溶氧量对酿酒酵母及其工程菌的β-苯乙醇合成代谢的影响及调控效应

来源：中国食品学报杂志2016年第8期北京时间：

作者：王成涛; 梁婧如; 尹胜; 周娣; 孙宝国; 赵吉兴

单位：王成涛; 梁婧如; 尹胜; 周娣; 孙宝国; 赵吉兴北京工商大学北京食品营养与人类健康高精尖创新中心;北京市食品添加剂工程技术研究中心食品质量与安全北京实验室;山东中惠食品有限公司;,

摘要：目的:研究溶氧量对酿酒酵母S288C及工程菌ARO8-10的β-苯乙醇合成代谢的影响及调控效应。方法:在5 L发酵罐中装液量60%,控制p H 5.0,温度30℃,通气比0.5～2.0 vvm,定时取样检测发酵液生物量、β-苯乙醇、L-苯丙氨酸转化率以及菌体相关代谢酶活性等。结果:通气条件在0.5～2.0 vvm范围时,野生型菌株S288C的生物量、异柠檬酸脱氢酶(ICDH)酶活力明显高于转氨酶基因ARO8与脱羧酶基因ARO10耦合过表达工程菌ARO8-10;ARO8-10的β-苯乙醇发酵产量、L-苯丙氨酸转氨酶、苯丙酮酸脱羧酶、G6PD、GK及PDC酶活力均明显高于S288C(P≤0.01)。在1.0 vvm通气条件发酵60 h时,ARO8-10的发酵液中葡萄糖已基本用尽,β-苯乙醇产量达到2.68 g/L,L-苯丙氨酸转化率达到47.3%,较S288C分别提高了44.4%和12.4%。1.0 vvm为β-苯乙醇发酵较适宜的通气条件。结论 :酿酒酵母的β-苯乙醇代谢与艾利希途径、莽草酸途径、EMP、PPP途径TCA循环等密切相关,构成其合成代谢网络,代谢途经多种酶相互影响;ARO8和ARO10基因耦合过表达,增强了L-苯丙氨酸氨基转移酶和苯丙酮脱羧酶活力,有利于提高G6PD、GK及PDC酶活力,β-苯乙醇代谢流量及产量。

关键词：酿酒酵母;β-苯乙醇合成代谢调控;溶氧量;关键酶活力;代谢流量

基金资助：国家自然科学基金项目(31571801); 北京市自然科学基金项目(5122008); 北京市科技计划项目(Z151100001215008); 科技创新服务能力建设-科技成果转化-提升计划项目(PXM2016-014213-000034)项目