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食品与发酵工业  2020, Vol. 46 Issue (1): 36-42    DOI: 10.13995/j.cnki.11-1802/ts.022251
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醋酸菌对高产酯酿酒酵母酒精发酵及酯醇代谢的影响
张华东1,2, 郭学武1,2, 肖冬光1,2*
1(天津科技大学 生物工程学院,天津,300457)
2(工业发酵微生物教育部重点实验室,天津,300457)
Effect of acetic acid bacteria on alcohol fermentation and metabolism of high ester-producing Saccharomyces cerevisiae
ZHANG Huadong1,2, GUO Xuewu1,2, XIAO Dongguang1,2*
1(College of Bioengineering, Tianjin University of Science and Technology, Tianjin 300457,China)
2(Key Laboratory of Industrial Fermentation Microbiology, Ministry of Education, Tianjin 300457,China)
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摘要 将白酒生产中常见的1株醋酸菌(巴氏醋杆菌Acetobacter pasteurianus)与高产酯酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)进行混合发酵,研究醋酸菌对高产酯酿酒酵母酒精发酵及酯醇代谢的影响。保持高产酯酿酒酵母的接种量不变,向高粱汁培养基内添加不同浓度的醋酸菌菌悬液、醋酸菌发酵上清液,结果发现:醋酸菌菌悬液的添加量对高产酯酿酒酵母酒精发酵及酯醇代谢的影响不大。随着培养基内醋酸质量浓度的增加(0~6 g/L),高产酯酿酒酵母乙酸酯和高级醇产量逐渐降低,乙酸酯最多下降60%,高级醇最多下降50%,酒精发酵没有受到影响;当醋酸质量浓度为8 g/L时,高产酯酿酒酵母酒精发酵及酯醇代谢受到严重抑制,乙醇产量下降85%。在培养基初始醋酸质量浓度为6 g/L时,高产酯酿酒酵母共有394个基因转录水平上调,282个下调,这些差异基因主要富集在细胞膜的组成,其中高产酯酿酒酵母的次生代谢产物合成、碳代谢、三羧酸循环(tricarboxylic acid cycle, TCA)、氨基酸生物合成、糖酵解、氧化磷酸化、丙酮酸代谢等多条代谢途径受到影响。
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张华东
郭学武
肖冬光
关键词:  醋酸菌  酿酒酵母  乙酸酯  高级醇  转录组    
Abstract: To study the effects of acetic acid bacteria on alcohol fermentation and ester-alcohol metabolism of yeast, Acetobacter pasteurium, a common strain found in liquor production, was mixed with high ester-producing Saccharomyces cerevisiae. While keeping the inoculation amount of high ester-producing Saccharomyces cerevisiae unchanged, different amount of acetic acid bacteria suspension and acetic acid bacteria fermentation liquid were added to the sorghum juice medium. The results showed that the acetic acid bacteria suspension had little effect on alcohol fermentation and ester-alcohol metabolism. However, with increasing in the acetic acid concentration (0~6 g/L), the amount of acetate and higher alcohols decreased gradually, and alcohol fermentation remained unchanged. Specifically, the acetate and higher alcohols decreased by up to 60% and 50%, respectively. When the acetic acid concentration reached 8 g/L, the alcohol fermentation and ester-alcohol metabolism were severely inhibited, and ethanol production dropped by 85%. In addition, at the initial acetic acid concentration of 6 g/L, 394 genes were up-regulated and 282 genes were down-regulated in the high ester-producing Saccharomyces cerevisiae. These genes were mainly encoded for cell membrane components and physiological function, antibiotic synthesis, secondary metabolites synthesis, carbon metabolism, TCA cycle, amino acids synthesis and other metabolic pathways.
Key words:  acetic acid bacteria    Saccharomyces cerevisiae    acetate    higher alcohols    transcriptome
收稿日期:  2019-09-12                出版日期:  2020-01-15      发布日期:  2020-03-27      期的出版日期:  2020-01-15
基金资助: 国家重点研发计划(2016YFD0400500);国家自然科学基金项目(31471724);中国博士后科学基金面上项目(2017M611169);河北省博士后科研择优资助项目(B2018003031)
作者简介:  硕士研究生(肖冬光教授为通讯作者,E-mail:xiao99@tust.edu.cn)
引用本文:    
张华东,郭学武,肖冬光. 醋酸菌对高产酯酿酒酵母酒精发酵及酯醇代谢的影响[J]. 食品与发酵工业, 2020, 46(1): 36-42.
ZHANG Huadong,GUO Xuewu,XIAO Dongguang. Effect of acetic acid bacteria on alcohol fermentation and metabolism of high ester-producing Saccharomyces cerevisiae[J]. Food and Fermentation Industries, 2020, 46(1): 36-42.
链接本文:  
http://sf1970.cnif.cn/CN/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.022251  或          http://sf1970.cnif.cn/CN/Y2020/V46/I1/36
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