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《江南大学》 2008年
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絮凝性酿酒酵母基因工程菌的构建与发酵

王付转  
【摘要】: 本研究的目的是采用遗传改良技术,使酿酒酵母絮凝基因FLO1在发酵性能优良的工业酿酒酵母中表达,得到絮凝重组工业酿酒酵母菌株,以利于在酒精发酵末期利用酵母自身的絮凝沉降能力从醪液中分离细胞,节约酒精生产的能源成本。研究内容如下:把酿酒酵母絮凝基因FLO1接入表达载体pYX212,构建重组质粒pYX-FLO并转化酿酒酵母W303-1A,得到絮凝重组酿酒酵母W303-1A F4;在质粒pYX-FLO中接入筛选标记G418抗性基因kanMX表达盒,构建重组质粒pYX-FLO-kan转化工业酿酒酵母ZWA46,得到絮凝重组工业酿酒酵母ZWA46-F2;利用絮凝重组菌ZWA46-F2进行细胞回用反复分批发酵及连续发酵等生产酒精的工艺研究;以及对絮凝基因FLO1编码产物酵母胞壁蛋白Flo1p进行研究。主要研究结果如下: 1.重组酿酒酵母W303-1A F4的絮凝值达到70 %且絮凝能力传代稳定;在培养基初始pH 2.5-7.0范围内,重组菌W303-1A F4絮凝能力变化不大;重组菌W303-1A F4在细胞生长稳定期前期启动絮凝,其絮凝的启动和葡萄糖耗竭非耦联。实验结果证明可以通过启动子TPI控制絮凝基因FLO1表达的遗传操作方法获得絮凝重组酿酒酵母W303-1A F4,为基因FLO1在工业酿酒酵母中的表达奠定了研究基础。 2.工业酿酒酵母絮凝基因工程菌Ay-F12的絮凝值达到80 %而且具有良好的传代稳定性能。在初始pH 3.5-5.5范围内,其絮凝性能没有明显变化,但对其酒精生产能力有较大的影响。重组菌Ay-F12在细胞生长稳定期前期启动絮凝,其絮凝的启动和葡萄糖耗竭呈非耦联关系。5 L发酵罐实验表明,重组菌Ay-F12和野生菌Angel yeast的发酵过程变化规律基本一致,但前者较后者的发酵周期稍有延迟(6 h)。重组菌Ay-F12的酒精产量最高达到8.1 % (v/v),酒精对葡萄糖的转化率达到其理论转化率的84.5 %。 3.重组菌Ay-F12在30至40℃的温度条件下,能保持较好的酒精发酵能力。在30-50℃温度范围内,菌体细胞的絮凝能力基本一致。重组菌Ay-F12在较高温度条件下,既能保持较好的酒精发酵性能,又具有良好的絮凝能力。 4.絮凝重组工业酿酒酵母ZWA46-F2的絮凝能力达到95 %且絮凝传代稳定;在培养基初始pH 2.5-6.0范围内,重组菌ZWA46-F2的絮凝性能没有明显变化,但对其酒精生产能力有较大的影响;重组菌ZWA46-F2在细胞生长稳定期前期启动絮凝,其絮凝的启动和葡萄糖耗竭呈非耦联关系;在30-50℃温度范围内,菌体细胞的絮凝能力基本一致。 5. 5 L发酵罐实验表明,重组菌ZWA46-F2和野生菌ZWA46的葡萄糖消耗、生物量、pH值和酒精浓度等过程参数的变化规律基本一致,但前者较后者的发酵周期稍有延迟(3 h)。重组菌ZWA46-F2的酒精产量最高达到8.6 % (v/v),乙醇对葡萄糖的转化率达到其理论转化率的89.8 %,和野生菌株相同。 6.絮凝重组工业酿酒酵母ZWA46-F2的细胞回用反复分批发酵共进行了26批次,结果表明,第6批次的发酵强度达到最大值2.27 g/l h,比第一批次普通分批发酵提高了78.7 %。酒精浓度在第11和12批次时达到最大值9.0 % (v/v),此时糖转化率为0.50 g/g。当细胞回用至22批次时,发酵强度为1.26 g/l h,和第一批次相当,随后逐渐下降,因此,重组菌ZWA46-F2反复分批发酵的细胞回用次数以22批次为宜。 7.