啤酒酵母基因工程菌种的构建方法研究现状与应用.docx

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啤酒酵母基因工程菌种的构建方法研究现状与应用

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于洪梅

摘?要：啤酒酵母的质量控制决定了啤酒的质量，基因工程育种技术具有定向性，可以对啤酒酵母进行育种、改良及风味改进。利用基因工程技术，在不改变酵母原有特性的基础上，能赋予酵母新的特性。可以有效利用麦芽汁中的营养物质，降低不利的副产物生成量，改良发酵性能等。该文简述基因工程育种的主要方法及在啤酒酵母育种中的应用情况。

关键词：啤酒酵母?基因工程?育种?菌种

：TS262?????????????：A：1672-3791（2020）12（c）-0044-03

ResearchStatusandApplicationofGeneticallyEngineeredStrainsofBeerYeast

YU?Hongmei

（ChangchunVocationalInstituteofTechnology，Changchun，JilinProvince，130033?China）

Abstract：Thegeneticengineeringbreedingtechnologyisdirectionalandcanbeusedtobreedandimprovethebeeryeastandmaketheflavorofbeeryeastbetter.Usinggeneticengineeringtechnology，theyeastcanbegivennewcharacteristicswithoutchangingtheoriginalcharacteristicsoftheyeast.Thisarticlebrieflydescribesthemainmethodsofgeneticengineeringbreedinganditsapplicationinbeeryeastbreeding.

KeyWords：Beeryeast;Geneticengineering;Breeding;Strain

酵母是一种单细胞真菌微生物，已知的种类约有56属500多种[1]。啤酒酵母是啤酒酿造的灵魂，啤酒的风味主要由啤酒酵母代谢产生的风味物质综合形成，风味稳定性是啤酒最重要的质量指标之一[2]，啤酒酵母的质量控制决定了啤酒的质量[3]。因此，选育性能优良的啤酒酵母，是啤酒生产企业长期而艰巨的任务。微生物育种的方法有很多，随着DNA重组技术的发展，啤酒酵母的定向育种迅速发展起来。基因工程技术包括杂交、细胞融合、稀有交配、转化、突变、DNA重组技术等，近年来，多株Lager酵母菌株陆续完成了全基因组测序，为探索不同类型Lager酵母起源提供了基因组学基礎[4]。利用基因工程技术，可以对啤酒酵母进行育种、改良及风味改进。该文主要介绍基因工程菌种的构建方法及在啤酒酵母育种方面的应用。

1?基因工程技术

基因工程技术也称为DNA重组技术，是从生物体内提取出一定的DNA或人工合成DNA，把它和作为载体的质粒或噬菌体在体外重组，再转移到另一生物体内，从而改变生物的遗传性状。基因工程技术包括4个步骤：目的基因的获取;载体与工具酶的选择;DNA体外重组;外源基因的无性繁殖和表达。基因敲除技术又称基因打靶技术，将构建的打靶载体导入靶细胞后，通过载体DNA序列和靶细胞染色体的同源序列进行重组，将靶细胞基因组上的某一确定片段置换，使特定基因失活或缺失，从而改变细胞遗传特性[5]。

2?基因工程技术在啤酒酵母育种的应用

2.1有效利用糊精

糖化过程中形成的高分子糊精不能被酵母利用，而葡萄糖苷酶能将其水解为葡萄糖，将葡萄糖苷酶的基因引入酵母中，可以有效利用麦芽汁中的糊精，改善啤酒的过滤性能，提高啤酒的发酵度。葡萄糖苷酶由同源基因STA1（DEX1）、STA2（DEX2）、STA3（DEX3）控制，能水解β-1，4糖苷键和β-1，6糖苷键，使糊精转化为葡萄糖。有报道显示克隆葡萄糖苷酶的酵母能水解麦芽汁中70%的糊精。

2.2分解β-葡聚糖

β-葡聚糖的黏度很高，不利于麦芽汁和啤酒的过滤性能以及啤酒的风味稳定性。β-葡聚糖酶可以水解β-1，4和β-1，3葡萄糖苷键，将β-葡聚糖降解，从而降低醪液的黏度。含有细胞外β-葡聚糖基因的酵母能降解β-葡聚糖，改善啤酒的过滤性能。Meaden.P.G和PentJIia.M分别克隆了枯草芽孢杆菌和真菌的葡聚糖基因，并获得了具有葡聚糖分解能力的酵母，从而解决葡聚糖引起的浑浊问题。

2.3降低双乙酰的生成量

双乙酰是啤酒发酵的副产物，对啤酒风味的影响