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耐高温工业酿酒酵母的筛选和发酵性能

酿酒 2024年第3期51卷 133-135页

作者：杨大毅刘文玉黑龙江省轻工设计院黑龙江哈尔滨150000 黑龙江省轻工科学研究院黑龙江哈尔滨150010

研究的主要目的是筛选发酵性能较为可靠的工业酿酒酵母,通过选用环境适应能力较强的工业酿酒酵母来控制发酵成本,提高工业生产的经济效益。将在生产线中被分离出的工业酿酒酵母作为研究菌株,主要采取实验室进化和基因组改造等方式对耐... 详细信息

研究的主要目的是筛选发酵性能较为可靠的工业酿酒酵母,通过选用环境适应能力较强的工业酿酒酵母来控制发酵成本,提高工业生产的经济效益。将在生产线中被分离出的工业酿酒酵母作为研究菌株,主要采取实验室进化和基因组改造等方式对耐受能力较强的酿酒酵母菌株进行筛选。之后采取摇瓶验证的措施来验证其发酵性能,研究发现其中*** 12的发酵性能较为突出,与对照菌株相比,在工业物料中的发酵性能更好,为能进一步检验其发酵性能,针对其在不同工业物料中的发酵性能表现进行验证和综合评估。

关键词：工业酿酒酵母发酵性能基因组改造

工业酿酒酵母重组β-1,3-1,4-葡聚糖酶部分酶学性质的研究

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食品科学 2010年第3期31卷 170-172页

作者：张强陈启和何国庆浙江大学生物系统工程与食品科学学院浙江杭州310029 山东省科学院生物研究所山东济南250014

用刚果红法测定β-1,3-1,4-葡聚糖酶的酶活力,研究重组酿酒酵母(***)菌株SC-βG分泌表达的重组β-1,3-1,4-葡聚糖酶的部分酶学性质,并与出发菌株枯草芽孢杆菌(***)表达的原始酶的性质进行比较。结果表明,重组酶保持了与原始酶相同的底... 详细信息

用刚果红法测定β-1,3-1,4-葡聚糖酶的酶活力,研究重组酿酒酵母(***)菌株SC-βG分泌表达的重组β-1,3-1,4-葡聚糖酶的部分酶学性质,并与出发菌株枯草芽孢杆菌(***)表达的原始酶的性质进行比较。结果表明,重组酶保持了与原始酶相同的底物专一性。重组酶的最适反应温度为35℃,而原始酶为55℃。重组酶的热稳定性也发生了改变,40℃热处理20min只保留63.4%的最初酶活力,但温度再升高时对热处理敏感度降低,70℃的热处理20min仍保留45.9%的最初酶活力;而原始酶50℃时稳定,60℃以上的热处理酶活力损失很大。与原始酶相比,重组酶的最适pH值下降为pH5.0,而原始酶为pH6.5;相比原始酶在pH7.0有最大稳定性,重组酶在pH5.5时有最大稳定性。重组β-1,3-1,4-葡聚糖酶的最适反应条件与原始酶相比更接近啤酒的实际生产条件。

关键词：工业酿酒酵母 β-1,3-1,4-葡聚糖酶酶学性质

絮凝基因FLO1及FLO1c高表达提高工业酿酒酵母乙酸耐受性及发酵性能

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生物工程学报 2015年第2期31卷 231-241页

作者：杜昭励程艳飞朱卉何秀萍张博润中国科学院微生物研究所中国科学院微生物生理与代谢工程重点实验室北京100101 中国科学院大学北京100049

乙酸是生物质乙醇发酵过程中酵母细胞面临的重要抑制剂之一,对细胞生长及发酵性能有强烈的抑制作用。增强酵母菌对乙酸胁迫的耐受性对提高乙醇产率具有重要意义。用分别带有完整絮凝基因FLO1及其重复序列单元C发生缺失的衍生基因FLO1c... 详细信息

