啤酒酵母抗氧化基因的挖掘
發(fā)布時(shí)間:2021-12-12 11:57
啤酒酵母作為啤酒釀造的靈魂,它本身所具有的抗氧化性能及其代謝所產(chǎn)生的內(nèi)源性抗老化物質(zhì)在控制啤酒老化、提高啤酒風(fēng)味穩(wěn)定性上占有重要的作用。目前對(duì)于啤酒酵母抗氧化性能的研究多局限于篩選高抗氧能力的菌株、氧脅迫下細(xì)胞應(yīng)激反應(yīng)和生理水平的變化等,從基因水平去探究啤酒酵母的抗氧化機(jī)制,可以為提高啤酒酵母的抗氧化性能提供新見解。本研究首先在原始啤酒酵母菌株P(guān)ilsner和其氧化誘變菌株10-9-0和12-7-0,及馴養(yǎng)后菌株10-9-1和12-7-1中選擇抗氧化性能最優(yōu)菌株12-7-1,重新命名為P-127。將P-127與原始菌株P(guān)ilsner進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組學(xué)與代謝組學(xué)的比較分析,篩選獲得了對(duì)啤酒酵母抗氧化能力有較大影響的差異基因及相關(guān)代謝途徑;選取部分差異基因進(jìn)行功能驗(yàn)證,為后續(xù)構(gòu)建抗氧化能力提升的啤酒酵母奠定基礎(chǔ)。論文主要研究結(jié)果如下:突變菌P-127相較于原始菌Pilsner對(duì)H2O2及熒光增白劑的抗性明顯提高,傳代發(fā)酵結(jié)果顯示P-127未改變?cè)季炅己玫陌l(fā)酵性能,且其發(fā)酵液抗老化相關(guān)指標(biāo)如DPPH清除率、TBA值、風(fēng)味保鮮值(RSV)和風(fēng)味穩(wěn)定值(...
【文章來源】:江南大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:59 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
啤酒酵母發(fā)酵過程中抗氧化壓力脅迫基因調(diào)控分析[25]
江南大學(xué)碩士學(xué)位論文6細(xì)胞活力被定義為細(xì)胞的生理能力,它代表著細(xì)胞在受到化學(xué)或者物理因素的壓力下,細(xì)胞不會(huì)直接死亡而是引起細(xì)胞的形態(tài)和代謝能力的變化。檢測(cè)細(xì)胞內(nèi)的ATP含量的方法可以準(zhǔn)確并實(shí)時(shí)了解細(xì)胞活力的變化。本論文中測(cè)定酵母細(xì)胞ATP的含量的方法利用熒光素-熒光素酶生物發(fā)光這一原理。如圖1-2所示,在有熒光素酶及ATP等物質(zhì)的環(huán)境下,熒光素產(chǎn)生化學(xué)發(fā)光,其發(fā)光強(qiáng)度可由酶標(biāo)儀檢測(cè)。當(dāng)熒光素和熒光素酶都過量時(shí),在一定范圍內(nèi),發(fā)光強(qiáng)度與ATP含量正相關(guān)。圖1-2基于熒光素酶檢測(cè)的胞內(nèi)ATP反應(yīng)[34]Fig.1-2IntracelluarATPReactionsBasedonLuciferaseAssayROS是指生物體內(nèi)與氧代謝相關(guān)的一種含氧自由基,以及非自由基形式的高活性中間產(chǎn)物。其性質(zhì)活潑,生物體內(nèi)代謝十分快速,且環(huán)境中存在諸多抗氧化物,使得檢測(cè)ROS較為困難。而熒光探針法憑借高靈敏度的優(yōu)點(diǎn),在ROS的研究中得到廣泛應(yīng)用。Dichlorofluorescindiacetate(DCFH-DA)為脂溶性的無熒光物質(zhì),因此可自由進(jìn)出細(xì)胞,細(xì)胞內(nèi)的酯酶可將其水解為水溶性DCFH,DCFH無法穿越細(xì)胞膜。過量的DCFH與胞內(nèi)ROS反應(yīng)生成具有強(qiáng)熒光的DCF(λex=488nm,λem=525nm),檢測(cè)胞內(nèi)DCF的熒光強(qiáng)度即可測(cè)定胞內(nèi)ROS含量。1.3.2啤酒發(fā)酵液風(fēng)味老化的評(píng)價(jià)方法啤酒的老化味主要是由長(zhǎng)鏈不飽和羰基化合物引起。在啤酒發(fā)酵過程中,抗氧化能力強(qiáng)的啤酒酵母菌株可以代謝產(chǎn)生較多的抗氧物質(zhì)用以去除老化前體物質(zhì)。硫代巴比妥酸(thiobarbituricacid,TBA)法常用于測(cè)定啤酒老化程度[35]。TBA值體現(xiàn)在麥汁中和啤酒釀造過程中,因高溫而發(fā)生的一系列美拉德反應(yīng)而產(chǎn)生的羰基類化合物的數(shù)量。TBA值與啤酒的風(fēng)味穩(wěn)定性相關(guān)性高[36]。該方法因啤酒老化而產(chǎn)生的二烯醛類羰基化合物與TBA發(fā)生絡(luò)合反應(yīng),使?
