低产双乙酰的啤酒酵母菌株ZT21-9-2的筛选及其ILV2基因的分析

为了获得低产双乙酰的菌株,从保藏的啤酒工业酵母菌种中分离甲磺隆(SM)抗性自发突变株,经低温发酵测定发酵液的发酵度和双乙酰等啤酒风味物质的含量,结果得到ZT21-9-2等5株优良的SM抗性株.其中SM抗性株ZT21-9-2用500 L发酵罐发酵8 d,发酵液的发酵度为68.4%,发酵液的双乙酰、总高级醇和乙酸的含量分别为0.036 3、79.53和74.90 mg/L,该菌株具有很好的应用前景.为了探讨致使乙酰乳酸合成酶(ALS)编码基因ILV2突变而使ALS结构改变的关键碱基,为构建低产双乙酰的啤酒酵母工程菌提供依据,作者比较了SM抗性株ZT21-9-2及其亲株EY2-1的ILV2基因的DNA序列,结果发现SM抗性株ZT21-9-2共有6个碱基发生了转换,1个碱基发生了颠换.

ILV2基因缺失对啤酒酵母生长与双乙酰代谢的影响

【目的】旨在应用分子生物学方法降低啤酒发酵液中双乙酰含量,改善啤酒感官质量。【方法】以酿酒酵母S2(Saccharomyces cerevisiae)为出发菌株,通过同源重组敲除四倍体啤酒酵母α-乙酰乳酸合成酶部分基因(ILV2),构建缺失一个和两个ILV2等位基因的突变株QI2-1和QI2-2,并进行啤酒发酵实验。【结果】ILV2基因的缺失,会导致菌株初始生长速率的降低。其中QI2-2较为明显,12 h时,突变株与出发菌株的生长速率达到一致。啤酒发酵结果表明,与出发菌株相比,突变株QI2-1双乙酰峰值与双乙酰最终含量分别降低17.50%和17.83%,而QI2-2分别降低51.67%和45.65%。其他啤酒指标如酒精度、发酵度、残糖和风味物质等略有变化,但都在优质啤酒指标范围内,符合啤酒发酵的质量要求。【结论】通过同源重组敲除部分ILV2基因和选育低产双乙酰菌株是降低啤酒双乙酰含量、提高啤酒质量的有效方法,具有一定的实际应用价值。

后熟期短的酿酒酵母工程菌构建

借助质粒pBluescriptM13-,以淀粉酶基因(AMY)为筛选标记构建乙酰乳酸合成酶基因(ILV2)的重组整合质粒pMGI。用重组质粒pMGI所含ilv2∷AMY嵌合基因片段转化工业酿酒酵母菌Sc11,获得转化子(Sc11-ilv)。Sc-11-ilv不含细菌载体序列和酵母抗药性标记,所表达的乙酰乳酸合成酶活性降低30%;模拟发酵实验表明Sc11-ilv发酵液的双乙酰含量降低70%,Sc11-ilv发酵性能保持不变,遗传稳定性为100%,可以比较安全地用于啤酒生产。

酿酒酵母菌中过量表达BAT2和缺失PDC6提高异丁醇产率

利用酿酒酵母发酵生产生物质能源异丁醇越来越受到学术界和工业界的重视。本研究通过DNA重组技术,提出一种提高酿酒酵母合成异丁醇的产率的方法。通过对酿酒酵母异丁醇合成代谢途径分析,过量表达了编码分支氨基酸转氨酶的BAT2基因和缺失编码内源性丙酮酸脱羧酶的PDC6基因,同时构建过量表达编码乙酰乳酸合酶ILV2基因和编码二羟基戊酸脱水酶的ILV3基因的表达质粒。将所构建突变株HAZL-7pILV2pILV3(W303-1A PGK1p-BAT2pdc6::R YEplac195-ILV3p-PGK1p-ILV3 YEplac181-PGK1p-ILV2)进行厌氧发酵。厌氧发酵60h,发酵液中异丁醇的产率从0.035g/L到0.4g/L,提高了11.4倍,乙醇的产率减少,乙酸的产率升高,甘油的产率基本稳定。酿酒酵母菌中过表达BAT2基因和缺失PDC6基因,同时过量表达ILV2和ILV3的表达质粒载体的基因修饰,对异丁醇的代谢流有明显的影响,异丁醇的产率提高11.4倍。这些研究为异丁醇产量的进一步提高奠定了理论基础。

低双乙酰啤酒酵母工程菌的构建

利用PCR技术以啤酒酵母QY的染色体为模板扩增出含有乙酰羟酸合成酶 (AHAS)基因ILV2的片段 ,将ILV2基因的内部EcoRI片段连接到整合载体YIp5上 ,并在该载体的BamHI -SalI位点插入铜抗性基因CUP1-MT1,构建了YIpCE质粒 ,将其转化啤酒酵母QY ,所得到的转化子AHAS酶的活力比受体菌QY降低75 %左右 ,在发酵测试中 ,转化了产生双乙酰的量比原始菌株降低 30 %。