乙酸是生物质乙醇发酵过程中酵母细胞面临的重要抑制剂之一,对细胞生长及发酵性能有强烈的抑制作用。增强酵母菌对乙酸胁迫的耐受性对提高乙醇产率具有重要意义。用分别带有完整絮凝基因FLO1及其重复序列单元C发生缺失的衍生基因FLO1c的重组表达质粒分别转化非絮凝型工业酿酒酵母CE6,获得絮凝型重组酵母菌株6-AF1和6-AF1c。同时以空载体p YCPGA1转化CE6的菌株CE6-V为对照菌株。与CE6-V相比,絮凝酵母明显提高了对乙酸胁迫的耐受性。在0.6%(V/V)乙酸胁迫下,6-AF1和6-AF1c的乙醇产率分别为对照菌株CE6-V的1.56倍和1.62倍;在1.0%(V/V)乙酸胁迫下,6-AF1和6-AF1c的乙醇产率分别为对照菌株CE6-V的1.21倍和1.78倍。可见絮凝能力改造能明显提高工业酿酒酵母的乙酸胁迫耐受性及发酵性能,而且FLO1内重复序列单元C缺失具有更加明显的效果。

关键词：工业酿酒酵母絮凝基因FLO1c 乙酸胁迫耐受性发酵性能

扣囊复膜孢酵母β-葡萄糖苷酶基因在工业酿酒酵母中的表达

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中国生物工程杂志 2007年第2期27卷 64-69页

作者：周衍张梁王正祥石贵阳江南大学生物工程学院生物资源研究室无锡214036

以工业酿酒酵母菌株(Saccharomyces cerevisiaeY)为研究对象,针对其复杂的生理生化遗传特性,建立了相对应的转化体系。以pRS41H质粒为基础载体,构建了含有工业酿酒酵母自身的gpd2启动子、终止子和扣囊复膜孢酵母的β-葡萄糖苷酶基因bgl... 详细信息

以工业酿酒酵母菌株(Saccharomyces cerevisiaeY)为研究对象,针对其复杂的生理生化遗传特性,建立了相对应的转化体系。以pRS41H质粒为基础载体,构建了含有工业酿酒酵母自身的gpd2启动子、终止子和扣囊复膜孢酵母的β-葡萄糖苷酶基因bgl的重组质粒pRS-gb。电击转化进入工业酿酒酵母细胞,潮霉素抗性筛选,获得重组菌。该重组菌可以在以纤维二糖为唯一碳源的培养基中生长,培养36h,β-葡萄糖苷酶酶活达到0.967μ/ml。以纤维二糖为唯一碳源的酒精发酵中,酒精度可以达到0.92g/l。这对工业生产中利用纤维素为原料发酵生产酒精具有重要意义。

关键词：工业酿酒酵母潮霉素B 电击转化 β-葡萄糖苷酶

工业酿酒酵母菌株KF-7对发酵抑制物的耐受性

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应用与环境生物学报 2015年第2期21卷 248-255页

作者：苟梓希李云成谢采芸汤岳琴木田建次四川大学建筑与环境学院四川省环境保护有机废弃物资源化利用重点实验室成都610207 四川大学轻纺与食品学院成都610065

木质纤维素原料预处理过程中产生的抑制物是燃料乙醇发酵的一大障碍,要求工业酿酒酵母菌株具有优秀的抑制物耐受能力.利用平板培养和批次发酵两种方式系统评价了弱酸抑制物(乙酸、甲酸、乙酰丙酸)、呋喃类抑制物[糠醛和5-羟甲基糠醛(HM... 详细信息