母的抗氧化機(jī)制、篩選獲得抗氧化基因等有重要的意義。1.5本論文的主要研究?jī)?nèi)容作為國家自然基金項(xiàng)目(No.31771963)的一部分,以及江蘇省研究生科研與實(shí)踐創(chuàng)新計(jì)劃項(xiàng)目(KYCX19_1868),本論文首先利用一株具有典型代表性的Lager型酵母Pilsner和以Pilsner為出發(fā)菌株篩選得到的一株高抗氧性能的Lager型酵母P-127,對(duì)兩株啤酒酵母菌株進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組學(xué)和代謝組學(xué)分析,獲得可能對(duì)啤酒酵母抗氧化性能影響較大的途徑及基因。對(duì)分析得到的基因進(jìn)行調(diào)控,通過測(cè)定一系列細(xì)胞生理指標(biāo)和傳代發(fā)酵指標(biāo)驗(yàn)證基因?qū)τ谄【平湍缚寡趸阅艿挠绊。圖1-3為本論文的研究思路及技術(shù)路線,其主要研究?jī)?nèi)容包括:圖1-3論文研究思路與技術(shù)路線Fig.1-3Frameworkandtechnicallineofthisthesis
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]高抗氧化活性lager型啤酒酵母選育[J]. 李磊,王金晶,鄭梅瑩,鄭飛云,鈕成拓,劉春鳳,李崎. 東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2019(08)
[2]代謝組學(xué)在乳酸菌研究中的應(yīng)用[J]. 楊慧,步雨珊,易華西. 天然產(chǎn)物研究與開發(fā). 2019(08)
[3]轉(zhuǎn)錄組測(cè)序技術(shù)的研究和應(yīng)用進(jìn)展[J]. 崔凱,吳偉偉,刁其玉. 生物技術(shù)通報(bào). 2019(07)
[4]Lager啤酒酵母RLM1基因調(diào)控對(duì)其抗自溶性能的影響[J]. 王金晶,李夢(mèng)琦,侯丹,許維娜,鄭飛云,劉春鳳,鈕成拓,李崎. 生物工程學(xué)報(bào). 2019(06)
[5]拉格啤酒酵母菌物種和株系的快速分子鑒定[J]. 邴健,白逢彥. 菌物學(xué)報(bào). 2018(11)
[6]內(nèi)源性氧化脅迫促進(jìn)釀酒酵母合成谷胱甘肽的潛在機(jī)制分析[J]. 王立梅,任清華,鄭麗雪,孫姜,齊斌,朱益波. 食品科學(xué). 2017(04)
[7]自由基對(duì)啤酒風(fēng)味老化的影響與控制分析[J]. 韓龍. 啤酒科技. 2014(07)
[8]純生啤酒與熟啤酒老化與抗老化水平的初步研究[J]. 沈瑤瑤,劉春鳳,李崎. 食品與生物技術(shù)學(xué)報(bào). 2013(07)
[9]頂空進(jìn)樣氣相色譜法檢測(cè)啤酒中乙醛[J]. 張媛媛,魏良鑫,佟婷婷,柳亞迪,王林祥,劉春鳳,李崎,顧國賢. 分析試驗(yàn)室. 2011(09)
[10]Changes of Reactive Oxygen Species and Related Enzymes in Mitochondria Respiratory Metabolism During the Ripening of Peach Fruit[J]. KAN Juan,WANG Hong-mei,JIN Chang-hai and XIE Hai-yan College of Food Science and Engineering,Yangzhou University,Yangzhou 225127,P.R.China. Agricultural Sciences in China. 2010(01)
博士論文
[1]利用反向代謝工程技術(shù)探究釀酒酵母氧化脅迫應(yīng)答機(jī)制[D]. 趙宏偉.中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015
