葡萄酒中酿酒酵母产生的重要香气化合物及其代谢调控

在葡萄酒的发酵过程中,酿酒酵母(Saccharomy cescerevisiae)可以代谢产生多种香气活性化合物来影响葡萄酒的风味,其中醇类、酯类和挥发性硫化物是较为重要的3类。本文在分别介绍3类化合物对葡萄酒风味影响的基础上,综述它们在葡萄酒酿制过程中的合成代谢及其基因调控,指出这些理论研究在优良酵母菌株的筛选和基因工程菌株改造方面所具有的指导意义。     

桃果实冷害形成过程关键代谢途径的转录组学研究

桃子在低温贮藏过程中易产生冷害（chilling index, CI）,严重影响其商品性。为探究桃果实冷害形成过程中各类代谢途径的变化规律,用转录组学技术分析了‘湖景蜜露’桃果实在低温和常温货架期贮藏过程中的转录水平变化。结果表明,在桃果实贮藏过程中共鉴定出125条代谢途径发生变化。通过对其中5条关键代谢途径的分析发现,在桃果实冷害形成过程中伴随着氧化/还原型谷胱甘肽转化途径、蔗糖合成分解途径、果胶降解途径的激活,以及淀粉合成途径、茉莉酸合成和信号转导途径的抑制。这些代谢途径的变化可能涉及桃果实受到低温胁迫的响应机制,该结果为进一步探究桃果实冷害的调控机理提供理论依据。     

苹果酒发酵过程中酵母对氨基酸利用的研究

对酵母J00的氨基酸利用特性进行了研究，确定出该酵母对各种氨基酸和NH_4~+的需要范围。通过调整苹果浓缩汁中的氨基酸含量，并分析氨基酸对酵母发酵代谢产物的影响，发现当果汁中氨基酸及NH_4~+的组成为：NH_4~+(120mg／L)、组氨酸(30mg／L)、苯丙氨酸(30mg／L)、缬氨酸(35mg／L)、异亮氨酸(30mg／L)、亮氨酸(10mg／L)、天门冬氨酸(160mg／L)、苏氨酸(1000mg／L)、谷氨酸(45mg／L)、甘氨酸(5mg／L)、丙氨酸(25mg／L)、蛋氨酸(15mg／L)、酪氨酸(15mg／L)、赖氨酸(45mg／L)、精氨酸(25mg／L)、天门冬酰胺(30mg／L)时，各种氮源的比例比较合适，使酵母发酵过程较优，可增加乙醇产率，提高总糖利用率，同时可以达到降低高级醇生成量的目的。     

果酒中香气化合物的生物转化与调控机制研究进展

果酒发酵过程中微生物及其代谢酶引发的一系列生化反应对其风味形成具有重要作用,但目前仍存在生物调控手段不完善,香气形成机理不清晰等问题,制约着我国果酒产品的开发和品质提升。本文对不同果酒中香气化合物种类及其生成途径进行阐述,分析香气前体物质代谢和微生物发酵对果酒香气的贡献;从生物调控角度重点论述不同果酒发酵过程香气成分的变化规律及微生物和酶对果酒香气化合物的影响机制,分析发酵菌种、发酵方式、微生物产酶能力及其酶活力大小等因素对果酒香气形成的作用,深入介绍微生物、酶同果酒香气的关系;最后,对未来果酒的研究热点进行展望,为建立以风味导向为基础的果酒定向调控手段提供理论依据和技术支持。     

酸浆豆腐后熟过程中风味物质的形成途径分析

采集不同后熟阶段的酸浆豆腐为样本,对其游离氨基酸、有机酸、挥发性风味物质进行测定。结果显示,游离氨基酸和有机酸是滋味物质的主要来源,其中酸味氨基酸是主要的呈味物质,在不同的后熟阶段占总氨基酸的33%～35%。后熟过程中乳酸、乙酸和柠檬酸3 种有机酸是主要呈味物质且含量最高,其总量约占有机酸总量的50.08%～65.00%。后熟过程中共检测到84 种风味化合物,包括醛类、醇类、酚类、呋喃类等化合物,共同赋予酸浆豆腐独特的酵香风味。     

典型性甲基供体对脱氮假单胞杆菌代谢过程的氧调控作用

本文在7L发酵罐中分别以甜菜碱和氯化胆碱作为合成维生素B12的甲基供体,分别考察了二者对脱氮假单胞杆菌代谢过程的影响.结果表明:使用氯化胆碱的罐批出现了溶氧过早回升、pH剧烈下降等异常的代谢现象,致使发酵过程的菌体生长缓慢且维生素B12合成量低;而使用甜菜碱作为甲基供体时,其菌体代谢活力要明显优于使用氯化胆碱的罐批,整个发酵过程的pH和溶氧均能保持在稳定且合适的水平,最终的菌体量和维生素B12产量也更高.     

