醇酰基转移酶催化合成白酒中的乙酸乙酯研究进展

乙酸乙酯是白酒中最重要的一类活性风味物质,其含量影响白酒的品质和香型。鉴于乙酸乙酯对白酒风格的重要性,研究其在白酒酿造过程中的形成机理具有重要的意义。白酒中乙酸乙酯主要来源于生物合成途径,而产香酵母是酿造过程中重要的乙酸乙酯产生菌株。对于白酒酿造过程,本文重点论述对白酒酯类形成起最重要作用的“酯化酶”之一——醇酰基转移酶在酵母催化合成乙酸乙酯中的研究现状,并对其研究前景进行展望。     

一种新型产乙酸乙酯酿酒酵母菌株的构建

为了使酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）在发酵过程中保持出酒率的同时高产乙酸乙酯,强化白酒的风味特征,利用胞内同源重组原理,通过醋酸锂化学转化法分别在亲本菌株AY12-α中过表达来自猕猴桃和草莓的醇酰基转移酶基因AeAT9、VAAT,并对成功构建的重组酿酒酵母α-AeAT9和α-VAAT进行模拟白酒液态发酵,研究其与亲本菌株发酵性能的差异。结果表明,与亲本菌株相比,重组酿酒酵母α-AeAT9和α-VAAT的生长性能及CO2总质量损失、还原糖含量、酒精度等基本发酵性能无显著差异（P＞0.05）,而乙酸产量显著降低（P＜0.05）;乙酸乙酯产量分别达（792.26±10.04） mg/L、（204.19±5.83） mg/L,分别为亲本菌株的55.40倍、14.28倍;主要高级醇总含量分别为（152.77±2.14） mg/L、（190.04±2.63） mg/L,较亲本菌株分别降低37.10%和21.75%。     

过表达EHT1基因对酿酒酵母己酸乙酯生产能力的影响

为了提高酿酒酵母己酸乙酯的产量,缩短浓香型白酒的发酵周期,降低生产粮耗。对酿酒酵母醇己酰基转移酶(ethanol hexanoyl transferase I)基因EHT1进行了过表达,研究其对酿酒酵母己酸乙酯生产性能的影响。以大肠杆菌-酿酒酵母穿梭质粒YEp352为载体,磷酸甘油酸激酶基因PGK1启动子为上游调控元件,KanMX抗性基因为筛选标记构建了酵母菌表达质粒Yep-PEK,经醋酸锂转化和G418抗性筛选鉴定获得过表达EHT1基因的突变株AY-PEK。经玉米原料液态白酒发酵后,实验结果显示突变株的生长速度、发酵速度、酒精度等基本发酵性能没有明显变化,但己酸乙酯的产量提高为原菌种的2.21倍,辛酸乙酯和癸酸乙酯也分别提高了31.4%和49.1%。当加入等量的己酸模仿实际发酵过程中己酸菌提供己酸时,己酸乙酯的量提高为原菌种的近3倍,总酯也相应的提高了32.2%。EHT1基因的过表达对提高酿酒酵母产酯性能,特别是产己酸乙酯有显著作用。     

二酰基甘油酰基转移酶（DGAT）研究进展

二酰基甘油酰基转移酶（DGAT）是生物体内TAG合成过程中的关键酶,它的作用是催化二酰甘油加上脂肪酸酰基形成三酰甘油。本文介绍了DGAT的分类、亚细胞定位、功能、底物特异性和调控,并展望了DGAT研究在油料作物品种改良方面的应用前景。     

常压室温等离子诱变筛选高产酯酶的菠萝蜜果酒酿酒酵母

该研究的目的是选育1株高产酯酶的酿酒酵母,通过增加菠萝蜜酒中酯类的含量提高菠萝蜜酒的香气质量。以菠萝蜜果浆自然发酵液中分离获得的1株产酯酶酿酒酵母CS31为出发菌株,利用常压室温等离子体(atmospheric and room temperature plasma, ARTP)进行诱变育种,通过酒精耐受性实验、杜氏小管产气实验及菠萝蜜果酒发酵性能实验进行初筛,检测菌株对不同碳链长度底物(C2、C4和C6)的酯酶活性进行复筛,选育出1株能顺利完成果酒发酵的高产酯酶突变菌株YB93。随后,通过比较突变菌株YB93和出发菌株发酵菠萝蜜果酒的香气成分,进一步验证该突变菌株的产香能力。结果表明,突变菌株YB93的酯酶(C2～C6)比活力均明显高于出发菌株CS31,其中YB93的最大的酯酶(C2)比活力(952.67 U/g)比CS31(764.32 U/g)高出24.64%。相对于出发菌株,经突变菌株YB93发酵的酒样总挥发性物质提高了34.28%,酯类物质提高了60.67%,有效地提升了果酒中果香和花香类化合物的含量,明显增强了菠萝蜜果酒的香气品质。此外,突变菌株YB93经鉴定为酿酒酵母(S...     

