产己酸菌Lysinibacillus fusiformis SigA基因的克隆、表达及生物信息学分析

通过克隆产己酸菌Lysinibacillus fusiformis SigA全长基因,并对其进行表达和生物信息学分析。结果表明,SigA基因开放阅读框(ORF)有1 128个碱基,编码327个氨基酸,其分子质量为45.275 kDa;生物信息学预测表明,L.fusiformis与Lysinibacillus sphaericus具有较近的亲缘关系,二者序列相似度达97%;该蛋白为亲水性可溶性蛋白,与Bacillus sp.B14905相似度达100%,其二级结构主要由α-螺旋和loop环状构成,α-螺旋和loop环状分别占其二级结构的60.15%和37.79%;预测并优化的三级结构由14个α-螺旋和15个loop构成。

浓香型白酒窖泥中产己酸菌的研究进展

酯类物质对浓香型白酒的口感和风味起到决定性作用,由产己酸菌产生的己酸和酒精作用生成的己酸乙酯是浓香型白酒的主要香体成分。产己酸菌是浓香型白酒窖泥中能够影响白酒风味的重要微生物。该文总结了浓香型白酒窖泥中产己酸菌的形态特征和代谢途径;不同培养条件如乳酸亚铁、不同碳源、不同氮源对产己酸菌的影响;对产己酸菌与酵母菌、放线菌以及产甲烷菌等不同菌种共培养以及产己酸菌在窖池养护等实际中的应用进展进行综述,为白酒窖泥中筛选优质的微生物菌种资源与白酒提质增香提供理论基础。

一株耐高乙醇和低pH己酸产生菌Lysinibacillus fusiformis-pBE_3-ep-SigB的构建

以Lysinibacillus fusiformis为出发菌,分别转染Sig A和Sig B突变基因,获得耐高乙醇和低p H胁迫的优良己酸产生菌。以p ET32a(+)-Sig A/Sig B为模板,采用均匀试验优化Sig A/Sig B易错聚合酶链式反应(ep PCR)扩增体系中的Mn^(2+)和Mg^(2+)浓度,通过ep PCR获得ep-Sig A/Sig B突变基因,与载体p BE_3-MCS连接后,构建L.fusiformis-p BE_3-ep-Sig A/Sig B突变菌体库,将两种菌体库在p H值2~5和乙醇含量2%~12%条件下进行筛选。结果表明,L.fusiformis-p BE_3-ep-Sig B重组菌株耐受最高乙醇含量为8%左右,最低耐受p H值为2.5左右;当乙醇含量为8%、p H值为3.5时,L.fusiformis-p BE_3-ep-Sig B重组菌株的己酸产量达到(254.35±39.74)mg/100 m L,显著高于工程菌株L.fusiformis-p BE_3-ep-Sig A的己酸产量(P<0.01),且为出发菌L.fusiformis己酸产量(93.62±10.33)mg/100 m L的271.68%,表明L.fusiformis-p BE_3-ep-Sig B重组菌株具有较强的抗高乙醇浓度和低p H值胁迫产己酸的能力。

高粱两步法厌氧发酵产己酸研究

研究以富含淀粉的高粱为原料,通过两步法厌氧发酵提高己酸生成效率,即第一步分别接种己酸复合菌液、接种嗜酸乳杆菌TYCA06、添加酿酒酵母制得丁酸发酵液、乳酸发酵液、乙醇发酵液,第二步将丁酸发酵液、乳酸发酵液、乙醇发酵液等3种发酵液混合,并接种己酸复合菌液,厌氧发酵制得己酸。研究发现:通过优化丁酸发酵液、乳酸发酵液、乙醇发酵液的发酵工艺,丁酸发酵液中的丁酸、乙酸产量达到20.16 g/L和8.47 g/L,淀粉转化率达到76.02%;乳酸发酵液中的乳酸产量和乳酸产率分别达到11.41 g/L和42.48%;乙醇发酵液中的乙醇产率可达95.06%。继续优化己酸发酵工艺,发现当乙醇发酵液和乳酸发酵液同时作为电子供体时,己酸产量和产率均显著提升,分别达到4.15 g/L和75.2 mg/g,且当乙醇发酵液和乳酸发酵液中乙醇与乳酸添加的质量浓度比为2∶1时,己酸产量和产率均达到最高,分别为6.65 g/L和99.78 mg/g。对己酸发酵过程中微生物与己酸的相关性分析发现,发酵过程中和己酸含量呈正相关的微生物有产己酸菌属(Caproiciproducens)、Clostridium_sensu_stricto_12、Pseudoclavibacter。其中Caproiciproducens随着发酵进行不断富集,到发酵后期相对丰度达到37.81%,是己酸形成的主要贡献者。希望研究可为无外源电子供体添加条件下,实现高粱两步法厌氧发酵生产己酸提供理论基础,为拓展高粱的资源化利用提供思路。

一株整合型高抗性高效发酵己酸菌的选育研究

该试验采用同源重组技术从产己酸菌-纺锤形赖氨酸芽孢杆菌(Lysinibacillus fusiformis)基因组中敲出α-淀粉酶基因、蔗糖磷酸化酶基因,同时敲进SigA和SigB基因,以提高L.fusifoemis的抗性,选育高效发酵己酸菌。结果表明,SigA和SigB双整合菌株SigA-SigB4在pH 4、乙醇体积分数6%条件下,己酸产量达到360.86 mg/100 mL,比单整合菌株SigB3提高了1.17倍,比非重组出发株L.fusifoemis提高了8.97倍,且经过32代传代后,其高效产己酸效能无显著变化(P>0.05)。

浓香型白酒酿造用新型窖泥的初步研究

旨在利用生物反应器进行浓香型白酒控制发酵,从而实现脱离窖池的自然发酵。通过培养出新型载体窖泥,检测其理化、微生物学指标,并与常规窖泥进行对比,探讨该新型载体窖泥在生物反应器中使用的适应性。结果表明,该新型载体窖泥在生物反应器中使用是初步可行的。