生物转化法合成2-苯乙醇菌种的诱变选育

对3株2-苯乙醇转化菌株的产物耐受性进行了比较,确定了1株产物耐受性较强的菌株,经过自然分离纯化和紫外诱变,筛选获得1株转化合成2-苯乙醇浓度有显著提高的菌株BD-25-39,转化合成2-苯乙醇的浓度达到5.40g/L,较原始菌株提高了10.2%。     

高产2-苯乙醇酵母菌株的筛选及培养基优化

2-苯乙醇是一种具有玫瑰香气的芳香醇,作为重要香味添加剂之一广泛应用在食品、化妆品及烟草行业中。国内外崇尚利用微生物发酵法生产天然2-苯乙醇。目前国内外报道的单相单菌株产量分别达到3.6g/L和3.8g/L。本文从9株酵母及9株白地霉中筛选出一株2-苯乙醇产量达1.6886g/L的酿酒酵母菌株TYQ和另一株产量达1.0025g/L的白地霉菌株GS10A。经单因素及正交试验对酵母TYQ培养基优化,获得最佳培养基组成为:葡萄糖80g/L,L-苯丙氨酸35g/L,酵母粉10g/L,蛋白胨10g/L。该菌株在接种量10%(v/v)、28℃、120r/min条件下发酵36h的2-苯乙醇产量为4.4025g/L。     

生物合成天然2-苯乙醇细菌的筛选及合成途径分析

从上海国家森林公园土壤样本中筛选到1?株菌株,经过生理生化鉴定和16S rDNA序列分析,该菌属肠杆菌属并命名为Enterobacter sp. MF024。Enterobacter sp. MF024全基因组测序结果表明该菌株包含从头合成途径和艾氏途径合成2-苯乙醇所有关键酶的编码基因。分别以葡萄糖、L-苯丙氨酸为底物进行生物转化实验,并以苯乙醛、苯丙酮酸等合成途径中间产物为底物进行验证,气相色谱-质谱法、红外光谱分析结果进一步说明Enterobacter sp. MF024具备两种2-苯乙醇合成途径,且该菌利用从头合成途径和艾氏途径产2-苯乙醇产量分别达到0.56、1.15 g/L。该菌株以葡萄糖为碳源生物合成2-苯乙醇极具应用前景。     

马克斯克鲁维酵母生物转化2-苯乙醇工艺优化及耐高温特性分析

以耐高温的马克斯克鲁维酵母LY1为试验菌株,通过单因素试验和响应面法分析培养基主要成分L-苯丙氨酸、碳源、氮源等对天然香料2-苯乙醇合成的影响,优化结果为:L-苯丙氨酸8.39 g/L,蔗糖43.25 g/L,酵母浸粉6.68 g/L,2-苯乙醇产量达到1.450 g/L,较优化前提高了51.0%。进一步对LY1菌株进行耐受性能和高温发酵性能分析,结果表明,36℃时对2-苯乙醇耐受的质量浓度为2.0 g/L,42℃高温时为1.5 g/L,合成2-苯乙醇的最佳温度范围为28~32℃,42℃时2-苯乙醇产量为0.809 g/L。     

二步法酿造β-苯乙醇调味酒的工艺优化

在酿酒酵母转化L-苯丙氨酸合成β-苯乙醇的基础上,通过紫外诱变育种、好氧发酵与补料厌氧发酵的二步法工艺来研制β-苯乙醇调味酒。以酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)GIM2.35为出发菌种,进行两轮紫外诱变,筛选获得1株较初始菌株合成β-苯乙醇能力提高了13.6%的诱变菌株UV-15-15;通过单因素试验,获得好氧发酵优化工艺条件为麦芽汁11°P,L-苯丙氨酸5 g/L,发酵24 h,此时β-苯乙醇质量浓度为1.69 g/L,较优化前提高了6.3%;补料厌氧发酵工艺优化条件为补料比例1∶4,补料液L-苯丙氨酸含量5 g/L,巴氏醋杆菌(Acetobacter pasteurianus)接种量3%(V/V),发酵8 d,酒精度11.2%vol,乙酸含量0.37 g/L,β-苯乙醇质量浓度为1.17 g/L,蒸馏酒感官评分为8.9分。     