[2]啤酒酵母自溶評(píng)價(jià)及機(jī)理研究[D]. 許維娜.江南大學(xué) 2014
[3]槲皮素抗疲勞作用及其相關(guān)機(jī)制的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 吳健全.中國人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院 2010
碩士論文
[1]基于細(xì)胞代謝組學(xué)的抗氧化活性評(píng)價(jià)方法的建立及應(yīng)用[D]. 王寧麗.蘭州大學(xué) 2016
[2]基于細(xì)胞壁多糖組成的壓力耐性啤酒酵母的選育[D]. 李欣兒.江南大學(xué) 2014
本文編號(hào):3536634
【文章來源】:江南大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:59 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
啤酒酵母發(fā)酵過程中抗氧化壓力脅迫基因調(diào)控分析[25]
江南大學(xué)碩士學(xué)位論文6細(xì)胞活力被定義為細(xì)胞的生理能力,它代表著細(xì)胞在受到化學(xué)或者物理因素的壓力下,細(xì)胞不會(huì)直接死亡而是引起細(xì)胞的形態(tài)和代謝能力的變化。檢測(cè)細(xì)胞內(nèi)的ATP含量的方法可以準(zhǔn)確并實(shí)時(shí)了解細(xì)胞活力的變化。本論文中測(cè)定酵母細(xì)胞ATP的含量的方法利用熒光素-熒光素酶生物發(fā)光這一原理。如圖1-2所示,在有熒光素酶及ATP等物質(zhì)的環(huán)境下,熒光素產(chǎn)生化學(xué)發(fā)光,其發(fā)光強(qiáng)度可由酶標(biāo)儀檢測(cè)。當(dāng)熒光素和熒光素酶都過量時(shí),在一定范圍內(nèi),發(fā)光強(qiáng)度與ATP含量正相關(guān)。圖1-2基于熒光素酶檢測(cè)的胞內(nèi)ATP反應(yīng)[34]Fig.1-2IntracelluarATPReactionsBasedonLuciferaseAssayROS是指生物體內(nèi)與氧代謝相關(guān)的一種含氧自由基,以及非自由基形式的高活性中間產(chǎn)物。其性質(zhì)活潑,生物體內(nèi)代謝十分快速,且環(huán)境中存在諸多抗氧化物,使得檢測(cè)ROS較為困難。而熒光探針法憑借高靈敏度的優(yōu)點(diǎn),在ROS的研究中得到廣泛應(yīng)用。Dichlorofluorescindiacetate(DCFH-DA)為脂溶性的無熒光物質(zhì),因此可自由進(jìn)出細(xì)胞,細(xì)胞內(nèi)的酯酶可將其水解為水溶性DCFH,DCFH無法穿越細(xì)胞膜。過量的DCFH與胞內(nèi)ROS反應(yīng)生成具有強(qiáng)熒光的DCF(λex=488nm,λem=525nm),檢測(cè)胞內(nèi)DCF的熒光強(qiáng)度即可測(cè)定胞內(nèi)ROS含量。1.3.2啤酒發(fā)酵液風(fēng)味老化的評(píng)價(jià)方法啤酒的老化味主要是由長(zhǎng)鏈不飽和羰基化合物引起。在啤酒發(fā)酵過程中,抗氧化能力強(qiáng)的啤酒酵母菌株可以代謝產(chǎn)生較多的抗氧物質(zhì)用以去除老化前體物質(zhì)。硫代巴比妥酸(thiobarbituricacid,TBA)法常用于測(cè)定啤酒老化程度[35]。TBA值體現(xiàn)在麥汁中和啤酒釀造過程中,因高溫而發(fā)生的一系列美拉德反應(yīng)而產(chǎn)生的羰基類化合物的數(shù)量。TBA值與啤酒的風(fēng)味穩(wěn)定性相關(guān)性高[36]。該方法因啤酒老化而產(chǎn)生的二烯醛類羰基化合物與TBA發(fā)生絡(luò)合反應(yīng),使?