典型性甲基供体对脱氮假单胞杆菌代谢过程的氧调控作用

本文在7L发酵罐中分别以甜菜碱和氯化胆碱作为合成维生素B₁₂的甲基供体,分别考察了二者对脱氮假单胞杆菌代谢过程的影响。结果表明:使用氯化胆碱的罐批出现了溶氧过早回升、pH剧烈下降等异常的代谢现象,致使发酵过程的菌体生长缓慢且维生素B₁₂合成量低;而使用甜菜碱作为甲基供体时,其菌体代谢活力要明显优于使用氯化胆碱的罐批,整个发酵过程的pH和溶氧均能保持在稳定且合适的水平,最终的菌体量和维生素B₁₂产量也更高。      

果实表面蜡质合成及乙烯和APETALA2/乙烯响应因子调控作用的研究进展

蜡质在保持果实良好外观、品质和营养成分,延缓果实衰老和延长果实货架期等方面具有重要作用。乙烯作为重要的果实激素,参与胁迫信号响应并调控果实生长发育和成熟衰老进程。目前,果实蜡质合成与转运途径被逐步阐明,同时参与该途径的蜡质合成酶和转运蛋白编码基因也在逐步被鉴定并完成功能验证,这些基因的表达可能受到乙烯和乙烯信号系统的调控。因此本文重点综述了果实蜡质的合成和调控,乙烯调控园艺作物果实蜡质合成,APETALA2/乙烯响应因子（APETALA2/ethylene-responsive factors,AP2/ERFs）调控模式植物、农作物和园艺作物果实蜡质合成等的研究进展,以期为调控果实蜡质合成的结构基因和AP2/ERFs转录因子的分析提供参考。     

辣椒素的代谢途径及生理功能的研究进展

首先探讨了辣椒素在体内的代谢途径:侧烷基链被羟基化、氧化形成苯氧基、苯环分子的去甲基化及随后的儿茶素分子被氧化为半苯醌或苯醌类衍生物、以及水解作用;接着对辣椒素可能的生理功能进行了分析.得出辣椒素可能的生理功能错综复杂,其可能具有化学保护作用,但同时也可能是潜在的致突变剂.     

酿酒酵母纤维二糖代谢途径的搭建

酒糟中存在着一些未能被酵母消耗的糖，含量较高的如纤维二糖、蜜二糖等，有效利用酒精发酵过程中产生的纤维二糖，具有一定理论和实际意义。采用异硫氰酸胍一酚一氯仿法提取里氏木霉总RNA，分离poly A^ mRNA，通过RT-PCR方法扩增得到β-葡萄糖苷酶基因。构建了重组质粒pYX-BGL，并在酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae W303-1A中获得表达，得到的转化子能以纤维二糖为唯一碳源生长。     

在酿酒酵母中重构棉子糖生物合成途径的基础研究

研究了在酿酒酵母中重构棉子糖生物合成途径,为后续高效生物合成棉子糖细胞工厂的构建奠定基础。敲除酿酒酵母中能降解棉子糖的蔗糖酶与α-半乳糖苷酶的基因构建出E1(Δsuc2::Δmel1);在此基础上,构建单基因表达拟南芥肌醇半乳糖合成酶基因gols1与gols3及棉子糖合成酶基因sip1与sip5的工程菌株,及构建双基因组合表达(gols1::sip1、gols1::sip5、gols3::sip1与gols3::sip5)工程菌株;比较工程菌株代谢产物如肌醇、UDP-半乳糖、肌醇半乳糖、蔗糖及棉子糖等生成情况,验证在酿酒酵母中重构棉子糖生物合成途径的可行性。研究表明,通过共表达外源肌醇半乳糖合成酶及棉子糖合成酶基因,并敲除能降解棉子糖的蔗糖酶与α-半乳糖苷酶的基因,在酿酒酵母中实现了棉子糖生物合成途径的重构;肌醇半乳糖合成酶与棉子糖合成酶基因的不同共表达组合,棉子糖生成量有差异;重构的棉子糖生物合成途经改变了酿酒酵母原始菌株的代谢流量。     

酿酒酵母发酵生产S-腺苷甲硫氨酸工艺的优化

目的 优化酿酒酵母LS101发酵生产S-腺苷甲硫氨酸(SAM)的工艺.方法 用单因素实验法,通过测定SAM浓度、细胞浓度、胞内SAM含量以及胞外SAM浓度等参数来确定较为适合的工艺.结果 得到适合的培养基组成为:蔗糖10%～12%,L-甲硫氨酸0.4%,尿素1.5%～2%,酵母粉3%,甘氨酸0.1%,生物素4 mg/L.8 L发酵罐间歇分批补料发酵,培养54 h后SAM产量为3.9 g/L,细胞浓度达到42.2 g/L.结论 得到了优化的酿酒酵母LS101生产SAM发酵工艺,提高了SAM发酵水平.     

酿酒酵母产脂肪酸乙酯代谢途径改造

脂肪酸乙酯(fatty acid ethyl ester,FAEE)是目前最具有潜力的新型能源,微生物细胞工厂生产FAEE比目前普遍的化学合成方法具有诸多优势,例如对环境污染小、生产成本低等.酿酒酵母具备良好的产乙醇和脂肪酰辅酶A的能力,我们试图通过改造酿酒酵母代谢途径来提高FAEE的前体——脂肪酰辅酶A的产量.通过引...     

