CN101691544B - 一种酵母菌株及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种啤酒酵母菌株及其在啤酒发酵方面的应用。本发明所提供的啤酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)Z5，保藏编号为CGMCC No3218。选育方法如下：原始出发菌种→试管活化→离子注入诱变→激光诱变→麦汁琼脂平板初筛发酵栓复筛→传代稳定性试验→中试试验。是一株优良的啤酒酵母菌株，具有适应于啤酒厂的大生产的潜力。
Description
技术领域：
本发明属于酵母菌领域，特别涉及啤酒酵母菌株的选育和应用。
背景技术：
啤酒酵母是啤酒的命脉，它的优劣直接影响啤酒的质量。因此，啤酒酵母的分离选育工作至关重要，但要取得优良的菌种并将其长期使用却并非易事。尽管采用基因工程等技术手段构建某一指标突出的啤酒酵母菌种已经不是一件困难的工作，但是基于消费者对安全性的考虑，以及完全删除某个基因或者导入外源基因可能破坏酵母胞内的代谢平衡而影响啤酒发酵过程的指标平衡性特征的要求，所以国内外啤酒行业没有一家啤酒公司对外宣称其采用转基因酵母菌种生产啤酒，传统的(经典的)的诱变育种仍是大多数工业微生物育种最重要、最有效的技术。
离子注入育种技术作为一种新兴的交叉学科，是利用离子注入设备产生高能离子束，并注入生物体引起遗传物质的永久改变，然后从变异菌株中选育优良菌株的方法。离子束对生物体有能量沉积和质量沉积双重作用，从而使生物体产生死亡、自由基间接损伤、染色体重复、移位、倒位或使DNA分子断裂、碱基缺失等多种生物学效应，离子注入法育种对注入的离子种类、剂量的选择非常重要，H+、N+、Ar+离子是常用的诱变剂，其中N+最常用，用作遗传育种的低能离子能量一般在30～50keV，离子注入的剂量为1014～1017ion/cm2。可以获得高突变率，扩大突变谱，死亡率低，为筛选优良的突变型菌株提供了广阔的空间。
激光诱变具有能量密度高、比较集中、单色性和方向性好、诱变当代即可出现遗传性突变等特点，当用激光照射生物体时，激光的光、电磁场、热和压力等效应直接作用于染色体，可导致染色体发生畸变，当激光使染色体一处断裂或多处断裂后，在结合前发生了变化或断裂的染色体断片改变位置，再以新的格局结合起来，就会出现染色体结构、形态和数量上的变异，这些变化可通过细胞有丝分裂或减数分裂传到下一代，产生遗传效应，从而引起DNA分子产生突变。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题是提供一株新的酿酒酵母菌株及其在啤酒发酵方面的应用。
本发明所提供的酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)ZGFJ-12，该菌株保藏于中国普通微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCCNo，3218，保藏地址：北京市朝阳区大屯路，中国科学院微生物研究所，邮编100101。保藏日期2009年7月30日。
该菌株特点如下：
在显微镜下观察，该菌株的细胞为圆柱形，一端芽殖，大小为(5.1-9.4)*(1.8-2.5)微米；在固体培养基上，该菌菌落为淡黄色，表面光滑，湿润，边缘较整齐且中等偏大。
出发菌株为中国工业微生物菌种保藏中心的编号为CICC 31017的酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)。
本发明酵母菌株采用下述流程进行选育：
原始出发菌种→试管活化→离子注入诱变→激光诱变→麦汁琼脂平板初筛→发酵栓复筛→传代稳定性试验→中试试验
本发明先采用离子注入法对出发菌株进行诱变，诱变后进行单菌落培养，接着对选育出来的菌株继续对其激光诱变，以巩固其诱变效果，通过麦汁琼脂平板培养基初筛，最后通过发酵栓实验选育优良的酵母菌株，然后做传代实验，评价其遗传稳定性，并用气相色谱仪、离子色谱仪测定发酵液中的挥发性微量成份和有机酸的含量，最后进行实验效果的评价。