木质纤维素原料预处理过程中产生的抑制物是燃料乙醇发酵的一大障碍,要求工业酿酒酵母菌株具有优秀的抑制物耐受能力.利用平板培养和批次发酵两种方式系统评价了弱酸抑制物(乙酸、甲酸、乙酰丙酸)、呋喃类抑制物[糠醛和5-羟甲基糠醛(HMF)]、酚类抑制物(香草醛、丁香醛、苯酚)对工业酿酒酵母菌株KF-7生长和发酵的影响.结果显示,菌株KF-7在批次发酵时细胞生长对抑制物的耐受性优于平板培养.低浓度的抑制物虽然对菌株的生长有一定的抑制作用,但对乙醇的产生具有一定的促进作用;高浓度抑制物显著抑制了菌株的生长,降低了葡萄糖的代谢速率,抑制了乙醇的产生.菌株KF-7对甲酸耐受能力强于乙酸,对乙酰丙酸的耐受能力较弱.在平板生长评价中,糠醛对菌株生长的抑制作用强于HMF,但在批次发酵过程中HMF的抑制作用强于糠醛;该菌株代谢糠醛的能力强于代谢HMF的能力.香草醛对菌株的抑制作用最强,丁香醛相对较弱.在秸秆水解液中,菌株KF-7也表现出良好的乙醇发酵性能.菌株KF-7无论在单一抑制物、混合抑制物或实际水解液条件下发酵,均能达到较高的乙醇收率.本研究表明,菌株KF-7适用于纤维素原料燃料乙醇工业化生产过程.

关键词：燃料乙醇工业酿酒酵母发酵抑制物批次发酵

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工业酿酒酵母菌株cdc15基因改造的研究

工业酿酒酵母菌株cdc15基因改造的研究

作者：晏伟广西大学

学位级别：硕士

用于甘蔗糖蜜乙醇发酵的工业酿酒酵母MF1005高产乙醇,生长周期长;而酿酒酵母MC1415产酒率低,生长周期短。cdcl5基因在酿酒酵母的I号染色体上,编码的蛋白质Cdc15与酵母细胞生长周期有关,利用基因同源重组的原理,将MC1415中cdc15基因转入M... 详细信息

用于甘蔗糖蜜乙醇发酵的工业酿酒酵母MF1005高产乙醇,生长周期长;而酿酒酵母MC1415产酒率低,生长周期短。cdcl5基因在酿酒酵母的I号染色体上,编码的蛋白质Cdc15与酵母细胞生长周期有关,利用基因同源重组的原理,将MC1415中cdc15基因转入MF1005单倍体中,通过反复筛选获得稳定突变株,进一步利用PCR产物测序验证有突变位点,并命名该突变株为MF1005-cdcl5。为了检验MF1005-cdcl5发酵性能的变化及其遗传稳定性,本实验以MF1005-cdcl5接种0、10、20和30次,分别命名为MF1005-cdc15(GO、 G10、G20和G30),以这些菌株为材料,研究cdcl5突变对MF1005生理及蔗糖、糖蜜发酵的影响。结果显示：30℃培养条件下,MF1005-cdc15比MF1005提前8小时(16小时)菌体数达到最大值2.93-3.25×108/mL,是MF1005的1.3-1.5倍;37℃培养条件下,MF1005-cdcl5在24小时达到最大值2.68-3.08×108/mL,是MF1005的1.3-1.5倍。证明MF1005-cdc15突变株的生长速率比MF1005有提高。在高温耐受性实验中,在50℃、52℃、54℃下热击10min后发现,MF1005-cdc15明显比MF1005的高温耐受性能强,54℃下MF1005在平板中无菌落生长,而MF1005-cdc15仍有少数细胞存活。在25%蔗糖发酵中,30℃下MF1005-cdc15的乙醇产量比MF1005提高2.9%-4.0%;37℃下提高5.3%-6.2%。在糖蜜补料发酵中,30℃时MF1005-cdc15的乙醇产量高达15.31-15.43%(V/V);37℃时乙醇产量为13.04%-13.22%(V/V),比MF1005增加17.69%-19.31%,MF1005-cdcl5比MF1005总糖的利用率提高0.26%.1.09%,说明突变株MF1005-cdc15的糖蜜乙醇发酵性能明显优于始发菌株MF1005。相对呼吸强度检测显示,cdcl5突变对MF1005的呼吸强度影响不大(MF1005-cdc15与MF1005比较下相对呼吸强度为92.6%-97.5%)。本研究可为探讨cdc15的功能以及乙醇发酵工业菌株改造、提高乙醇发酵效率和产量提供参考。

