[01459097]蜂蜜酿酒酵母的分离鉴定及其高糖胁迫反应研究

酒精浓醪发酵,又称高浓度酒精发酵,是指发酵液的起始糖度达到270g/L以上,乙醇产量达到15%（V/V）以上的发酵,具有设备利用率高、能耗低等优点,在啤酒、白酒、黄酒、燃料酒精等行业中,备受青睐,前景广阔。酒精浓醪发酵过程中,发酵醪液渗透压较高,引起酵母细胞内水分活度、细胞质组成发生显著变化,细胞膜和菌体内的酶受到破坏,导致酵母的生长和发酵受到抑制。性能优异的酵母菌是酒精发酵的先决条件,也是发酵调控的核心因素。高糖是酒精发酵醪液中高渗的重要原因之一,耐高糖的酵母虽已有研究,但菌株可耐受糖浓度多在400g/L以下,可耐受400g/L以上糖浓度的酵母菌甚为少见,且耐受高糖的机理尚且不清。因此,耐受高糖的酵母菌株选育甚为必要,酵母耐受高糖的原因和机理仍需进一步探讨和解析。 本研究从自然发酵的陈旧蜂蜜中筛选获得了耐高糖酵母菌,进行了生理生化分析和基于核糖体 26S rDNA D1/D2 基因区序列分析的种属鉴定,为酒精浓醪发酵和更多优良性状的菌株选育提供了条件。在此基础上,一方面开展了所得菌株对营养物质利用、抗逆性能以及高糖胁迫应激特性分析等研究,并采用高通量测序技术,进行了比较转录组分析,为深入开展酵母耐高糖机制奠定了基础;另一方面,将筛得菌种应用于低糖型客家黄酒、黑糯米酒、料酒、海藻糖等发酵,为该菌株的工艺化应用奠定了基础。本项目成果具有重要意义和广阔的应用前景。 本项目的主要创新性在于： （1）从自然发酵的陈旧蜂蜜样品中分离筛选获得了可耐受700g/L糖浓度的产酒精酵母,利用核糖体 26S rDNA D1/D2 基因区序列测序和系统发育分析,鉴定其为蜂蜜接合酵母,并择优在中国典型培养物保藏中心保藏2株（LGL-1、LGL-2）,为优良发酵微生物选育和酵母耐受高糖机制研究提供了菌株。 （2）在生理生化水平系统研究了所得蜂蜜接合酵母在不同浓度高糖胁迫条件下对酒精、温度、酸碱性等的耐受性,以及胞内氧化酶等活性的变化规律等,还采用基因组以及比较转录组分析,获得了诸多有益信息,为进一步在分子水平揭示酵母耐受高糖机理奠定了基础。 （3）应用所得蜂蜜接合酵母菌株,建立了具有自主知识产权的低糖型客家黄酒、黑糯米酒、料酒、海藻糖生物制造等的工艺,为该菌种的工业化应用提供支撑。 至今,本项目取得的主要成果：在中国典型培养物保藏中心保藏耐高糖酵母2株（Zygosacharomyces mellis LGL-1、Zygosacharomyces mellis LGL-2）;申请国家发明专利6件,其中已授权4件;发表论文9篇,其中SCI/EI收录5篇,中文核心期刊4篇;培养硕士研究生3名,本科毕业生15名;其中获校级优秀硕士学位论文2篇,优秀本科毕业论文1篇。