母的抗氧化機(jī)制、篩選獲得抗氧化基因等有重要的意義。1.5本論文的主要研究?jī)?nèi)容作為國家自然基金項(xiàng)目(No.31771963)的一部分,以及江蘇省研究生科研與實(shí)踐創(chuàng)新計(jì)劃項(xiàng)目(KYCX19_1868),本論文首先利用一株具有典型代表性的Lager型酵母Pilsner和以Pilsner為出發(fā)菌株篩選得到的一株高抗氧性能的Lager型酵母P-127,對(duì)兩株啤酒酵母菌株進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組學(xué)和代謝組學(xué)分析,獲得可能對(duì)啤酒酵母抗氧化性能影響較大的途徑及基因。對(duì)分析得到的基因進(jìn)行調(diào)控,通過測(cè)定一系列細(xì)胞生理指標(biāo)和傳代發(fā)酵指標(biāo)驗(yàn)證基因?qū)τ谄【平湍缚寡趸阅艿挠绊。圖1-3為本論文的研究思路及技術(shù)路線,其主要研究?jī)?nèi)容包括:圖1-3論文研究思路與技術(shù)路線Fig.1-3Frameworkandtechnicallineofthisthesis
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]高抗氧化活性lager型啤酒酵母選育[J]. 李磊,王金晶,鄭梅瑩,鄭飛云,鈕成拓,劉春鳳,李崎. 東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2019(08)
[2]代謝組學(xué)在乳酸菌研究中的應(yīng)用[J]. 楊慧,步雨珊,易華西. 天然產(chǎn)物研究與開發(fā). 2019(08)
[3]轉(zhuǎn)錄組測(cè)序技術(shù)的研究和應(yīng)用進(jìn)展[J]. 崔凱,吳偉偉,刁其玉. 生物技術(shù)通報(bào). 2019(07)
[4]Lager啤酒酵母RLM1基因調(diào)控對(duì)其抗自溶性能的影響[J]. 王金晶,李夢(mèng)琦,侯丹,許維娜,鄭飛云,劉春鳳,鈕成拓,李崎. 生物工程學(xué)報(bào). 2019(06)
[5]拉格啤酒酵母菌物種和株系的快速分子鑒定[J]. 邴健,白逢彥. 菌物學(xué)報(bào). 2018(11)
[6]內(nèi)源性氧化脅迫促進(jìn)釀酒酵母合成谷胱甘肽的潛在機(jī)制分析[J]. 王立梅,任清華,鄭麗雪,孫姜,齊斌,朱益波. 食品科學(xué). 2017(04)
[7]自由基對(duì)啤酒風(fēng)味老化的影響與控制分析[J]. 韓龍. 啤酒科技. 2014(07)
[8]純生啤酒與熟啤酒老化與抗老化水平的初步研究[J]. 沈瑤瑤,劉春鳳,李崎. 食品與生物技術(shù)學(xué)報(bào). 2013(07)
[9]頂空進(jìn)樣氣相色譜法檢測(cè)啤酒中乙醛[J]. 張媛媛,魏良鑫,佟婷婷,柳亞迪,王林祥,劉春鳳,李崎,顧國賢. 分析試驗(yàn)室. 2011(09)
[10]Changes of Reactive Oxygen Species and Related Enzymes in Mitochondria Respiratory Metabolism During the Ripening of Peach Fruit[J]. KAN Juan,WANG Hong-mei,JIN Chang-hai and XIE Hai-yan College of Food Science and Engineering,Yangzhou University,Yangzhou 225127,P.R.China. Agricultural Sciences in China. 2010(01)
博士論文
[1]利用反向代謝工程技術(shù)探究釀酒酵母氧化脅迫應(yīng)答機(jī)制[D]. 趙宏偉.中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015
[2]啤酒酵母自溶評(píng)價(jià)及機(jī)理研究[D]. 許維娜.江南大學(xué) 2014
[3]槲皮素抗疲勞作用及其相關(guān)機(jī)制的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 吳健全.中國人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院 2010
碩士論文
[1]基于細(xì)胞代謝組學(xué)的抗氧化活性評(píng)價(jià)方法的建立及應(yīng)用[D]. 王寧麗.蘭州大學(xué) 2016
[2]基于細(xì)胞壁多糖組成的壓力耐性啤酒酵母的選育[D]. 李欣兒.江南大學(xué) 2014
本文編號(hào):3536634
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