耐高温酵母的诱变筛选及生理生化特性研究
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耐高温酿酒酵母的选育及其在乙醇发酵生产中的应用齐显尼;甘雨满;王钦宏【摘要】酿酒酵母是乙醇发酵工业的生产菌株,增强菌株的耐温性可以减少乙醇生产中降温带来的成本等问题,保证工业发酵能在高温下正常进行.介绍了耐高温酿酒酵母的常用的和新兴的育种技术方法及主要进展,以及在以玉米、甘蔗、木薯及纤维素为原料的乙醇高温发酵生产中的应用,并讨论了耐高温酿酒酵母的选育工作的挑战和乙醇工业应用前景.【期刊名称】《生物产业技术》【年(卷),期】2018(000)004【总页数】6页(P84-89)【关键词】酿酒酵母;耐高温;育种;高温发酵;乙醇生产【作者】齐显尼;甘雨满;王钦宏【作者单位】中国科学院天津工业生物技术研究所,中国科学院系统微生物工程重点实验室,天津 300308;中国科学院天津工业生物技术研究所,中国科学院系统微生物工程重点实验室,天津 300308;中国科学院天津工业生物技术研究所,中国科学院系统微生物工程重点实验室,天津 300308【正文语种】中文酿酒酵母是被人类开发利用最早的,在酿酒工业、乙醇生产及食品工业等行业应用广泛的重要发酵微生物[1]。
但在工业生产过程中,酿酒酵母经常会面对多种环境因素的胁迫作用[2],包括高温、渗透压和乙醇胁迫等。
这些胁迫会诱导基因调节作用,会改变细胞的许多重要生理功能,从而影响生物转化过程的效率。
传统的酿酒酵母乙醇发酵的最适温度在28~33℃,一般不会超过35℃。
在我国南方及盛夏时的北方,气温常达到40℃以上(甚至45~50℃),这会严重抑制酵母菌的生长、代谢,进而影响产品质量和产量,阻碍乙醇工业发展。
另外,乙醇发酵生产过程为放热反应,在标准压力、标准温度下,乙醇的标准摩尔生成焓是-227.69kJ/mol,生产1t乙醇共释放1 728 260kJ热量,为维持酵母的最适生长温度(30℃)需要额外提供68.9t冷却水并配置相应的冷却设备。
升高发酵温度可以减少冷却水的使用,降低生产成本。
工程硕士硕士学位论文论文题目:黑根霉耐高温菌株选育及工艺优化作者姓名方从申指导教师王普教授学科专业制药工程所在学院药学院提交日期二零一二年五月Thesis Submitted to Zhejiang University of Technology for Master Degree of MedicineISOLATION OF HIGH TEMPERATURE STRAIN OF RHIZOPUS NIGRICANS AND PROCESSOPTIMIZATIONWritten byCongshen FangMajoring inPharmaceutical EngineeringSupervised byProfessor Pu WangMay,2012浙江工业大学学位论文原创性声明本人郑重声明:所提交的学位论文是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的研究成果。
除文中已经加以标注引用的内容外,本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果,也不含为获得浙江工业大学或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。
本人承担本声明的法律责任。
作者签名:日期:年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。
本人授权浙江工业大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
本学位论文属于1、保密□,在______年解密后适用本授权书。
2、不保密□。
(请在以上相应方框内打“√”)作者签名:日期:年月日导师签名:日期:年月日黑根霉耐高温菌株选育及工艺优化摘要黑根霉是目前发酵工业使用最多的微生物菌种之一。
黑根霉催化16α,17α-环氧孕甾酮的11α-羟基化反应,已成为当前甾体药物微生物转化的重要反应。
酵母诱变实验心得体验报告简介酵母诱变实验是一种常用的生物实验方法,通过使用化学物质或物理因素对酵母菌进行处理,从而引发其基因突变,为研究酵母菌基因功能和生理过程提供重要的材料。
