低产乙醛啤酒酵母的选育与研究

论文摘要

乙醛是啤酒羰基化合物中含量最高的醛类,占啤酒中总醛类物质的60%,啤酒中乙醛的阈值为10mg/L,含量过高会给啤酒带来恶劣的青草味,并会缩短啤酒风味的保鲜期,甚至饮用后有致癌的副作用。乙醇脱氢酶2是乙醛代谢中的关键酶,它催化乙醇向乙醛的转化,降低乙醇脱氢酶2的活性可以控制成品啤酒中的乙醛含量。研究中对本实验室选育保藏的酵母菌株MI4进行了紫外诱变,对比了两种初筛方法,分别是仅采用希夫试剂法及采用甲吡唑抗性平板与希夫试剂法结合的方法,经复筛验证仅采用希夫试剂法的筛选率为44.8%,而甲吡唑抗性平板与希夫试剂结合法的筛选率为52.5%,经两种方法筛选最终分别得到一株乙醛含量降低幅度相对最大的酵母菌株(各命名为LA35及LA02)。通过三角瓶及EBC管发酵实验对两株突变菌进行生长性能、遗传稳定性及发酵性能及实际生产应用性的考察,结果证明通过甲吡唑抗性与希夫试剂法筛选得到的突变菌LA02发酵成品啤酒中乙醛含量由出发菌的16.77mg/L降低到3.02mg/L,降低幅度为82.0%, LA35发酵成品啤酒中乙醛为5.85mg/L,比出发菌降低了65.1%,两株菌的遗传稳定性均良好,且两株菌发酵液中的TBA值都有所降低,这对有助于提高啤酒的抗老化能力。LA35发酵速度最快但絮凝性不好,LA02絮凝性与出发菌相似,但发酵速度较慢。综合各项指标,两株突变株均基本满足发酵要求,具有一定的工业应用性。乙醇脱氢酶2(ADH2p)的活性与乙醛含量密切相关,本研究结果表明LA02的乙醇脱氢酶2活力最低(酶活244U)。LA35的ADH2p的氨基酸在12位FS,153位LS,174位VA发生了3个突变;而突变菌LA02的ADH2p在108位NV,167位ND,205位PT,298位ND,312位GI上发生了5个突变。推测可能由于LA02的乙醇脱氢酶的氨基酸突变点较多,致使酶的结构变化也相对较大,最终使表达的酶活力降低,乙醛生成量减少。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 啤酒工业发展
• 1.2 啤酒中重要风味物质---羰基化合物
• 1.3 啤酒中乙醛的产生及控制
• 1.3.1 啤酒中乙醛的生物途径来源
• 1.3.2 酵母中乙醇脱氢酶2 对乙醛含量的影响
• 1.3.3 控制啤酒中乙醛含量的措施
• 1.4 检测啤酒中乙醛的方法
• 1.4 立题背景及意义
• 1.5 研究思路及方法
• 1.5.1 研究思路
• 1.5.2 主要研究内容
• 第二章 材料与方法
• 2.1 实验材料
• 2.1.1 材料与试剂
• 2.1.2 主要仪器
• 2.2 主要实验和分析方法
• 2.2.1 主要实验方法
• 2.2.2 主要分析方法
• 第三章 结果与讨论
• 3.1 乙醛测定方法的优化
• 3.1.1 分光光度法
• 3.1.2 顶空气相色谱法
• 3.1.3 小结
• 3.2 低产乙醛啤酒酵母菌的筛选策略
• 3.3 初筛方法的建立
• 3.3.1 希夫试剂法
• 3.3.2 甲吡唑抗性平板+希夫试剂法
• 3.3.3 小结
• 3.4 低产乙醛啤酒酵母菌株的筛选
• 3.4.1 紫外诱变致死率
• 3.4.2 初筛
• 3.4.3 复筛
• 3.4.4 生长性能的对比
• 3.4.5 发酵性能试验
• 3.4.6 遗传稳定性试验
• 3.4.7 EBC 管发酵试验
• 3.4.8 小结
• 3.5 突变菌LA35、LA02 的乙醇脱氢酶2 活性的对比
• 3.6 突变菌LA35、LA02 的ADH2 基因分析
• 主要结论与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文