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低产乙醛啤酒酵母的选育

作　者: 沈楠
导　师: 李崎
学　校: 江南大学
专　业: 发酵工程
关键词: 乙醛啤酒酵母驯养双硫仑
分类号: TS262.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

乙醛是啤酒中含量最高的醛类物质，其含量高低直接影响了啤酒的品质。乙醛含量较高会给啤酒带来不愉快的青苹果和辛辣的青草味，造成其口感的不协调。另外，饮用乙醛含量较高的啤酒后，会引起“上头”等不舒适的生理反应。一般优质成熟的啤酒乙醛含量在2-10mg·L^-1。啤酒中的乙醛主要是由酵母代谢而来，是糖代谢的中间产物。因此只有筛选低乙醛酵母，才能从根本上降低啤酒中的乙醛。本文建立了一种筛选低乙醛啤酒酵母的方法，并成功筛选到一株理想的低乙醛啤酒酵母D-A-14。首先对出发菌MI4进行紫外诱变处理，然后利用双硫仑-乙醇培养基筛选，最后对筛选到的优选菌进行高浓度乙醛连续驯养，最终得到目的菌株。该菌株生长性能良好，连续发酵5代后发酵性能稳定。为了考察目的菌株的发酵性能，分别对出发菌MI4和诱变菌D-A-14进行了500mL三角瓶发酵和200L中试发酵实验。结果表明，在三角瓶发酵实验中，诱变菌D-A-14乙醛含量达到3.81mg·L^-1，比出发菌MI4降低了73.7%；在200L中试实验中，诱变菌D-A-14乙醛含量达到2.20mg·L^-1，比出发菌MI4降低了60.6%。同时，诱变菌D-A-14的双乙酰，醇酯比及有机酸含量也有不同程度的降低，有利于啤酒风味的协调。上述实验结果表明出发菌MI4和诱变菌D-A-14的在某些发酵性能上有很大的变化，但是这些都是表型的差异。为了考察在代谢途径上具体是哪些基因的作用，同时对出发菌MI4和诱变菌D-A-14进行了DNA芯片实验，结果表明：与诱变菌相比，出发菌MI4中基因PDC1、PDC5及ADH2上调，基因ALDH2、ADH3及ADH7下调，推测出发菌MI4的乙醛含量应高于诱变菌株；出发菌MI4中基因GAL、PGK1、GPM1、GPM2、GPM3、ENO2及SUC2上调，基因PHO85、TIF3、IDH1、IDH2及MDH2下调，推测出发菌MI4的有机酸应高于诱变菌；出发菌MI4中基因BAP2上调，基因ILV1、ILV6、YAP5、LEU1、LEU2、BAT2及ATF2下调，推测出发菌MI4高级醇含量较高而酯含量较低。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-5
目录  5-7
第一章绪论  7-13
  1.1 研究背景  7-8
  1.2 国内外研究进展  8-11
    1.2.1 啤酒乙醛含量的控制  8-9
    1.2.2 抑制剂在筛菌中的应用  9-10
    1.2.3 驯养育种  10
    1.2.4 DNA芯片  10-11
  1.3 立题背景与意义  11
  1.4 主要研究内容  11-13
第二章材料与方法  13-18
  2.1 实验材料  13-14
    2.1.1 菌种和培养基  13
    2.1.2 材料和试剂  13
    2.1.3 仪器和设备  13-14
  2.2 实验方法  14-15
    2.2.1 麦汁制备  14
    2.2.2 紫外诱变  14
    2.2.3 双硫仑平板筛选  14-15
    2.2.4 高浓度乙醛驯化酵母  15
    2.2.5 酵母生长、生产稳定性的测定  15
    2.2.6 三角瓶发酵实验  15
    2.2.7 200 L中试发酵实验  15
    2.2.8 DNA芯片的测定  15
  2.3 分析方法  15-18
    2.3.1 顶空气相色谱法测定乙醛含量  15-16
    2.3.2 乙醛脱氢酶酶活测定  16
    2.3.3 乙醇脱氢酶酶活测定  16
    2.3.4 乙醇脱氢酶 2 酶活测定  16
    2.3.5 啤酒风味物质的测定  16-17
    2.3.6 发酵度的测定  17
    2.3.7 总酸的测定  17-18
第三章结果与讨论  18-37
  3.1 低产乙醛啤酒酵母的筛选流程  18
  3.2 选育方法的建立及条件选择  18-25
    3.2.1 出发菌株的选择  18-19
    3.2.2 紫外诱变剂量的选择  19
    3.2.3 双硫仑平板筛选方法的建立  19-23
    3.2.4 驯养方法的建立  23-25
  3.3 菌种的筛选  25-26
    3.3.1 双硫仑-乙醇平板筛选结果  25-26
    3.3.2 高浓度乙醛驯养啤酒酵母的筛选结果  26
  3.4 优选菌株的性能考察  26-29
    3.4.1 生长性能实验  26-27
    3.4.2 生产稳定性实验  27-28
    3.4.3 发酵性能实验  28-29
  3.5 200 L发酵罐中试实验  29-31
    3.5.1 发酵性能考察  29
    3.5.2 发酵过程中的乙醛含量变化  29-30
    3.5.3 关键酶跟踪考察  30-31
  3.6 酵母全基因组DNA芯片研究风味物质的代谢  31-37
    3.6.1 乙醛代谢途径  32-33
    3.6.2 有机酸代谢途径  33-34
    3.6.3 高级醇、酯代谢途径  34-37
主要结论与展望  37-38
  主要结论  37
  展望  37-38
致谢  38-40
参考文献  40-44
附录  44-47
附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文  47

低产乙醛啤酒酵母的选育

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