关键词：工业酿酒酵母 cdc15 基因同源重组乙醇发酵生长速率高温耐受性

具有高降粘活性的生产木质纤维素乙醇的酿酒酵母工业菌株的开发

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具有高降粘活性的生产木质纤维素乙醇的酿酒酵母工业菌株的开发

作者：梁向南天津大学

学位级别：硕士

纤维素是最具有潜力的化石燃料替代品之一,可通过降解生成还原糖,进而用于发酵生产生物燃料或其它化学试剂。木质纤维素,如玉米芯和甘蔗渣由于具有造价低廉、资源丰富、可再生等优点,在近几年得到了广泛的研究和工业应用。然而传统的产... 详细信息

纤维素是最具有潜力的化石燃料替代品之一,可通过降解生成还原糖,进而用于发酵生产生物燃料或其它化学试剂。木质纤维素,如玉米芯和甘蔗渣由于具有造价低廉、资源丰富、可再生等优点,在近几年得到了广泛的研究和工业应用。然而传统的产醇菌株酿酒酵母,特别是酿酒酵母工业菌株,并不能直接利用木质纤维素进行发酵生产乙醇。通过构建表达纤维素酶基因的酿酒酵母工业菌株进行纤维素乙醇的生产是当前的研究热点之一。本研究通过δ-整合得到分别表达两种来源的内切葡聚糖酶基因酿酒酵母工业菌株A129、T1、T2、T3和T4,可快速降解CMC。与出发菌株相比重组菌株的乙醇产量得到了提升。利用预处理的玉米芯发酵,添加10 FPU/g IJT纤维素酶和5 U/g NS50010条件下,A129在144 h的乙醇产量达到3.60 g/100 g,得率为85.7%,而出发菌株Angleα得率为81.7%。在添加20 FPU/g IJT纤维素酶和10 U/g NS50010条件下利用预处理的甘蔗渣发酵的乙醇得率为77.1%,出发菌株Angleα得率为71.7%。综上,构建的重组菌株表达了内切葡聚糖酶具有良好的降粘效果,可助于生物乙醇生产工艺的进一步发展。通过整合内切葡聚糖酶和β-葡聚糖酶基因至酿酒酵母工业菌株的染色体上,最终得到阳性转化子Angle BE1,Angle BE2,Angle BE3和Angle BE4,在YPD液体培养基中培养48 h时,β-葡聚糖苷酶的活性分别可达到0.46 U/ml,0.33 U/ml,0.66 U/ml和0.64 U/ml;培养120 h时,内切葡聚糖酶的活性均可达到24 U/ml。Angle BE3利用酸碱预处理木质纤维素发酵生产乙醇的能力最强,利用预处理甘蔗渣发酵时,添加20 FPU/g纤维素酶产生乙醇3.52g/100g;添加10 FPU/g IJT纤维素酶时,Angle BE3生成乙醇3.42 g/100g。当利用酸碱预处理的玉米芯发酵时,添加10 FPU/g纤维素酶时产生乙醇3.57g/100g;添加5 FPU/g IJT纤维素酶时生成乙醇分别是2.86 g/100g。重组菌株生产纤维素乙醇的能力得到提升,降低了生物乙醇工业生产中商业纤维素酶成本。

关键词：工业酿酒酵母联合生物加工工艺纤维素酶内切葡聚糖酶 β-葡聚糖苷酶

木糖还原酶基因的克隆及其在酿酒酵母中的定向整合

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高校化学工程学报 2013年第3期27卷 450-455页

