啤酒酵母ECM25YJL201W基因敲除对啤酒风味稳定性的影VIP专享VIP免费

啤酒酵母ECM25/YJL201W基因敲除对啤酒风味稳定性的影响张一心,李崎,沈微,谢焱,顾国贤江南大学工业生物技术教育部重点实验室,无锡214122摘要:以pUG6为模板,设计含有与ECM25基因两侧序列同源的长引物,构建了带有卡那抗性基因(kanMX)破坏盒,转化啤酒酵母G-03,获得一株G-03/a转化菌,遗传稳定性良好,测序结果证实ECM25基因敲除是成功的。有氧条件下11oC和28oC培养时转化菌G-03/a的胞外谷胱甘肽(GSH)分泌量在对数生长期分别比原菌高21.4%和14.7%。在锥形瓶中连续发酵4代后,与原菌株相比,转化菌G-03/a发酵液、成品酒中GSH含量分别提高32.1%和13.8%,发酵液和成品啤酒SI系数分别提高7.7%和5.3%,成品啤酒RSV值提高45.0%。EBC管发酵6d后,与原菌株相比,转化菌G-03/a发酵液中GSH含量提高34.0%。转化菌G-03/a与G-03所酿制成品啤酒的常规指标没有显著差别。表明G-03/a是一株具有抗老化能力的优良啤酒酵母,能够提高啤酒的风味稳定性。关键词:啤酒酵母,基因敲除,ECM25,谷胱甘肽,分泌,啤酒风味稳定性EffectsofKnockoutECM25/YJL201WGeneinBrewingYeastonBeerFlavorStabilityYixinZhang,QiLi,WeiShen,YanXie,andGuoxianGuTheKeyLaboratoryofIndustrialBiotechnology,MinistryofEducation,JiangnanUniversity,Wuxi214122,ChinaAbstract:TheECM25deletionmutantofindustrialbrewingyeast,G03/a,wasconstructedbyreplacingtheECM25genewiththekanMXgene.Thetransformantwasverifiedtobegeneticallystable.ThePCRanalysisshowedthatECM25geneintheG-03/awasdeleted.Underaerobicconditionsof11oCand28oC,comparedwiththehoststrainG-03,theexcretiveglutathioneconcentrationofG-03/aincreasedby21.4%and14.7%,respectively.StrainsG-03andG-03/awereinoculatedinflasksandcultivatedcontinuouslyfor4generations.ComparedwiththehoststrainG-03,theglutathioneconcentrationinthemainfermentationbrothandfinalbeerofstrainG-03/aincreasedby32.1%and13.8%,thestabilityindex(SI)increasedby7.7%and5.3%,respectively,andtheflavorresistancestalingvalue(RSVvalue)infinalbeerincreasedby45.0%.DuringEBCfermentation,theglutathioneconcentrationinthemainfermentationbrothofstrainG-03/aincreasedby34.0%,comparedwiththehoststrainG-03.Furthermore,nosignificantdifferenceinroutinefermentationparameterswasfound.ThestrainG-03/aisprovedtobeanexcellentanti-stalingbrewingyeasttoimprovebeerflavorstability.Keywords:brewingyeast,geneknockout,ECM25,glutathione,excretion,beerflavorstability风味稳定性作为啤酒的重要质量指标之一,从20世纪70年代开始就受到国外学者的关注[1,2]。啤酒酵母是啤酒生产的灵魂,是对啤酒风味和风味稳定性具有决定作用的因素之一。啤酒是非常复杂的体系,其中有些化合物会通过一系列反应,使啤酒风味不断变化,最终导致风味老化。但是啤酒酵母会产生一些具有抗老化功能的还原性物质,如还原型谷胱甘肽(GSH)、亚硫酸盐和还原酮等,它们都能协助消除氧自由基的积累。此外,GSH也能防止酿造酒色泽改变和香气损失并有抑菌的作用[3]。ECM25基因位于酵母X号染色体,可能和细胞壁生物合成、结构及蛋白质运输相关[46]。Perrone等已经发现,酵母ECM25基因的缺失,或液泡蛋白质分选等基因的缺失,会影响GSH的运输途径,从而改变GSH的内稳态并导致其过量分泌[79],但是这些菌株通常只是用于实验室研究的营养缺陷型,而工业啤酒酵母是野生型菌株,且没有关于工业啤酒酵母ECM25基因缺失和胞外分泌GSH的报道。啤酒生产时酵母合成和分泌的GSH可以显著延长啤酒的风味保鲜期[1012]。本次研究主要是对一株工业啤酒酵母(Saccharomycescarlsbergensis)G-03通过同源重组,以卡那抗性基因替换,敲除ECM25基因,获得了一株GSH分泌量增加的抗老化啤酒酵母菌株G-03/a。摇瓶发酵结果表明,转化菌酿制啤酒的风味基本保持不变,GSH分泌量增加,成品啤酒的风味稳定性提高。1材料与方法1.1材料1.1.1菌种和质粒啤酒酵母(Saccharomycescarlsbergensis)MI4,是前期研究以青岛啤酒酵母青②为出发菌株通过蛋氨酸连...