重组木聚糖酶XynH的C/N端及“Thumb”结构对其酶学性质的影响

木聚糖酶在造纸、饲料、能源、食品和医药等行业广泛应用,利用基因工程技术快速挖掘适用于工业生产需求的木聚糖酶资源具有重要意义。该文基于生物信息学分析,针对木聚糖酶XynH的C/N端及“Thumb”结构进行分子改造,成功构建突变体X-N、X-C、X-f。各突变体与原酶XynH相比,X-N的最适pH值为5.5,其他酶均是在pH 5.0时表现出最高酶活力;各突变体与XynH在pH 4.0~6.0的残余酶活力均在60%左右,具有良好的耐酸性。X-N的最适温度(60℃)与其他酶相比提高了5℃;在55℃下保温1 h后,X-N和X-f的残余酶活力高于XynH,X-N的耐热性表现更好。各突变体对榉木木聚糖的亲和力较弱,但表现出更高的转化率。该文利用基因工程手段对木聚糖酶进行分子改造,构建了3个突变体,均表现出较好的耐酸性,X-N的最适pH略高于原酶,而且在高温下稳定性更好。N端替换改善了木聚糖酶的热稳定性,C端替换可能涉及到催化结构域的一部分,从而导致酶活性的变化。而“Thumb”末端的改造可能使活性位点的裂缝变窄,阻止了底物的进入,导致酶的催化效率降低。突变体凸显出的与原酶酶学性质的差异,从中展现出的结构与功能的关系,为木聚糖酶的改良和应用提供了一定的思路和策略。

不同香型大曲微生态结构及其发酵特性相关性分析

以清香型、浓香型和酱香型白酒大曲为研究对象,采用理化分析、顶空固相微萃取气相色谱-质谱检测和高通量测序技术,探究不同香型大曲微生态与理化指标和酒质特征风味化合物的潜在关系。结果表明,清香大曲的糖化力和发酵力最高,浓香型大曲的酯化力和淀粉含量最高,酱香型大曲的酸度最高。3种香型大曲优势细菌属包括乳酸杆菌属(Saccharopolyspora)、魏斯氏菌属(Weissella)、芽孢杆菌属(Bacillus);优势真菌属包括复膜孢酵母属(Saccharomycopsis)、曲霉属(Aspergillus)、嗜热霉菌属(Thermomyces)。相关性分析表明,芽孢杆菌属与糖化力、液化力、发酵力、癸酸乙酯、苯乙醇呈正相关;嗜热霉菌属与己酸乙酯、异戊醇、乳酸乙酯、乙酸、川芎嗪呈正相关。

风味型甜酒曲的研制

该研究采用传统培养分离法从糖化力和液化力较高的酒曲中分离根霉菌株,通过分子生物学技术对其进行菌种鉴定,并将其与多种酿酒酵母和细菌按照6种不同比例复配制备风味型甜酒曲。采用复配曲发酵制备甜米酒,并对其进行感官评价、理化指标、挥发性风味成分、有机酸及还原糖含量测定,探究最佳复配方案。结果表明,从酒曲Ⅱ中分离鉴定得到一株少根根霉(Rhizopus arrhizus)Rhi-1,6#复合酒曲(少根根霉Rhi-1添加量0.8%,酿酒酵母Sx添加量0.03%,食窦魏斯氏菌W-R-1添加量0.06%)发酵制备的甜米酒感官评分最高(87分),醇类与酯类物质相对含量(92.66%)最为丰富,酒精度为2.3%vol,其总糖、总酸、有机酸、还原糖含量均高于其他5种复配曲制备的甜米酒,分别为130.4 g/L、13.33 g/L、15.66 g/kg、158.33 g/kg。综上,6#复合酒曲最佳。

低产高级醇酵母的筛选及其发酵特性研究

为了得到低产高级醇的酵母菌株,采用传统筛选方式从发酵酒醅中筛选菌株,采用分子生物学技术对其进行鉴定并研究其发酵特性。结果表明,从样品中得到1株低产高级醇菌株F11,其异丁醇和异戊醇的总产量为199.09 mg/L,比对照菌株低22.50%;该菌株耐受性强,在温度42℃、糖度25°Bx、乙醇体积分数12%,乳酸体积分数5%,乙酸体积分数5‰,己酸体积分数1‰的条件下仍能正常生长,鉴定结果表明该菌株为库德里阿兹威毕赤酵母(Pichia kudriavzevii)。该菌株产高级醇的阶段主要在主发酵期,其挥发性代谢物中酯、醇、酸、醛类化合物占挥发物总量的84.16%,适合在发酵酒和蒸馏酒中应用。