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蛋白酶A敲除对工业啤酒酵母生理代谢和发酵的影响

作　者: 刘晓杰
导　师: 陈启和
学　校: 浙江大学
专　业: 食品工程
关键词: 啤酒酵母蛋白酶基因酵母蛋白啤酒发酵过程敲除啤酒品质酵母菌株啤酒工业泡沫稳定性泡持性酵母细胞硕士学位论文麦芽汁丙酮酸激酶粗蛋白含量细胞破碎培养基啤酒泡沫耐受性试验发酵后期
分类号: X792
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

酵母蛋白酶A (prA)是酵母体内一种至关重要的天冬氨酸蛋白酶,其参与酵母胞内多种酶的加工成熟过程,包括酵母体内许多其他的蛋白酶如酵母蛋白酶B的成熟。同时,在低氮条件下,酵母蛋白酶A又起着分解胞内外粗蛋白为新的细胞生长和孢子形成提供氮源重要作用。对于啤酒工业,由于生啤中往往残留一定量酵母蛋白酶A,这些蛋白酶A能够降解酵母啤酒中的泡沫阳性蛋白使得啤酒起泡性下降,进而影响啤酒品质,因此,越来越多的人把目光投在了酵母蛋白酶A的改造上,希望通过酵母蛋白酶A的敲除来避免酒体中大量的蛋白酶A残留,进而来延长啤酒货架期。但是,蛋白酶A的敲除是否真正能够达到人们延长啤酒货架期的目的同时又不影响优良啤酒酵母应有的种种品质尚待讨论。基于此,笔者对蛋白酶A敲除对啤酒酵母基本生理生化的影响进行了研究。研究主要包含以下五个方面的内容,分别为蛋白酶A敲除对啤酒酵母糖代谢、氮代谢、抗逆性能、发酵性能、细胞凋亡的影响。通过研究发现,酵母蛋白酶A的敲除明显影响酵母胞内某些糖代谢关键酶的酶活表达和胞内ATP积累；在低氮条件下,蛋白酶A的缺失使得酵母胞内仍积累大量粗蛋白同时酵母丙酮酸激酶酶活始终处于较低水平；在抗逆性上,蛋白酶A的缺失使得酵母对乙醇、过氧化氢、低氮的耐受能力显著下降；针对啤酒发酵,蛋白酶A的缺失使得发酵所得的酒体中含有大量粗蛋白,所得产品过滤难度增加；同时,突变后的酵母菌株在环境胁迫条件下的存活能力较对照明显降低。