作者：高岚夏黎明浙江大学生物质化工教育部重点实验室浙江大学化学工程与生物工程学系浙江杭州310027

酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)是重要的乙醇生产菌株,但因缺少戊糖代谢途径而不能利用木糖,为了改良工业酿酒酵母利用半纤维素发酵生产乙醇的性能,利用分子生物学技术构建能够利用木糖的基因工程酵母。选取酿酒酵母染色体的rDNA... 详细信息

酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)是重要的乙醇生产菌株,但因缺少戊糖代谢途径而不能利用木糖,为了改良工业酿酒酵母利用半纤维素发酵生产乙醇的性能,利用分子生物学技术构建能够利用木糖的基因工程酵母。选取酿酒酵母染色体的rDNA重复序列作为外源基因整合位点,依此构建多拷贝染色体整合型载体pUG-LR。采用融合表达策略扩增得到含有酿酒酵母乙醇脱氢酶启动子PADH和树干毕赤酵母木糖还原酶基因xyl1的融合序列,并将其插入pUG-LR载体中,构建成含遗传霉素G418抗性标记的同源重组质粒pUG-LR-XYL1。以工业酿酒酵母ZU-01为宿主,通过优化后的电穿孔法将重组质粒导入经缓冲液处理的酵母细胞,30℃培养。通过提高YEPX复筛培养基G418浓度,得到10株生长较快的优良性状转化子。在不含G418的YEPX培养基上传代8次以上,以转化子基因组DNA为模板,进行PCR检测,均可获得目的基因片段。研究结果表明:木糖还原酶基因xyl1已定向整合于ZU-01染色体DNA上并稳定遗传,为后续构建工业酿酒酵母的木糖代谢通路、利用木糖产酒精的重组菌株奠定了基础。

关键词：工业酿酒酵母木糖还原酶基因克隆定向整合

基于等离子体诱变提高木糖利用重组酿酒酵母的抑制物耐受性

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应用与环境生物学报 2021年第6期27卷 1464-1470页

作者：陈栋吴娅菁缪晡汤岳琴中石化上海工程有限公司上海200120 四川大学建筑与环境学院环境生物技术研究中心成都610065 四川省环境保护有机废弃物资源化利用重点实验室成都610065

木质纤维素原料预处理过程中产生的各种抑制物是燃料乙醇生产的一大障碍,因此要求酿酒酵母菌株具有优良的抑制物耐受能力.相比葡萄糖发酵,酿酒酵母利用木糖的发酵过程对抑制物更敏感.针对一株具有良好木糖发酵能力的絮凝性工业重组酿酒... 详细信息

木质纤维素原料预处理过程中产生的各种抑制物是燃料乙醇生产的一大障碍,因此要求酿酒酵母菌株具有优良的抑制物耐受能力.相比葡萄糖发酵,酿酒酵母利用木糖的发酵过程对抑制物更敏感.针对一株具有良好木糖发酵能力的絮凝性工业重组酿酒酵母菌株s6,进行常压室温等离子体(Atmospheric and Room Temperature Plasma,ARTP)诱变,通过平板初筛和发酵复筛,获得一株抑制物耐受性得到显著提升的突变菌株335.与出发菌株s6相比,在含单一抑制物(4.8 g/L乙酸,1.9 g/L 5-羟甲基糠醛,0.46 g/L香草醛)的发酵条件下,突变菌株335利用木糖发酵时的乙醇浓度分别提高了55.0%、13.7%和35.0%,在含混合抑制物(2.4 g/L乙酸+1.3 g/L 5-羟甲基糠醛+0.23 g/L香草醛)的发酵条件下的乙醇浓度提高了37.2%.突变菌株335能够利用含高浓度抑制物的秸秆水解液进行发酵,表现出优良的抑制物耐受能力.本研究结果表明ARTP诱变是获得优良抑制物耐受突变菌株的一种有效手段,突变菌株335对单一抑制物以及混合抑制物均具有较好的耐受能力,具有工业应用潜力.

关键词：纤维素燃料乙醇工业酿酒酵母抑制物耐受性木糖发酵常压室温等离子体诱变