杂交组合间特殊配合力差异达显著或极显著水平,说明烤烟品种的这些性状受加性和非加性效应基因共同控制;但有些性状加性效应占主导地位,有些性状除加性效应外,非加性效应也起重要作用.根据亲本间一般配合力效应(GCA)分析及组合间特殊配合力效应(SCA)分析结果表明,同一亲本不同性状的GCA有较大差异,组合SCA与亲本GCA并无直接联系.     

利用生化方法鉴定灵芝原生质体融合子的研究

以美大灵芝和信州灵芝为出发菌株,采用化学融合法将两种灵芝原生质体进行融合,利用生化方法进行检测。结果表明:融合子胞外多糖含量与美大和信芝两亲本相比分别增加了332.80%和22.86%,胞内三萜含量与美大和信芝相比分别增加了36.21%和113.16%,胞外三萜含量与美大和信芝相比分别增加了23.17%和46.31%;采用琼脂糖凝胶电泳实验对融合子及亲本DNA进行检测,融合子DNA移动速度比亲本慢,说明融合子分子量大于两亲本,两亲本遗传物质发生重组。     

保加利亚乳酸杆菌与整肠生菌进行原生质体融合的研究

利用有芽孢的整肠生菌株（Bacillus licheniformis）与无芽孢的保加利亚乳酸杆菌（Lactobacillus bulgaricus）作为亲本．进行原生质体融合，并对融合子的产乳酸、丁二醇能力以及酸奶发酵能力进行了研究。结果表明，在MM培养基内，融合子乳酸产量为10．104mg／L、丁二醇产量为46．13mg／L，乳酸和丁二醇产量高于两亲本菌株。在CM培养基内，融合子乳酸产量为12．85mg／L其产量高于两亲本；丁二醇产量为69．19mg／L其产量高于保加利亚酸杆菌。在细胞形态上，融合子也与亲本存在一定的差异。在酸奶发酵的过程中，乳酸产量和pH值与亲本保加利亚乳酸杆菌发酵的结果一致。经过10次传代培养后，其遗传稳定性保持在99％以上。     

融合子生料发酵产酒精的研究

构建的融合子AK-2(K氏酵母与黑曲霉原生质体融合)在高细胞密度发酵的前提下,对免蒸煮生料发酵的一些特性指标及抑菌进行了探讨。结果表明:采用融合子AK-2进行高细胞密度生料发酵生产酒精的方法是可行的。     

啤酒酵母融合株GR8发酵特性的初步研究

研究了啤酒酵母原生质体融合株GR8的主要发酵特性。以12°Bx麦芽汁为三角瓶发酵培养基,在12℃下发酵8d,融合株GR8的发酵度为66.5%,凝絮性(本斯值)为3.0mL;发酵液中的双乙酰、乙醛、高级醇和乙酸乙酯等风味物质的含量分别为0.0583mg/L、9.66mg/L、91.20mg/L和22.8mg/L。从主要发酵特性的指标和口感品评以及遗传稳定性的结果表明,融合株GR8是一株具有工业应用前景的啤酒酿造酵母菌株。     

Beer brewing using a fusant between a sake yeast and a brewer's yeast

Beer brewing using a fusant between a sake yeast (a lysine auxotrophic mutant of sake yeast K-14) and a brewer's yeast (a respiratory-deficient mutant of the top fermentation yeast NCYC1333) was performed to take advantage of the beneficial characteristics of sake yeasts, i.e., the high productivity of esters, high tolerance to ethanol, and high osmotolerance. The fusant (F-32) obtained was different from the parental yeasts regarding, for example, the assimilation of carbon sources and tolerance to ethanol. A brewing trial with the fusant was carried out using a 100-l pilot-scale plant. The fusant fermented wort more rapidly than the parental brewer's yeast. However, the sedimentation capacity of the fusant was relatively low. The beer brewed using the fusant contained more ethanol and esters compared to that brewed using the parental brewer's yeast. The fusant also obtained osmotolerance in the fermentation of maltose and fermented high-gravity wort well.     

啤酒酿造酵母原生质体融合株GR5的中试

报道了啤酒酵母原生质体融合株GR5的中试结果。融合株GR5的凝絮性较强 (本斯值为 2 .7) ,以12°Bx麦芽汁为培养基 ,用 5 0 0L发酵罐在 12℃下发酵 ,发酵至第 8d菌株GR5的发酵度为 6 9.2 % ,发酵液中的双乙酰含量为 0 .0 4 98mg/L、乙醛含量为 6 .34mg/L ,总高级醇含量为 74 .4mg/L ,该菌株生产的啤酒 ,口感柔和、协调 ,略带酯香味。融合株GR5的遗传性稳定 ,是一株具有工业应用前景的啤酒酿造酵母菌株     

酿酒酵母与粟酒裂殖酵母融合子检出方法的研究

为了快速检出酿酒酵母与粟酒裂殖酵母的融合子,在双亲原生质体融合处理后,利用两亲本再生营养条件的差异及氧化邻苯二胺能力的不同,通过设计选择性底层培养基和鉴定性上层培养基,进行了融合子检出方法的研究,并确定了3株融合子.该方法简单易行,可用于酿酒酵母与粟酒裂殖酵母原生质体融合育种的研究.     

酿酒酵母与粟酒裂殖酵母融合子检出方法的研究

为了快速检出酿酒酵母与粟酒裂殖酵母的融合子,在双亲原生质体融合处理后,利用两亲本再生营养条件的差异及氧化邻苯二胺能力的不同,通过设计选择性底层培养基和鉴定性上层培养基,进行了融合子检出方法的研究,并确定了3株融合子。该方法简单易行,可用于酿酒酵母与粟酒裂殖酵母原生质体融合育种的研究。     

苹果酒酵母融合子W1的抗逆性及发酵性能的研究

采用原生质体融合技术构建了增香型苹果酒酵母融合子W1,全面研究了其抗逆性、凝聚性和发酵性能等综合性能指标,表明W1是一株优良的苹果酒酵母融合子,为优良酿酒酵母的筛选和高品质苹果酒的研究、开发提供了理论依据。