利用絮凝重组工业酿酒酵母ZWA46-F2进行连续发酵,发酵强度最大值达到3.82 g/l h;重组菌ZWA46-F2单级连续发酵耦合细胞回用反复分批发酵,即把重组菌经5批细胞回用反复分批发酵后再进行单级连续发酵,发酵强度进一步得到提高,最大值达到5.82 g/l h。 8.四种发酵工艺的结果表明,单级连续发酵的酒精发酵强度是普通分批发酵的3倍,单级连续发酵耦合细胞回用反复分批发酵的发酵强度是细胞回用反复分批发酵的2.6倍,说明酒精生产的连续发酵工艺明显优于分批发酵。且单级连续发酵耦合细胞回用反复分批发酵的发酵强度比单级连续发酵提高了52.4 %,表明利用单级连续发酵耦合细胞回用反复分批发酵的工艺,可以达到高产率和高得率的酒精生产目标。 9.分离纯化得到絮凝重组酿酒酵母W303-1A F4的胞壁蛋白Flo1p,并进行Western blot分析,表明絮凝蛋白Flo1p分子量大小约200 kDa左右;考察了来自S. cerevisiae W303-1A的絮凝蛋白Flo1p的特征,该蛋白活性受甘露糖抑制,而不受葡萄糖、麦芽糖、蔗糖及半乳糖抑制,实验表明,S. cerevisiae W303-1A的胞壁絮凝蛋白Flo1p属于典型的Flo1型。胞壁絮凝蛋白Flo1p N端活性区域研究表明,第196至209个氨基酸是Flo1p结合甘露糖的活性区域;第210至240个氨基酸,不是该蛋白与甘露糖结合的活性区域,但是该区域对絮凝蛋白Flo1p与甘露糖结合的活性有一定影响。
【学位授予单位】:江南大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TS261.11

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘永强,刘德华,马志国,苏琼;反复分批发酵法制备甘油过程中的影响因素[J];化工学报;2002年11期
2 秦金来,白凤武,冯朴荪,谢健,李宁;粟酒裂殖酵母絮凝颗粒均匀悬浮体系酒精生成动力学[J];化工学报;1995年01期
3 张君,刘德华;世界燃料酒精工业发展现状与展望[J];酿酒科技;2004年05期
4 谭天伟,王芳,邓利;能源生物技术[J];生物加工过程;2003年01期
5 王滨,张国政,路福平,杜连祥;浓醪酒精发酵酵母菌的选育[J];天津轻工业学院学报;2001年03期
6 刘小琳,贺鹏,卢大军,沈安,江宁;絮凝选择载体的构建及β葡萄糖苷酶基因在酿酒酵母中的表达[J];生物工程学报;2005年01期
7 徐铁军,赵心清,周友超,白凤武;自絮凝酵母SPSC01在组合反应器系统中酒精连续发酵的研究[J];生物工程学报;2005年01期
8 胡纯铿,白凤武,安利佳;絮凝特性对自絮凝颗粒酵母耐酒精能力的影响及作用机制[J];生物工程学报;2005年01期
9 黄宇彤 ,伍松陵 ,杜连祥;玉米酒精超高浓度发酵工艺条件的优化[J];食品工业科技;2002年08期
10 靳艳,白凤武,冯朴荪,何秀良;融合株SPSC发酵生产酒精的工艺研究 Ⅰ.絮凝速率、发酵过程的最适温度和pH值[J];微生物学报;1996年02期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 肖厚荣,金闻博,查正根,王晓葵,宋扬,沈司勤,孙发政;胰蛋白酶固定化新工艺研究[J];安庆师范学院学报(自然科学版);1996年02期
2 谭锋,易欣欣;酵母细胞固定化的研究[J];北京农学院学报;1996年02期
3 马家津,吕跃钢;以菊芋为原料利用固定化酶和细胞两步法发酵生产乙醇[J];北京工商大学学报(自然科学版);2004年06期
4 杜晓燕,马文科,许春向;化学量传感器 第五讲 生物传感器 三 微生物传感器(一)[J];传感器技术;1993年01期
5 罗志腾,蔡守宏,刘美侠;固定化微生物厌氧膨胀床在污水处理中的应用[J];城市环境与城市生态;1990年02期
6 罗志腾,刘义,林荣忱,刘美侠;固定化微生物厌氧移动床──好氧法处理偶氮染料废水[J];城市环境与城市生态;1996年03期