一株高产β-苯乙醇酵母的筛选、鉴定及其增殖培养条件优化

为获得可高产β-苯乙醇的菌株,以β-苯乙醇作为筛选压力进行酵母菌筛选。成功获得一株可耐受4 g/L β-苯乙醇浓度的酵母菌YDF-1,可产2.83 g/L β-苯乙醇。通过形态学特征和18S rDNA分析鉴定,YDF-1为库德里阿兹威毕赤酵母。并通过单因素和响应面试验优化YDF-1增殖条件,最终优化培养基为葡萄糖100 g/L、胰蛋白胨3 g/L、KH2PO44 g/L、MgSO4·5H2O 0.5 g/L、CuSO40.25 g/L、MnCl20.142 g/L。在以接种量4% ,转速250 r/min,30℃的条件下培养20 h,YDF-1可增殖到1.39×109CFU/mL,相比未优化培养基增加了2.6倍以上。并以此为基础进行酵母增殖转化生产β-苯乙醇,48 h发酵液中β-苯乙醇含量可达到3.27 g/L。     

一株高产β-苯乙醇酵母菌的分离及产香特性研究

β-苯乙醇是白酒中的一种重要的香气成分和香气前体物质,提高其浓度有利于丰富白酒的香气层次。该文通过从贾湖高温堆积酒醅中分离纯化筛选获得1株高产β-苯乙醇的毕赤酵母。经鉴定该菌株为库德里阿兹威(氏)毕赤酵母(Pichia kudriavzevii)。通过考查温度、pH、L-苯丙氨酸(L-phenylalanine,L-Phe)、碳源、氮源等单因素变量对β-苯乙醇合成的影响,结合正交试验确定了最优转化培养基和发酵条件,从而大幅提高β-苯乙醇发酵水平至(3.74±0.084) g/L,比优化前提高了86.07%。采用气质联用仪分析该酵母发酵后的挥发性风味物质,结果表明该菌株能合成苯乙醇、乙酸苯乙酯、2-苯乙基-环己烷-1,3-二酮等多种对白酒品质有重要贡献的风味物质,说明该产香特性有利于其在白酒酿造中的进一步应用。     

一株高产β-苯乙醇酵母菌的筛选、鉴定及其发酵条件优化

目的:本文主要是从大曲中筛选一株高产β-苯乙醇酵母菌株,并对其发酵条件进行优化。方法:采用平板涂布法筛选高产β-苯乙醇酵母菌株,通过菌落形态、细胞结构和分子生物学方法对其进行鉴定;利用单因素优化L-苯丙氨酸浓度、酵母浸粉浓度、温度和初始p H等发酵条件,在单因素优化的基础上,采用Box-Behnken法设计三因素三水平试验进行响应面优化,确定其产β-苯乙醇最佳发酵条件。结果:从浓香型大曲中筛选获得一株高产β-苯乙醇的酵母,命名为Y1511,经鉴定为库德里阿兹威毕赤酵母(Pichia kudriavzevii);该菌株在豆芽汁培养基中能产近30种挥发性风味物质;通过单因素和响应面最终获得该酵母发酵产苯乙醇的最佳条件为:葡萄糖80 g/L、硫酸镁0.5 g/L、磷酸二氢钾5 g/L、L-苯丙氨酸10 g/L、酵母浸粉5.5 g/L,初始p H5,在26℃培养,苯乙醇产量达到3.25 g/L。结论:本文首次报道了大曲来源的库德里阿兹威毕赤酵母产苯乙醇研究。     

原生质体融合结合基因编辑技术显著提高酿酒酵母2-苯乙醇产量

酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)已用于生产天然2-苯乙醇(2-phenylethanol, 2-PE),但其产量低，耐受性差。该研究筛选出3株具有不同优良性状的酿酒酵母菌株，其中菌株LSC-1的2-PE产量为3.41 g/L,菌株NGER对2-PE的耐受性达3.60 g/L,菌株S.C-1耐热性好并能在41℃下生长。以这3株菌为亲本，通过2轮原生质体融合获得融合子菌株RH2-16,对2-PE的耐受性提高了20%。以L-苯丙氨酸为底物，发酵转化36 h, 2-PE产量达到4.31 g/L,与亲本菌株LSC-1和2-PE工业生产菌株CWY132相比，分别提高26.4%和38.1%。利用CRISPR/Cas9系统，在RH2-16中构建了含突变的Ras特异性鸟嘌呤核苷酸交换因子CDC25(W1416C)菌株，2-PE的产量提高了8%。在RH2-16中过表达艾氏途径合成2-PE关键基因ARO8,ARO10和ADH2未能提高2-PE产量。研究为筛选合成2-PE等天然产物的新型酿酒酵母菌株及其育种提供了一种有效策略。     