全文目录

致谢  9-10
摘要  10-11
Abstract  11-12
1 前言  12-18
  1.1 啤酒酵母液泡蛋白酶研究进展  12-17
    1.1.1 酵母蛋白酶A生理特性及其对啤酒品质的影响  12-14
    1.1.2 蛋白酶B生理性状与啤酒品质  14-15
    1.1.3 羧肽酶的生理特性与啤酒品质  15-16
    1.1.4 氨肽酶的生理特性与啤酒品质  16-17
  1.2 选题背景与研究思路  17-18
2 蛋白酶A敲除对啤酒酵母糖代谢的影响  18-30
  2.1 前言  18
  2.2 材料和仪器  18-20
    2.2.1 菌株  18-19
    2.2.2 主要试剂  19
    2.2.3 培养基  19
    2.2.4 主要仪器设备  19-20
  2.3 实验方法  20-23
    2.3.1 菌株活化  20
    2.3.2 糖降解比较  20
    2.3.3 生长性能试验  20
    2.3.4 无细胞酶液的制备  20
    2.3.5 糖酵解三个关键酶的测定  20-21
    2.3.6 三株菌胞内ATP含量的比较  21-22
    2.3.7 添加鱼藤酮抑制剂对糖酵解三个关键酶的影响  22-23
  2.4 结果与讨论  23-29
    2.4.1 还原糖降解曲线  23-24
    2.4.2 生长性能曲线  24-25
    2.4.3 己糖激酶HK活性测定结果  25-26
    2.4.4 磷酸果糖激酶测定结果  26
    2.4.5 丙酮酸激酶测定结果  26-27
    2.4.6 三株菌胞内ATP含量的比较  27-28
    2.4.7 鱼藤酮对三株菌糖酵解关键酶的影响  28-29
  2.5 本章小结  29-30
3 蛋白酶A敲除对啤酒酵母氮代谢的影响  30-45
  3.1 前言  30
  3.2 材料和仪器  30-31
    3.2.1 菌株  30-31
    3.2.2 主要试剂  31
    3.2.3 培养基  31
    3.2.4 主要仪器设备  31
  3.3 实验方法  31-36
    3.3.1 培养条件  31-32
    3.3.2 胞外代谢产物分析  32-34
    3.3.3 胞内代谢产物分析  34-35
    3.3.4 生物指标分析  35-36
  3.4 结果与讨论  36-44
    3.4.1 胞外代谢产物测定  36-39
    3.4.2 胞内代谢产物比较  39-42
    3.4.3 菌株生长情况比较  42-44
  3.5 本章小结  44-45
4 蛋白酶A敲除对啤酒酵母抗逆性的影响  45-61
  4.1 前言  45
  4.2 材料和仪器  45-47
    4.2.1 菌株  45-46
    4.2.2 主要试剂  46
    4.2.3 培养基  46
    4.2.4 主要仪器设备  46-47
  4.3 方法  47-50
    4.3.1 高酒精度耐受性试验  47
    4.3.2 高糖耐受性试验  47
    4.3.3 热灭死温度试验  47-48
    4.3.4 菌种抗氧化性能试验  48
    4.3.5 对低碳的耐受性能试验  48-49
    4.3.6 对低氮的耐受性能试验  49
    4.3.7 三株菌在酒精胁迫以及过氧化氢胁迫下的胞内海藻糖积累  49-50
  4.4 结果与讨论  50-60
    4.4.1 高酒精度耐受性试验结果  50-52
    4.4.2 不同葡萄糖浓度液体培养基中的生长情况  52-53
    4.4.3 热灭死温度实验结果  53-54
    4.4.4 过氧化氢耐受性试验结果  54-56
    4.4.5 低糖耐受性结果  56-57
    4.4.6 低氮耐受性试验结果  57-59
    4.4.7 以乙醇、过氧化氢胁迫为例,三株酵母胞内的海藻糖积累  59-60
  4.5 本章小结  60-61
5 蛋白酶A敲除对啤酒酵母发酵性能的影响  61-69
  5.1 前言  61
  5.2 材料和仪器  61-62
    5.2.1 菌株  61
    5.2.2 主要试剂  61-62
    5.2.3 培养基  62
    5.2.4 主要仪器设备  62
  5.3 试验方法  62-64
    5.3.1 麦芽汁制备  62-63
    5.3.2 去除热沉淀物和冷沉淀物  63
    5.3.3 啤酒发酵  63
    5.3.4 发酵速率  63
    5.3.5 发酵液蛋白含量测定  63
    5.3.6 凝聚性  63
    5.3.7 酒样起泡性测定  63-64
    5.3.8 发酵产品过滤性能分析  64
    5.3.9 发酵产品理化指标检验  64
  5.4 结果与讨论  64-68
    5.4.1 发酵液日失重  64-65
    5.4.2 发酵液还原糖降解情况  65
    5.4.3 发酵液粗蛋白含量  65-66
    5.4.4 凝聚性试验结果  66
    5.4.5 发酵产品起泡性及泡持性  66-67
    5.4.6 发酵产品过滤性能  67
    5.4.7 发酵产品理化指标  67-68
  5.5 本章小结  68-69
6 蛋白酶A缺失对啤酒酵母细胞凋亡的影响  69-77
  6.1 前言  69
  6.2 材料和仪器  69-70
    6.2.1 菌株  69
    6.2.2 主要试剂  69-70
    6.2.3 培养基  70
    6.2.4 主要仪器设备  70
  6.3 实验方法  70-72
    6.3.1 YPD及SD培养基中三株酵母细胞活力、细胞凋亡比较  70-71
    6.3.2 经乙酰左旋肉碱诱导后酵母活力及凋亡比较  71
    6.3.3 细胞活力测定方法  71
    6.3.4 细胞凋亡的测定方法  71
    6.3.5 氮源限制条件下不同发酵时间糖酵解及三羧酸循环中六个酶的定量分析  71-72
  6.4 结果与讨论  72-76
    6.4.1 YPD及SD培养基中三株菌细胞活力比较  72-73
    6.4.2 YPD及SD培养基中三株菌细胞凋亡比较  73-74
    6.4.3 经乙酰左旋肉碱诱导后三株菌细胞活力比较  74-75
    6.4.4 经乙酰左旋肉碱诱导后三株菌细胞凋亡比较  75
    6.4.5 氮源限制条件下三株菌六个关键酶活力比较  75-76
  6.5 本章小结  76-77
7 总结与展望  77-79
  7.1 主要结论  77
  7.2 后续研究展望  77-79
参考文献  79-84
作者简历  84
研究生阶段取得的主要学术成果  84

蛋白酶A敲除对工业啤酒酵母生理代谢和发酵的影响

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