7 安庆大,周玉俐,陈海昌;新型材料固定化细胞及其优化条件[J];大连轻工业学院学报;2000年02期
8 徐长君;;油田采出水絮凝菌的筛选及絮凝性研究[J];大庆师范学院学报;2006年02期
9 于家波,陈海鹰,胡仁其,夏春镗,李全芝;分子筛固定化葡萄糖淀粉酶的制备[J];复旦学报(自然科学版);1999年06期
10 张永奎;周礼;陈晓;李万全;徐绍霞;;MBF-33絮凝特性研究[J];环境科学与技术;2006年10期
中国重要会议论文全文数据库 前4条
1 曹海龙;周正;李曙光;白雪芳;杜昱光;;一种理想的能源植物——菊芋[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集(一)[C];2007年
2 郑怀礼;彭德军;黄小红;谭红芳;;聚铁絮凝剂中铁的形态表征方法研究进展[A];中国环境科学学会2006年学术年会优秀论文集(中卷)[C];2006年
3 匡钰;朱德明;韩志萍;;挤压膨化在木薯酒精发酵中的应用分析[A];中国热带作物学会2007年学术年会论文集[C];2007年
4 贾立娜;张栩;谭天伟;;葡萄糖对莱茵衣藻的产氢影响研究[A];2005年中国生物质能技术与可持续发展研讨会论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李胜;生物质燃料乙醇企业循环经济模式研究[D];中国农业大学;2005年
2 孟宪伟;纳米颗粒增强的葡萄糖生物传感器[D];四川大学;2001年
3 罗权舟;整体柱材料的制备及其在生物分离分析中的应用[D];中国科学院研究生院(大连化学物理研究所);2002年
4 王燕;米曲霉氨基酰化酶的固定化及其拆分N-乙酰-DL-苯甘氨酸的研究[D];天津大学;2003年
5 王兰;高产海藻糖菌种选育及生产工艺的研究[D];天津科技大学;2002年
6 黄宇彤;酒精浓醪发酵菌种选育及发酵条件的优化[D];天津科技大学;2002年
7 丁良;固定化酶活性的表面微区分析与研究[D];河北大学;2003年
8 艾志录;橄榄绿链霉菌E-86木聚糖酶的固定化及低聚木糖制备研究[D];中国农业大学;2004年
9 胡纯铿;自絮凝颗粒酵母耐酒精机制研究[D];大连理工大学;2003年
10 湛雪辉;微生物絮凝剂MBFXH的制备及其性能研究[D];中南大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 吴帅;酵母菌株与发酵度对低浓啤酒风味的影响[D];山东农业大学;2004年
2 严正;废糟液全循环条件下自絮凝颗粒酵母酒精发酵系统运行稳定性考察及过程物质积累的研究[D];大连理工大学;2005年
3 杨丽萍;外生菌根真菌土生空团菌液体培养条件及其营养生理的研究[D];内蒙古农业大学;2002年
4 孜力汗;废液全循环工艺中有机酸积累对自絮凝颗粒酵母酒精连续发酵影响的研究[D];大连理工大学;2002年
5 王滨;高浓度酒精发酵酵母菌株选育的研究[D];天津轻工业学院;2000年
6 叶向库;用挤压膨化脱胚玉米生产酒精的试验研究[D];东北农业大学;2001年
7 苏新清;固定化酶的载体聚丙烯酸和PF凝胶的研究[D];河北大学;2001年
8 李赛;医用高分子材料表面光固定生物分子的研究[D];四川大学;2001年
9 徐运华;用于测定胆固醇含量的荧光式光纤生物传感器研制及应用研究[D];武汉理工大学;2002年
10 李雪;秸秆固态发酵酒精的研究[D];中国农业大学;2002年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 尚玉新,周广麒;凝集型酵母X的酒精发酵和分类学研究[J];大连轻工业学院学报;1994年01期
2 杨艳,卢滇楠,李春,曹竹安;面向21世纪的生物能源[J];化工进展;2002年05期
3 白凤武,冯朴荪;气升式生物反应器中培养液-絮凝细胞颗粒-空气三相系统气含率的研究[J];化工学报;1992年03期
