黄酒酿造中酿酒酵母HJ与黄曲霉Su-16的交互作用机制
批准号:
32072205
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
刘双平
依托单位:
学科分类:
食品微生物学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
刘双平
中文摘要
多菌种共酵是黄酒等中国传统酿造食品生产的核心技术。共酵微生物的交互作用对改善风味、提高工艺稳定性、降低食品安全风险等具有至关重要的作用。黄酒发酵过程传质传热均匀,是研究酿造微生物互作机制的优良体系。申请人发现黄酒酿造充分利用酿酒酵母HJ与黄曲霉Su-16的交互作用形成了独特而高效的边糖化边发酵工艺,两菌协调的交互作用是发酵成败的关键,但关于酿酒酵母HJ与黄曲霉Su-16交互作用形成机制的研究处于空白阶段,限制了生产工艺和产品品质的提升。因此,本项目在已获得酿酒酵母HJ与黄曲霉Su-16基因组注释结果的基础上,以发酵过程中的两菌交互作用机制为研究对象,通过分子生物学、生物信息学等手段从功能表型、代谢水平、转录水平和基因水平四个层面,深入阐明两菌共酵过程中功能互补、代谢互作和转录互作的形成机制并解析关键基因。预期成果对提高现代化黄酒品质和食品安全、深入理解酿造食品微生物共酵机理具有重要意义。
英文摘要
Multispecies co-fermentation is the core technology of Chinese traditional fermentation foods like huangjiu. Microbial interaction plays key roles in improving the flavor of fermentation foods, improving process stability, reducing safety risks and so on. Fermentation process of huangjiu with the characteristics of uniform heat and mass transfer, is an excellent system to study the microbial interaction mechanism in fermentation foods. We found that huangjiu fermentation technology makes full use of microbial interaction between Saccharomyces cerevisiae HJ and Aspergillus flavus Su-16, to create a unique and efficient process of simultaneous saccharification and fermentation. The coordinated interaction between S. cerevisiae HJ and A. flavus Su-16 is the key to a successful fermentation. However, the interaction mechanism of these two fungi is still in a blank stage, which limits the improvement of the fermentation process and product quality upgrading. Therefore, we have sequenced and annotated the de novo sequences of S. cerevisiae HJ and A. flavus Su-16, and plan to study the interaction mechanism between HJ and Su-16 during huangjiu fermentation in this project. The functional complementarity, metabolic interaction, transcriptional interaction and key genes of the two strains in their co-fermentation process will be elucidated through molecular biology and bioinformatics at four levels: functional phenotype, metabolic level, transcriptional level and gene level. The expected results will be of great significance for understanding the mechanisms of microbial co-fermentation in traditional fermentation foods, and also improving the quality and safety of huangjiu.
黄酒的酿造充分利用了S. cerevisiae HJ与A. flavu Su-16的交互作用,形成了独特而高效的边糖化边发酵工艺。本研究围绕S. cerevisiae HJ和A. flavu SU-16在共酵过程中的相互作用这一主要科学问题,通过分子生物学、生物信息学等手段,从功能表型、代谢水平、转录水平和基因水平四个层面深入阐明了两菌共酵过程中功能互补和代谢互作的形成机制并解析了关键基因。在证明菌株A. flavus SU-16安全性的同时,首次获得了世界首个酿造用菌株A. flavus SU-16的完整基因组序列,并从基因层面分析了其功能,证实了SU-16具有优异的糖化酶和液化酶活性。互作转录组测序和发酵实验的结果表明,共酵过程中A. flavus SU-16基本失去了转录活性,发挥作用的主要是A. flavus SU-16在熟麦曲中的代谢物,在A. flavu SU-16代谢物影响下,S. cerevisiae HJ基因组99%以上的基因都发生了转录表达,且76%以上的基因处于较高表达水平;SU-16代谢物能显著影响S. cerevisiae HJ中氨基酸和碳水化合物代谢相关基因的转录表达促进氨基酸转运蛋白及多数参与氨基酸分解代谢过程相关基因的表达,但明显抑制发酵过程中与氨基酸合成相关基因的转录水平。A. flavu SU-16代谢物能通过反馈调节抑制Harris途径和莽草酸途经中相关基因的表达水平,同时也能通过调节Ehrlich途径中杂醇合成关键基因的转录水平。通过非靶向代谢组学技术证明了A. flavus SU-16和S. cerevisiaeHJ的代谢分工,A. flavus SU-16在制曲过程中除大量分泌酶等大分子化合物之外,还为发酵过程提供了130种对黄酒风味物质具有潜在影响的化合物,而S. cerevisiae HJ在发酵过程中主要负责161种化合物的合成代谢。综上,项目对提高现代化黄酒品质和食品安全、深入理解酿造食品微生物共酵机理具有重要意义,也为共酵过程中关键化合物的调控提供了见解。
黄酒酵母中β-苯乙醇合成代谢调控机理解析
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批准号:31701593
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:24.0万元
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批准年份:2017
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负责人:刘双平
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依托单位:
国内基金
海外基金