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黄酒酵母作为贯穿黄酒酿造生产的重要动力源,其性能的优劣直接影响黄酒的生产效率与风味品质。选育具有优良性状的黄酒酵母,不仅可以提高黄酒的生产效率,也为差异化黄酒产品的生产提供菌种储备。黄酒酿造过程中乙醇浓度高达14-20%(v/v),会对酵母细胞产生毒害作用,影响细胞生长与新陈代谢,从而降低黄酒的生产效率与产品品质。本论文从传统发酵样品中筛选抗逆性能强的酵母菌株。通过单倍体分离制备、紫外诱变、定向驯化和原生质体融合等技术选育兼具优良乙醇耐受性和发酵性能的增香型黄酒酵母。通过高通量测序、透射电镜、荧光偏振、GC-MS与分子生物学技术对进行了乙醇耐受机制的研究。利用选育株进行黄酒的中试酿造,分析黄酒发酵过程中的主要理化指标变化以及后处理工艺对黄酒品质的影响。主要研究结果如下:(1)从黄酒的主发酵液、酒母和酒糟中分离得到4株起酵能力、产酒精能力和发酵性能较好的黄酒酵母菌株。经5.8S rDNA-ITS测序分析,鉴定所得菌株均为酿酒酵母。分析4株菌对高浓度乙醇、高糖浓度、高浓度乳酸和高渗透压的耐受性,发现BR 20与BR30菌株的综合抗逆性能较好。其中BR20菌株的乙醇耐受性较为突出,可耐受18%(v/v)的乙醇;BR30菌株具有较好的发酵性能,发酵7天内的总CO2失重量较BR20菌株高出10.03%。(2)从BR 20和BR 30菌株中分离得到20-Ha4和30-Ha5单倍体。以20-Ha4进行乙醇定向驯化,得到可耐受20%(v/v)乙醇的Et20单倍体;30-Ha5经紫外诱变与克霉唑抗性筛选,得到发酵性能显著提高的CTZ30单倍体。以Et20与CTZ30作为亲本进行原生质体融合,得到一株二倍体酵母BR129f23(F23),在25%(v/v)乙醇浓度下仍有6.2%的存活率,而其二倍体亲本在20%(v/v)乙醇压力下即无法存活。F23黄酒的乙醇产量比其二倍体亲本高出7.04%-12.44%,风味物质产量高出19.99-26.55%。F23具有更强的产β-苯乙醇、短链和长链脂肪酸乙酯的能力,F23黄酒中含有更多香气活力值(OAV)大于1的风味成分。F23黄酒兼具BR20与BR30黄酒的风味特征,且酒中的果香、醇香与口感等具有最高的感官得分。以上结果表明,该菌种选育策略不仅可得到乙醇耐受与发酵性能明显提高的菌株,还可丰富黄酒风味特征的多样性。(3)对BR20与F23进行全基因组denovo重测序,开发全基因组范围内的SNP分子标记。两个样本间差异的SNP变异与Indel变异分别占到总变异分型数据的5%与4.5%左右;差异SNP变异主要发生在外显子区域,而Indel变异主要发生在基因上游1Kb区域内、基因下游1Kb区域内及两个基因的上下游交接处。对样本间的差异SNP变异数据进行GO基因注释与KEGG代谢途径富集分析,结果表明F23菌株在从BR20选育进化的过程中,通过调控脂质、碳水化合物、氨基酸和核苷酸代谢等代谢途径及一些生物进程与细胞组分来发挥作用,最终导致F23与BR20间的表型差异。这些差异的SNP分型数据与基因注释结果,为后续解析F23的优良乙醇耐受性提供了关键的资源。(4)分析BR20与F23在乙醇压力下的细胞膜通透性变化,发现乙醇压力增加会导致细胞膜通透性的增加。细胞膜通透性增加不超过20%时,两株菌的生长没有受到太大影响;增加幅度超过30%时,细胞膜完整性显著下降,生长受到明显抑制。乙醇耐受性较好的F23菌株,其细胞膜通透性增加速率明显比BR20缓慢,更好地抵御了乙醇的侵害。两株菌的细胞膜流动性均随乙醇压力的增加而不断降低,膜上不饱和脂肪酸的总量也呈下降趋势。F23酵母细胞膜上不饱和脂肪酸含量比BR20高,且细胞膜流动性下降速度明显低于BR20。利用q-PCR分析编码脂肪酸去饱和酶的OLE1基因表达情况,发现10%(v/v)乙醇压力下,F23的OLE1表达量提高了13.36倍,BR20仅提高了3.65倍;乙醇压力超过18%(v/v)后,BR20酵母的OLE1无明显表达,细胞基本停止生长,而F23中的OLE1表达量仍比空白高2-4倍。构建过表达OLE1基因的F23菌株,在高浓度乙醇胁迫下,过表达菌株的OLE1表达量与膜不饱和脂肪酸含量均明显比F23高,细胞膜流动性的降低速率更为缓慢。以上标明,酵母在面对乙醇胁迫时,会通过提高OLE1的表达量来保持细胞膜一定范围内的流动性,减缓细胞膜流动性的降低速度,减弱乙醇对细胞生长代谢造成的不良影响,从而增强细胞的乙醇耐受性。(5)以F23酵母进行黄酒中试酿造,为F23酵母的工业化应用提供参考依据。随发酵时间的延长,醪液内还原糖的含量逐渐降低;总酸、乙醇与氨基酸态氮含量则逐渐上升。发酵结束时,黄酒中的还原糖、总酸、乙醇与氨基酸态氮含量分别为:2.51g/L、5.20g/L、146.04 g/L、2.98 g/L。各指标在发酵前三天变化较大,表明F23是“前急后缓”型黄酒酵母,保证其发酵初期的生长优势是黄酒酿造成功的关键。分析传统杀菌、UHT和HHP处理对黄酒品质的影响。发现,热处理会降低黄酒中的游离氨基酸含量,HHP却可以提高酒中的游离氨基酸含量。但UHT和HHP对黄酒中的甜味和鲜味氨基酸无显著影响。热处理黄酒的风味特征与生黄酒有明显差异,而经400MPa和600MPa处理10min的黄酒风味特征与生黄酒基本一致。PLSR模型结果显示,热处理会凸显黄酒的谷香味和涩味,HHP则是突出了果香味、绵延性和酒体等感官特性。以600 MPa处理黄酒10 min可以最大程度的提高黄酒中芳香类物质、中链和长链脂肪酸乙酯的含量,从而显著提高黄酒的风味品质。