4 秦金来,白凤武,冯朴荪,谢健,李宁;粟酒裂殖酵母絮凝颗粒均匀悬浮体系酒精生成动力学[J];化工学报;1995年01期
5 黄良军,唐军,蔡水洪,叶勤;玉米浆浓度对甘油发酵的影响及动力学[J];化工学报;2001年01期
6 刘永强,刘德华,马志国,苏琼;反复分批发酵法制备甘油过程中的影响因素[J];化工学报;2002年11期
7 王江龙,孜力汗,白凤武;絮凝酵母SPSC01酒精连续发酵并联产酵母工艺过程[J];化工学报;2004年06期
8 谢涛;方慧英;诸葛健;;磷源对产甘油假丝酵母发酵生产甘油的影响及动力学分析[J];化工学报;2005年12期
9 白凤武,冯朴荪;气升环流生物反应器放大过程[J];化学工程;1993年05期
10 魏炜,张洪渊,戴森,樊林;酸性蛋白酶的性质及其在白酒酿造中的作用[J];酿酒科技;1997年06期
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1 王浩月;葛向阳;钱和;;利用米曲霉和酿酒酵母高效转化大豆糖浆为酒精[J];生物技术;2008年02期
2 史戈峰,莫湘筠;酒精发酵过程中酿酒酵母海藻糖代谢的研究[J];酿酒科技;2000年03期
3 于玲;杜金华;王秀菊;尹强;;酿酒酵母对柠檬酸的耐性研究[J];食品工业科技;2008年06期
4 史戈峰;莫湘筠;;酵母酒精发酵性能及海藻糖代谢[J];无锡轻工大学学报;1999年05期
5 郭亭;梁达奉;鲍晓明;;工业酿酒酵母木糖代谢途径的建立及酒精发酵初步研究[J];甘蔗糖业;2007年03期
6 史戈峰,莫湘筠;酒精发酵过程中酿酒酵母海藻糖代谢的研究[J];食品与发酵工业;1999年05期
7 张梁,石贵阳,王正祥,章克昌;利用蜜二糖的重组酿酒酵母的构建[J];食品研究与开发;2005年04期
8 程超;韩北忠;陈晶瑜;李双石;李筝;;本土葡萄酒酿酒酵母发酵性能的比较[J];中国酿造;2008年17期
9 尹淑媛;戴卫国;许辉宗;王建华;;薯干粉间歇式酒精发酵动力学研究[J];四川大学学报(工程科学版);1991年02期
10 李春玲;张宁;李杰;孙长征;;酿酒酵母在纤维素酒精发酵中的应用[J];酿酒;2010年03期
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1 侯进;沈煜;鲍晓明;;利用木糖酿酒酵母重组菌株辅酶工程改造的初步研究[A];2006中国微生物学会第九次全国会员代表大会暨学术年会论文摘要集[C];2006年
2 周峻岗;祁庆生;王鹏;;酿酒酵母糖基化过程基因工程改造[A];中国资源生物技术与糖工程学术研讨会论文集[C];2005年
3 王艳尊;高媛媛;施巧琴;吴松刚;黄建忠;;酿酒酵母YS2-△adh2-△ald6突变株的构建及hxt1基因的过表达[A];华东六省一市生物化学与分子生物学会2009年学术交流会论文摘要汇编[C];2009年
4 何才姑;江澍;朴英杰;;人自噬基因hATG12在酿酒酵母自噬过程中的作用[A];2007年中国解剖学会第十届全国组织学与胚胎学青年学术研讨会论文摘要汇编[C];2007年
5 黄祖新;薛亮;罗招城;陈由强;叶冰莹;陈如凯;;海藻酸钠-PVA固定化酿酒酵母制备工艺的优化[A];华东六省一市生物化学与分子生物学会2008年学术交流会论文摘要汇编[C];2008年
6 王颖;史文龙;刘向勇;沈煜;鲍晓明;白凤武;曲音波;;木糖代谢工程在酿酒酵母工业菌株中的建立[A];代谢工程和工业生物技术研讨会论文集[C];2004年
7 张桂敏;曾毓芳;陈雅兰;屠俊;马立新;;rDNA介导的酿酒酵母稳定表达载体的构建和应用研究[A];2006中国微生物学会第九次全国会员代表大会暨学术年会论文摘要集[C];2006年
8 鲍晓明;沈煜;;纤维乙醇全糖发酵酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)工程菌的研究与开发[A];2008年中国微生物学会学术年会论文摘要集[C];2008年