CGMCC No，3218菌株遗传稳定性结果表明，经过连续传代九次，各项性能指标都比较稳定，遗传性较好，性状没有回复，因此把Z5菌株作为选育得到的目的菌株。
将目的菌株CGMCC No，3218做中试实验，跟踪其各项具体性能指标，结果表明，与出发菌株相比，CGMCC No，3218酵母增值和死亡率均为正常。与出发菌株相比，CGMCC No，3218，酵母降糖和还原双乙酰能力比出发菌株强，CGMCC No，3218菌种的乙醛含量较低，与出发菌株相比降幅达到了36.35％；Z5酵母种子培养基采用常用麦芽汁培养基。
有益效果：
1)本研究采用离子注入法与氦氖激光联用技术选育啤酒酵母菌株，离子注入法正突变率高，诱变效果好，选育得到了优良菌株CGMCC No，3218突变菌株乙醛含量较低，降幅达到了36.35％；同时该菌株稳定遗传好，在连续九次传代过程中，性状没有回复，各项性能指标都正常。
2)生产实验跟踪的各项性能指标表明，该菌株代谢正常，降糖能力强，生产出来的清酒乙醛含量较低，口感品评方面与出发菌种相比，CGMCC No，3218菌株酒体更协调，口感较好，清爽，是一株优良的啤酒酵母菌株，具有适应于啤酒厂的大生产的潜力。
具体实施方式：
下面的实施例可以使本领域技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。
举例1：具体过程如下：首先在无菌条件下，取实验室保藏在试管斜面上的酿酒酵母菌一环，接入装有麦汁的20ml试管中进行活化，27℃、20h，然后取活化好的菌悬液进行稀释，将稀释的菌体悬液涂布于合适的无菌平皿上，尽量减少细胞重叠，置于离子注入机靶室中进行离子注入，输入能量选择30keV两个水平，注入剂量为7.0×1014ion/cm2，出发菌株作为对照，离子注入完成后，将菌体用无菌水洗脱，用生理盐水配成浓度105个/ml左右的悬浮菌 体液，各取100u l涂在13个麦汁琼脂平板上，进行单菌落筛选，接着将得到的单菌落做发酵栓实验。
将三角瓶灭菌后编号，然后加入300ml麦汁，接入上面平板上的单菌落，然后装上发酵栓，在12℃恒温培养箱培养8d，由于酵母利用麦汁中的营养物质，结果产生的CO2以气体的形式放出，每天定时摇瓶、称重一次，利用巴林氏公式将CO2失重换算成已经发酵的浸出物重量，即酵母细胞降糖的克数。
激光诱变选育
将离子注入诱变后筛选好的菌株，在无菌条件下，分别接于已编号8支装有麦汁的试管中，于28℃恒温恒湿培养箱中培养中20h。取上述活化的菌悬液分别通过离心机离心(时间5min，转速5000转)弃培养基，用生理盐水洗涤，同样的离心条件再分别收集菌体，然后用生理盐水配成浓度105个/ml左右的悬浮菌体，分别各取2ml于另外8支已编号的无菌试管中，用40min的He-Ne激光照射的酵母细胞，激光的输出功率为17mW，扩束直径3mm，照射方法为由试管底垂直向上照射，然后做发酵栓试验。选育得到本发明菌株。
本发明菌株在中国食品发酵工业院10吨中试生产线，采用通用啤酒生产工艺条件进行生产，结果表明，CGMCC No，3218突变菌株发酵啤酒乙醛含量较低，与出发菌株相比降幅达到了36.35％；同时该菌株稳定遗传好，在连续九次传代过程中，性状没有回复，各项性能指标都正常。酒体更协调，口感较好，清爽。
Claims (2)
1.一种酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)菌株ZGFJ-12，保藏编号为CGMCC No3218，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心。
2.根据权利要求1所述的酿酒酵母菌株在啤酒发酵方面的应用。
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