老白干酒曲中一株高产β-苯乙醇酵母菌的分离、鉴定及其产香特性研究

采用平板涂布法从老白干香型酒曲中筛选获得一株高产β-苯乙醇的酵母,命名为F11601;通过菌落形态、细胞结构和分子生物学方法进行鉴定为季也蒙毕赤酵母。该菌株具有较好的β-苯乙醇耐受性和NaCl耐受性,能在p H 1~10范围内生长,属于耐高温酵母。通过单因素试验优化获得该菌合成β-苯乙醇的最佳条件,在该条件下β-苯乙醇合成量达到1.66 g/L。利用豆芽汁培养基研究了其发酵产香特性,在豆芽汁培养基中能产近20种挥发性风味物质。本文报道了大曲来源的季也蒙毕赤酵母产β-苯乙醇研究,为其在老白干香型白酒中应用提供理论基础。     

酿酒酵母CWY132以糖蜜为碳源生产2-苯乙醇的培养条件

对酿酒酵母CWY132利用糖蜜为碳源,生物转化L-苯丙氨酸(L-Phe)生成2-苯乙醇的液-液两相分批补料培养工艺进行了研究。发现在以聚丙二醇(PPG1500)作为抽提剂的液-液两相培养中,采用分批补料方式添加糖蜜和L-Phe使2-苯乙醇产量明显提高。在0、4、8、12、24 h分别添加40 g/L糖蜜,4、8 h分别添加12 g/L、3g/L L-Phe的液-液两相分批补料培养中,2-苯乙醇产量最高达到9.03 g/L,其中抽提相中2-苯乙醇浓度22.5 g/L,比优化前的液-液两相单批培养中的产量4.82 g/L提高了87%。底物L-Phe的摩尔转化率达到0.82 mol/mol。     

酵母生物转化合成2-苯乙醇的培养条件优化

通过单因素试验和均匀设计试验对酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae CWY132生物转化合成2-苯乙醇的培养基组成及培养条件进行优化研究。优化后培养基组成及培养条件为:葡萄糖30.1g/L,KH2PO45g/L,L-苯丙氨酸5.8g/L,MgSO40.5g/L,酵母氮碱0.17g/L;最佳初始pH5~6,接种密度1.21×107/mL,最适培养温度28~30℃,200r/min振荡培养36h。优化后2-苯乙醇产量达到3.98g/L,比优化前的1.9g/L提高了109%。原料L-苯丙氨酸的摩尔转化率从最初的51.4%提高到了92.7%。     

紫外分光光度法测定发酵液中的2-苯乙醇含量

建立了紫外分光光度法测定发酵液中2-苯乙醇含量的方法。用正庚烷萃取待测样品中的2-苯乙醇,然后直接测定正庚烷溶液258nm波长下的吸光度,根据标准曲线可直接计算出发酵样品中2-苯乙醇含量,方法的检出限为0.19g/L,样品加样回收率为100.4%,变异系数为1.66%。该方法具有准确度高、重现性好、操作简单等优点。     