本次实验我参与了酵母诱变实验,并在此分享我的实验心得和体验。
实验目的本次酵母诱变实验的目的是通过诱变酵母菌,筛选出具有特定特征或功能的突变体,探索其背后的基因修饰机制。
实验过程1. 酵母培养首先,我们需要准备酵母培养基。
将适量的酵母菌接种进含有营养成分的培养基中,使其在恶劣环境下繁殖,增加酵母菌突变的可能性。
2. 诱变处理接下来,我们使用特定的物质或物理因素对酵母菌进行处理,诱发其基因的突变。
本次实验中,我们选择使用化学物质进一步诱导酵母菌的突变。
3. 突变菌种筛选诱变处理后,我们将诱变后的酵母菌分成多个培养皿,用来筛选出具有特定特征或功能的突变体。
本次实验中,我们以菌落的形态和生长速率为筛选标准。
4. 突变体验证最后,我们将筛选得到的突变体进行验证。
通过进一步的实验和分析,确定突变体是否具有我们预期的特征或功能。
如果结果符合预期,那么我们就可以研究突变体背后的基因修饰机制了。
实验心得通过参与酵母诱变实验,我对基因突变和基因修饰机制有了更深入的了解。
以下是我从这次实验中得到的一些心得:1. 实验的技巧很重要酵母诱变实验中,每个步骤的操作都需要严谨和细心。
尤其在化学物质处理和培养过程中,如何保证实验的可重复性和准确性是非常关键的。
因此,熟悉实验步骤和掌握实验技巧是至关重要的。
2. 实验的合作和沟通也很重要在实验过程中,我们需要与组员和导师进行合作和沟通。
只有充分交流并互相协作,我们才能高效地完成实验任务。
同时,及时反馈实验进度和发现的问题,能够帮助团队快速找到解决方法。
3. 结果的解读和推理是关键实验结果的解读和推理是酵母诱变实验的重要环节。
在对突变体进行验证时,我们需要综合运用实验数据和理论知识,推测突变体背后的基因修饰机制。
安琪耐高温酿酒高活性干酵母在酒精浓醪发酵中的应用天津科技大学李志军王敏李家飚摘要使用安琪耐高温酿酒高活性干酵母,以玉米为原料生产酒精,通过在发酵过程中添加复合酶,采用边糖化边发酵工艺,从三角瓶小试,到5吨罐中试,取得了一定效果,最终残淀达1.33%,残总糖达到2.38%,残还原糖为0.21%,酒份达到13.6%。
同时证明了在稀醪条件下适当提高发酵温度可加快酵母的产酒,但在浓醪情况下,提高温度会增加乙醇对酵母的毒性,导致出酒率下降。
关键词:安琪、耐高温酿酒高活性干酵母、酒精、浓醪发酵、复合酶、边糖化边发酵、温度、营养、渗透压、毒性。
Abstract High active dry brewing yeast which resistant to high temperature was used in this paper. composite enzymeswere added to the fermentation solution during alcoholic fermentation based on maize and process of saccharification during fermentation was taken. Some results were acquired during the course of fermentation from little bottle to middle tin of 5 tons. The contents of remnant starch, total sugar, reducing sugar and alcohol were 1.33, 2.38, 0.21 and 13.6 percent respectively. Also the results were testified that increase of fermentation temperature could enhance the rate of alcohol production under the condition of common main fermentation mash, while lead to poisonous effect of ethanol on yeast and decrease the rate of alcohol production with high content of main fermentation mash.Key words: angel, high thermal resistance and active dry brewing yeast, high content of mainfermentation mash , alcohol, composite enzymes, temperature, nutrition, osmosis press, toxin 何为酒精浓醪发酵?即在酒精发生产过程中采用高浓度的醪液进行发酵。