9 郭晓贤;宋浩雷;江贤章;黄建忠;;ADH2等位基因缺失的酿酒酵母杂合子的构建[A];华东六省一市生物化学与分子生物学学会2006年学术交流会论文集[C];2006年
10 徐燕;田宝玉;施巧琴;吴松刚;黄建忠;;黑曲霉IME-216产木聚糖酶的条件优化及基因在酿酒酵母中高效表达[A];华东六省一市生物化学与分子生物学会2009年学术交流会论文摘要汇编[C];2009年
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1 记者 陈江;我区甘蔗糖蜜酒精发酵技术获突破[N];广西日报;2011年
2 治;酿酒酵母部分蛋白组图谱公布[N];医药经济报;2002年
3 王菹;生科咋制醋[N];河南科技报;2006年
4 临城县农业区划办 张保建 临城镇成人技术学校 王建霞;枣醋的酿制技术[N];河北科技报;2007年
5 徐铮奎;美国加快开发出新型“保健饮品”[N];中国医药报;2009年
6 ;枣醋加工制作技术[N];山东科技报;2009年
7 刘国信;生料糖化米醋加工简法[N];河北科技报;2007年
8 方文;加工芦柑果醋[N];福建科技报;2004年
9 王晓曼;苹果醋[N];河南科技报;2006年
10 本报记者 肖树臣;“天冠”开发“绿色油田”[N];工人日报;2008年
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1 阳辛凤;多基因转化构建重组工业酿酒酵母及其在木薯酒精发酵中的应用研究[D];海南大学;2011年
2 池小琴;酿酒酵母海藻糖代谢工程与抗逆性相关机制研究[D];浙江大学;2010年
3 李新鸣;WEB2基因在酿酒酵母S期检查点调控机制中的作用[D];中国医科大学;2002年
4 于立权;白念珠菌CaPTC6和CaHXT5基因及酿酒酵母ScATP16基因的功能研究[D];天津大学;2010年
5 孙平楠;酵母表达鲑鱼降钙素基因载体的构建及相关研究[D];中国海洋大学;2007年
6 郭娜;呋喃喹啉类生物碱白鲜碱体外抗真菌活性及作用机制研究[D];吉林大学;2009年
7 刘滨;鲽形目鱼类生长激素基因的克隆及牙鲆生长激素在酿酒酵母中的表达研究[D];中国海洋大学;2008年
8 闫智慧;白念珠菌和酿酒酵母菌与TOR信号传导相关的基因功能鉴定[D];天津大学;2009年
9 李炳志;酵母对纤维素乙醇生产中的抑制剂响应的系统生物学研究[D];天津大学;2010年
10 李莉莉;酿酒酵母耐性机理的代谢组学研究[D];华南理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 任立伟;纤维质酒精发酵的菌种选育及发酵条件的研究[D];吉林农业大学;2003年
2 刘丽丽;酿酒酵母1450产孢培养基的筛选及单倍体的分离[D];西北农林科技大学;2008年
3 薛军侠;酿酒酵母的筛选鉴定及耐受性初步研究[D];西北农林科技大学;2007年
4 何培彦;酿酒酵母亲株无损伤融合子的构建和RAPD鉴定[D];浙江大学;2006年
5 彭帅;电融合法构建海藻糖高产菌株的研究[D];吉林农业大学;2004年
6 刘敏;酵母基微生物絮凝剂性能及作用机制研究[D];重庆大学;2009年
7 吴昊;詹氏甲烷球菌NifH1和酿酒酵母Ndl1的克隆、表达、纯化及初步晶体学分析[D];中国科学技术大学;2011年
8 方伟辉;大豆糖蜜分离及低聚糖生物纯化的研究[D];江南大学;2004年
9 罗松年;低剂量镉诱导酵母细胞氧化损伤的机理研究[D];兰州大学;2006年
10 蒋维;肠道病毒71型病毒样颗粒的制备、纯化与鉴定[D];北京工业大学;2010年
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