工业酿酒酵母木糖代谢途径的建立及酒精发酵初步研究

以酵母AS2.1190为出发菌株,把含有木糖还原酶基因(XYL1)、木糖醇脱氢酶基因(XYL2)以及木酮糖激酶基因(XKS1)的质粒载体pYMIKP-xy127线性化后多拷贝整合进入其基因组,筛选得到基因工程菌株GZ4-127,并对此工程菌株进行葡萄糖、木糖共发酵试验.结果显示GZ4-127比出发菌株的菌体密度提高5%,木糖消耗提高2倍,酒精产率提高12%,说明工程菌已能够有效地利用木糖生产乙醇.     

酿酒酵母细胞固定化研究

初步研究了海藻酸钙固定化技术在酿酒酵母上的应用。分析在不同条件下固定化酵母的发酵性能、机械强度，并对固定化酵母与游离酵母的发酵力进行了分析。结果表明，酵母细胞固定化后，其使用寿命、发酵周期均有大幅度提高。海藻酸钠的浓度3％，氯化钙浓度为2．0mol／L，固定化温度20℃，酵母细胞的固定化效果最为理想。     

Effects of Saccharomyces cerevisiae culture and Saccharomyces cerevisiae live cells on in vitro mixed ruminal microorganism fermentation

The objective of this study was to examine the effects of a Saccharomyces cerevisiae live cell product and a S. cerevisiae culture product on the in vitro mixed ruminal microorganism fermentation of ground corn, soluble starch, alfalfa hay, and Coastal bermudagrass hay. In the presence of ground corn, neither concentration (0.35 or 0.73 g/L) of S. cerevisiae culture nor live cells had any effect on final pH, H2, CH4, propionate, or butyrate. The S. cerevisiae culture had no effect on acetate, but both concentrations of S. cerevisiae live cells decreased acetate and the acetate:propionate ratio. When soluble starch was the substrate, both concentrations of S. cerevisiae live cells and 0.73 g/L of S. cerevisiae culture decreased the acetate:propionate ratio. Although the treatment effects were not statistically significant, both concentrations of live cells and 0.73 g/L of the culture decreased lactate concentrations compared with the control incubations. When alfalfa hay served as the substrate, neither the S. cerevisiae culture nor the live cells had an effect on propionate, butyrate, or the acetate:propionate ratio. Both concentrations of S. cerevisiae culture decreased the final pH and in vitro dry matter disappearance, and the 0.73 g/L treatment decreased the amount of acetate. However, both treatments of S. cerevisiae live cells increased final pH and decreased acetate and in vitro dry matter disappearance. Neither yeast treatment had much effect on the Coastal bermudagrass hay fermentations. In general, both S. cerevisiae supplements seemed to have similar effects on the mixed ruminal microorganism fermentation.     

Pyruvate Metabolism in Saccharomyces cerevisiae

In yeasts, pyruvate is located at a major junction of assimilatory and dissimilatory reactions as well as at the branch-point between respiratory dissimilation of sugars and alcoholic fermentation. This review deals with the enzymology, physiological function and regulation of three key reactions occurring at the pyruvate branch-point in the yeast Saccharomyces cerevisiae: (i) the direct oxidative decarboxylation of pyruvate to acetyl-CoA, catalysed by the pyruvate dehydrogenase complex, (ii) decarboxylation of pyruvate to acetaldehyde, catalysed by pyruvate decarboxylase, and (iii) the anaplerotic carboxylation of pyruvate to oxaloacetate, catalysed by pyruvate carboxylase. Special attention is devoted to physiological studies on S. cerevisiae strains in which structural genes encoding these key enzymes have been inactivated by gene disruption.     

Bioactive Oxylipins in Saccharomyces cerevisiae

Some strains of Saccharomyces cerevisiae (including strains used in fermentation processes) produce short chain (mainly 8 carbon) oxylipins and not potent inflammatory long chain (20 carbon) oxylipins such as prostaglandins. When acetylsalicylic acid (aspirin) was added to cultures of Sacch. cerevisiae UOFS Y‐2330, flocculation was significantly inhibited as well as the production of 3‐hydroxy 8:0 thereby linking flocculation and this oxylipin. Furthermore, no traces of 3‐hydroxy 8:0 could be detected at the start of flocculation in this yeast. This research is based on (i) reports that yeasts in general can produce bioactive prostaglandins, (ii) findings suggesting a link between aspirin‐sensitive prostaglandins and biofilm formation by Candida albicans, (iii) the discovery that the addition of low concentrations of aspirin abolish yeast biofilm formation and sexual cell aggregation and (iv) the recent discovery of a novel potent aspirin‐sensitive pro‐inflammatory 3‐hydroxy prostaglandin E₂ synthesized by Candida albicans in conjunction with mammalian cells probably during candidiasis.