微生物技术中的酵母菌研究酵母菌是一种常见的单细胞真核生物,广泛存在于自然界中。
作为一种重要的微生物,酵母菌在食品、发酵、酿酒等领域发挥着重要的作用。
随着科学技术的不断发展,酵母菌研究的范围也在不断扩大,其应用领域也在不断拓展。
本文将从酵母菌的特点、应用以及微生物技术中酵母菌的研究进展等方面进行探讨。
一、酵母菌的特点及应用酵母菌又称酵母状菌,是一种单细胞真核生物,具有许多独特的特点。
首先,酵母菌具有较强的耐酸碱性和高温耐受性,能够在酸性和碱性环境、高温条件下生存。
其次,酵母菌具有较高的生长速度和繁殖能力,可以在短时间内在适宜的环境中繁殖数倍甚至数十倍。
另外,酵母菌能够发酵多种物质,产生乳酸、醋酸、酒精、二氧化碳等物质,这些物质在食品、酿酒、饮料等行业中应用广泛。
同时,酵母菌还是人类常见的导致感染和疾病的致病菌之一,如念珠菌、酿酒酵母菌等,对人类的健康产生潜在的危害。
由于酵母菌的这些独特特点,它在各个领域中的应用十分广泛。
首先,在食品行业中,酵母菌广泛应用于面包、发酵食品、酸奶、醋等制品中,为其增添了更好的风味和口感。
其次,在饮料行业中,酵母菌有利于啤酒、葡萄酒、白酒等酒类的生产,不仅能够使其更具有特色,还能够为产业的发展注入新的生命力。
再者,在医药行业中,酵母菌被广泛用于抗生素、蛋白质分离和发酵产物的提取等过程中,为医疗事业做出了贡献。
二、酵母菌在微生物技术中的研究进展微生物技术是一门以微生物为研究对象的新兴技术,其中酵母菌的研究十分重要。
酵母菌通过在细胞内形成氧化还原循环来维持能量平衡,同时也可以在缺氧情况下,利用无机化合物代替氧气进一步生成能量。
随着微生物技术的不断发展,酵母菌的研究进展也在不断扩展。
目前,酵母菌的基因组已经被完整测序,人们可以通过分析其遗传信息来研究其分子生物学性质和代谢途径。
同时,研究人员还可以利用基因工程技术对酵母菌进行基因编辑和改造,以改善其僵硬性、生长速度等表型特征,进一步提高其在工业、医药等领域中的应用。
一、实验目的本实验旨在通过人工诱变的方法,提高菌株的特定生理活性或代谢产物产量,进而选育出具有优良性状的新菌株。
实验选取了某种微生物作为研究对象,通过物理或化学诱变手段,诱导其发生基因突变,并对突变株进行筛选和鉴定,最终获得具有较高代谢活性或产物产量的菌株。
二、实验材料与仪器1. 实验材料:- 微生物菌株:实验所用的微生物菌株为XXX,来源于XXXX。
- 诱变剂:实验中使用的诱变剂为XXXX,购买于XXXX公司。
- 培养基:实验所用的培养基为XXXX培养基,配方如下:- 蛋白胨:10g- 酵母提取物:5g- 氯化钠:5g- 琼脂:15-20g- 水:1000mL- 其他:无菌水、无菌操作台、恒温培养箱、显微镜、显微镜载物台、显微镜油镜等。
2. 实验仪器:- 紫外分光光度计- 高压蒸汽灭菌器- 高速离心机- 磁力搅拌器- 电子天平- 移液器- 培养皿- 离心管- 吸管三、实验方法1. 诱变处理:- 将菌株接种于XXXX培养基中,在恒温培养箱中培养至对数生长期。
- 将培养好的菌株用无菌水稀释至适宜浓度。
- 将稀释后的菌株均匀涂布于含有诱变剂的培养皿中。
- 将培养皿置于恒温培养箱中,根据实验设计进行不同时间的诱变处理。
- 处理结束后,将培养皿放入无菌操作台中,用无菌铲刀挑取适量突变株,接种于新的培养皿中,进行扩大培养。
2. 突变株筛选:- 对诱变后的菌株进行表型观察,记录突变株的形态、颜色、生长速度等特征。
- 对突变株进行生理生化特性测定,如酶活性、代谢产物产量等,筛选具有优良性状的突变株。
- 将筛选出的突变株进行分子生物学鉴定,如基因序列分析、DNA指纹图谱等,以确定突变株的遗传稳定性。
3. 诱变效果评价:- 对诱变前后的菌株进行对比分析,评价诱变处理的效果。
- 根据突变株的生理生化特性和分子生物学鉴定结果,确定诱变成功与否。
四、实验结果与分析1. 诱变处理效果:实验结果表明,诱变处理后的菌株出现了多种突变现象,如形态变异、颜色变化、生长速度变化等。