蛋氨酸特异性合成途径关键酶——高丝氨酸O-酰基转移酶的研究进展

在蛋氨酸生物合成过程中,蛋氨酸特异性合成反应的第一步是高丝氨酸酰基化,由高丝氨酸O-酰基转移酶催化,生成酰基高丝氨酸。高丝氨酸O-酰基转移酶受到末端产物蛋氨酸和S-腺苷蛋氨酸的反馈抑制和反馈阻遏,且高温下极易失活,严重影响碳流流向蛋氨酸,是蛋氨酸生物合成的关键酶,因此对高丝氨酸O-酰基转移酶的研究和改造具有重要意义。但目前关于高丝氨酸O-酰基转移酶的改造和研究较少,在微生物代谢途径中,碳流不能过多流入蛋氨酸合成途径,制约了微生物过量积累蛋氨酸,阻碍了发酵法生产蛋氨酸的工业进程。本文简述了高丝氨酸O-酰基转移酶在蛋氨酸生物合成途径中的作用,在介绍该酶的结构、催化机制和研究现状的基础上,提出该酶在反馈抑制和提高稳定性方面的分子改造策略。     

优良本土酿酒酵母的酿造特性研究

开发优良的本土酵母对充分发挥我国葡萄酒的风土特征,改变国外商业酵母垄断的局面具有重要意义。本研究通过小试发酵从11株本土酵母中筛选出2株发酵和产香性能良好的本土酵母60258和60268,应用2个品种的葡萄(白葡萄品种“雷司令”和红葡萄品种“西拉”)进行中试酿造。结果表明:60258可以稳定的高产酯类物质,在“雷司令”和“西拉”中的乙酸酯总量分别是商业酵母的3倍和1.6倍,其乙酯产量是商业酵母乙酯总量的近2倍,可以显著提升葡萄酒的花香和果香风味特征;60268可以高产甘油,更适合提升红葡萄品种的香气品质。2株酵母在实际生产中具有较大的应用前景。     

植物I型二酰甘油酰基转移酶研究进展

综合分析植物Kennedy途径中最后一步的反应酶/限速酶———I型二酰甘油酰基转移酶（DGAT1亚型）的种类、结构、对底物的亲和性和在不同器官中的表达特点,重点综述DGAT1与植物生长发育的关系,并就深入开展植物DGTA1的研究提出建议。     

白酒酿造中适产高级醇酿酒酵母菌株选育研究进展

随着时代的发展,白酒的品质成了大众日益关注的话题,这就要求酒既有优质的风味口感,又不对人体造成伤害。高级醇是白酒中最重要的风味物质之一,主要由酿酒酵母生成。适量的高级醇可赋予酒体醇香、柔和的口感,但当高级醇含量超过一定限度时,不但会降低酒体的口感,还会有损饮用者的身体健康。因此,白酒中高级醇种类及含量的调控对改善酒体品质有着重要意义。文章介绍了酿酒酵母中高级醇的形成机制,重点总结了高级醇代谢调控的关键基因以及白酒酿造中适产高级醇酿酒酵母菌株选育研究进展,以期为白酒中高级醇的精细化调控及适产高级醇酿酒酵母菌株的选育提供参考。     

1-甲基环丙烯处理(1-MCP)对南果梨酯类物质、氨基酸及相关代谢酶的影响

以南果梨为材料,研究1-MCP处理对南果梨酯类物质、氨基酸含量及其代谢相关酶：醇脱氢酶(ADH)、醇酰基转移酶(AAT)和丙酮酸脱羧酶(PDC)活性变化的影响。结果表明：经1-MCP处理的果实酯类物质相对含量高峰值出现的时间延后15d,而且酯类物质的种类较对照果实减少了27.3%;处理的果实中15种游离氨基酸总量明显降低;1-MCP处理对果实AAT酶和PDC酶活性有明显的抑制作用,而对ADH酶活性的影响不明显。由此可见,1-MCP处理影响以氨基酸为前体物合成酯类物质的正常代谢过程,从而使南果梨在采后后熟过程中特有的香气变淡。     

酿酒酵母产乙醇脱氢酶发酵条件的研究

选择了一株酿酒酵母菌(Saccharomyces cerevisiae)As2.399,通过单因素和正交实验得到酿酒酵母产乙醇脱氢酶(Alcohol Dehydrogenase,ADH)的最优发酵条件。结果表明:产ADH的最优培养条件是温度为25℃、pH为5、通气量为250mL、接种量为7%,液体发酵培养中pH对ADH活性的影响最大。      

糠醛对酿酒酵母GGSF16葡萄糖酒精发酵的影响

研究了不同质量浓度糠醛对酿酒酵母GGSF16葡萄糖酒精发酵的影响,旨在为木质纤维素水解液酒精发酵提供参考和依据。以酵母浸出粉胨葡萄糖培养基替代木质纤维素水解液,调节糠醛质量浓度为0～2 g/L之间七个不同梯度,基于曲线下面积法考察糠醛对葡萄糖酒精发酵的影响。结果表明,随着糠醛质量浓度的增加酒精发酵周期延长,乙醇产率逐渐降低,但最终酒精度并没有明显差别;当糠醛质量浓度为0时乙醇产率最高,为3.24 g/（L·h）;发酵周期最短,为6.94 h。     