米酒生香酵母的分离筛选鉴定及其性能研究

为获得米酒酿造中优良的生香酵母,通过嗅闻法初筛得到6株香气突出的菌株,通过测定菌株发酵米酒过程中乙酸乙酯、β-苯乙醇、乳酸乙酯和乙醇的积累量,复筛获得菌株11Z1,其积累量分别为(2.883±0.260)、(0.301±0.028)、(0.080±0.008)和(37.296±1.036)g/L。经形态学及分子生物学方法鉴定菌株11Z1为Cyberlindnera fabianii;对其发酵液进行风味物质分析,检测出主要风味物质共21种,包括醇类5种、酯类3种、酸类5种、酚类1种、酮类1种、烷烃类2种和其他类4种,这些风味物质对增加酒的香气及形成酒体风格具有积极作用。此外,分别在培养基中添加风味前体物乙酸、L-苯丙氨酸和L-乳酸,进一步探究其对菌株11Z1酿造米酒风味物质形成的影响,结果表明,添加体积分数0.3%乙酸发酵9 d、8 g/L L-苯丙氨酸发酵4 d、体积分数0.4%L-乳酸发酵8 d,乙酸乙酯、β-苯乙醇及乳酸乙酯积累量分别达到最大,与未添加前体物相比分别提高了160.71%、215.48%和144.04%。综上,菌株11Z1具有突出的生香能力,展现出在米酒酿造中巨大的应用潜力。     

红树林土壤纤维素酶产生菌筛选及产酶条件研究

采用CMC唯一碳源平板法和内切葡聚糖酶、外切葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶等3种酶平板鉴别法从海南红树林土壤中分离到109个有阳性信号的菌株,经发酵产酶复筛选出一株产纤维素酶活相对较高的真菌HBZ003。经鉴定该菌为产紫青霉(Penicillium purpurogenum)。通过发酵产酶条件优化,获得最佳培养基组成为:麸皮8 g/L,CMC 2 g/L,(NH4)2SO43 g/L,KNO32 g/L,KH2PO43 g/L,NaCl 6 g/L,CaCl20.5 g/L;发酵条件为250mL三角瓶中装培养液100mL,在pH4.0、30℃,160 r/min条件下振荡培养5 d,测得发酵液中CMCase和FPA分别为16.04U和4.08 U。     

高产开环型monacolin K红曲霉菌株的筛选及其在红曲酒酿造中的应用

该研究采用38株红曲霉菌株固态发酵制备功能红曲米,采用高效液相色谱法测定红曲米中monacolin K和桔霉素含量,筛选高产开环型莫纳可林K(monacolin K)红曲霉菌株,通过形态观察及分子生物学技术对筛选菌株进行鉴定,并将其应用于红曲酒酿造,分析红曲酒的品质。结果表明,筛选得到1株高产开环型monacolin K、不产桔霉素的菌株ABQ2,经鉴定,其为丛毛红曲霉（Monascus pilosus）。采用该菌株发酵制备功能红曲米中的monacolin K含量达到25.10 mg/g,开环率为90.5%,且桔霉素未检出。采用菌株ABQ2酿造的红曲酒酒精度为12%vol,酸度为1.91 g/100 mL,monacolin K含量为0.48 mg/mL,其理化指标均符合相关行标要求;与小曲酒相比,红曲酒中总酯含量（433.65 mg/L）极显著增加（P<0.01）,其中乳酸乙酯和乙酸乙酯含量最高,高级醇类含量（145.52 mg/L）略低,主要为正丙醇、异丁醇、正戊醇、β-苯乙醇等。     

涡旋辅助分散液液微萃取-气相色谱法测定清香型白酒中5种高级醇

采用涡旋辅助分散液液微萃取（DLLME）-气相色谱（GC）法测定清香型白酒中5种高级醇的含量。结果表明,最佳液液微萃取的提取条件为萃取剂二氯甲烷60 μL、分散剂丙酮100 μL、样品pH值5.5、酒精度15%vol、NaCl质量浓度0.19 g/mL、萃取时间30 s。在此优化条件下,正丙醇和异丁醇在含量为1.00～40.00 mg/L、异戊醇在含量为1.00～150.00 mg/L、2,3-丁二醇在含量为1.25～50.00 mg/L和β-苯乙醇在含量为0.25～10.00 mg/L的范围内具有较好的线性关系（R2＞0.99）;检出限分别为0.03 mg/L、0.01 mg/L、0.01 mg/L、0.02 mg/L和0.02 mg/L;精密度试验结果相对标准偏差（RSDs）＜7.0%,回收率为83.1%～108.3%。6种清香型白酒中正丙醇含量范围为0.064～0.116 g/L、异丁醇含量范围为0.057～0.127 g/L、异戊醇含量范围为0.262～0.450 g/L、2,3-丁二醇含量范围为0.017～0.035 g/L、β-苯乙醇含量范围为0.008～0.012 g/L。