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酿酒微生物岗位在酿酒酵母硫化氢产生机制研究领域取得一系列进展 [2022/1/9 16:08:49]   来源:酿酒微生物岗 编辑:Admin 【字体:|】【打印:打印

 

 

  近日,酿酒微生物岗位在国际期刊《Food Microbiology》在线发表题为“Impact of serine and serine synthesis genes on H2S release in Saccharomyces cerevisiae during wine fermentation”的研究论文。博士生李莹为第一作者,刘延琳教授为通讯作者。在体系的支持下,酿酒微生物岗位在酿酒酵母硫化氢产生机制进行了多年研究,自2018年来,在《Food Microbiology》杂志相继发表3篇相关论文,这篇文章为该团队的最新研究进展。

 

  硫化氢(Hydrogen sulfide, H2S)是损害葡萄酒香气品质的一类主要污染物,主要由酒精发酵中酵母代谢产生,带来令人感到不愉悦的味道,如洋葱、橡胶和煮蔬菜气味等。自然界中天然存在不产、低产和高产H2S的酵母,然而不产H2S的酵母数量极少,且发酵表现不如商业酵母。基于此,刘延琳教授团队一方面致力于筛选不产H2S的本土优选菌株,以获得发酵表现优秀的不产H2S酵母,另一方面研究菌株产生H2S的调控机制,以期从工艺上减少现有商业酵母H2S产生。为此做了大量的研究工作,并取得了一系列进展。

 

  通过对本土菌株进行大量的筛选,对野生本土菌株的H2S产生情况做了研究,结果显示98%以上的菌株为中高产菌株,实验室据此获得4株不产和低产H2S菌株。根据获得的本土菌株资源,对已知H2S产生通路关键基因做了转录水平差异分析,首次利用多菌株,从基因转录水平揭示了菌株具有的硫代谢通路转录调控特点,结果表明MET17,HOM2, SER33, MET3, MET5,MET1MET10可能为菌株H2S产生差异的受转录调控的关键基因[1]。并通过对筛选得到的两株极端表型菌株进行转录组测序,得到了可能与H2S产生转录调控的新代谢通路,包括硫胺素合成代谢通路和NADPH合成和利用通路,为H2S产生转录调控机制提供了新的解释角度[2]。最新的进展根据前期研究结果中的丝氨酸低些通路,通过分别在胞内和胞外增加丝氨酸含量,发现丝氨酸合成基因SER33可能通过抑制S2-参与胞内含硫代谢产物的合成来控制H2S产生[3]。团队研究成果将为进一步实现生产中H2S的调控提供理论基础。

 

  [1] Wang, C., Liu, M., Li, Y., Zhang, Y., Yao, M., Qin, Y., Liu, Y., 2018. Hydrogen sulfide synthesis in native Saccharomyces cerevisiae strains during alcoholic fermentations. Food Microbiol. 70, 206-213. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.fm.2017.10.006.

 

  [2] Li, Y., Zhang, Y., Liu, M., Qin, Y., Liu, Y., 2019. Saccharomyces cerevisiae isolates with extreme hydrogen sulfide production showed different oxidative stress resistances responses during wine fermentation by RNA sequencing analysis. Food Microbiol. 79, 147-155.https://doi.org/10.1016/j.fm.2018.10.021.

 

  [3] Li, Y., Zhang,Y., Ye, D., Song, Y., Shi, J., Qin, Y., Liu, Y., 2022. Impact of serine and serine synthesis genes on H2S release in Saccharomyces cerevisiae during wine fermentation.Food Microbiol.103,103961. https://doi.org/10.1016/j.fm.2021.103961.