紫外诱变选育高产酒精及酸的酿酒酵母

利用紫外辐照的方式对从葡萄表面筛选的菌株Y6进行诱变,选育出产酒精能力强、产酸能力高并且发酵性能稳定的酿酒酵母菌株。通过单因素试验选择酵母菌株距30 W紫外灯30 cm照射100 s,致死率为75.62%为最佳诱变条件。采用三苯基氯化四氮唑（TTC）法和溴甲酚绿法以及杜氏小管筛选出产酒精和产酸强的目标菌株Y6-5,并对其遗传稳定性进行研究。结果表明,诱变菌株Y6-5与出发菌株Y6相比较,其产酒精、产酸能力分别提高了28.13%和201.41%,并且遗传稳定性良好。     

常压室温等离子体选育高产酒精及酸的酿酒酵母

对从葡萄表面筛选的Y_6菌株进行常压室温等离子体(ARTP)诱变,通过单因素试验确定,处理时间100s,致死率98.70%为最佳诱变条件。采用三苯基氯化四氮唑(TTC)法、溴甲酚绿法以及杜氏小管等筛选出产酒精和产酸强的目标菌株Y_6-8,同时对其遗传稳定性进行研究。结果表明,将诱变菌株Y_6-8与出发菌株接进糖度相同的葡萄汁中,诱变菌株的产酒精、产酸能力分别提高了28.13%和214.93%,并且遗传性能稳定。     

酿酒酵母低温耐受机制的研究进展

酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）和发酵温度是影响葡萄酒产量和品质的关键性因素。低温发酵可以促进酯类、醇类、酮类、萜烯类等芳香物质的合成,提高葡萄酒质量。然而,低温发酵会延长酿酒酵母的潜伏期,降低细胞活性和发酵速率,甚至使发酵过程中止。因此,研究酿酒酵母的低温耐受机制为解决葡萄酒低温发酵这一工业难题提供了理论依据。介绍了低温对不同酿酒酵母生理特性、发酵性能、基因表达和细胞成分变化的影响,以及识别和响应低温信号的分子机制等方面的研究进展。     

老白干大曲中酿酒酵母Y1发酵特性的研究

该研究对来自老白干大曲的酿酒酵母Y1菌株的发酵特性进行了探讨,结果表明Y1菌株的最适发酵温度为29℃,最佳培养基是高梁汁培养基,最适宜接种量为3％,最佳培养时间为72h.正交试验结果显示,菌株Y1在最佳发酵工艺条件下,其发酵液酒精含量达到8.1 ％vol.进一步的研究证明,Y1菌株发酵液中乙酸乙酯含量为6.90mg/L、乳酸乙酯含量为5.30mg/L、异戊醇含量为206.70mg/L.综上可知,该菌株符合白酒企业对酿酒酵母的需求.     

酿酒酵母育种技术的研究进展

由于酿酒酵母(Sacchromyces cerevisiae)具有发酵速度快和乙醇产量高等特性,所以一直是生物乙醇和酿酒业主要的发酵菌株,本文归纳总结了酿酒酵母育种技术的研究进展,重点介绍了基因工程育种技术,并对其应用前景进行了展望。      

酿酒酵母对弱有机酸胁迫的应激机制研究进展

酿酒酵母是生产酒类产品的主要微生物,而生产中的发酵环境对酿酒酵母来说是一种不利的生长代谢环境,存在多种胁迫因素,其中就包括弱有机酸引起的低pH胁迫。酿酒酵母应对胁迫环境,有自身一套完备的适应机制,不同胁迫应对机制既有相同之处亦有不同之处。本文概括了近年来酿酒酵母对弱有机酸应激机制的研究热点,主要从弱有机酸胁迫的基因表达、转录表达以及蛋白质表达3个水平进行阐述,涉及ATP结合区转运子Pdr12及其转录因子War1p,HOG-MAPK途径,水通道蛋白Fps1p,质膜H+-ATP酶,SOD,CAT,以及弱有机酸与其他胁迫的交互作用,旨在为更好地研究酿酒酵母的弱有机酸应激机制提供一定的参考。     

酿酒酵母对木质纤维素水解液抑制物耐受性的研究进展

在木质纤维素转化为燃料乙醇的过程中,预处理产生的多种抑制物对酿酒酵母产生毒害作用,抑制细胞内相关代谢关键酶的活性,影响细胞生长和发酵过程,降低发酵过程中糖的转化率。该文介绍了木质纤维素常用的三种预处理方式及在不同预处理过程中抑制物形成的规律和作用机制,对提高酿酒酵母耐受性的方法进行了综述,并展望了未来通过基因工程和代谢工程相互耦合共同提高酿酒酵母性能的研究趋势,为提高酿酒酵母抑制物耐受性和纤维素乙醇发酵效率提供参考和借鉴。