生物工程 霞品研究与拜 Food Research And Development 2011年6月 第32卷第6期 l25==I 工业葡萄酒酵母的适应进化和工程菌构建策略 刘增然 (河北经贸大学生物科学与工程学院,河北石家庄050061) 摘要:葡萄酒发酵是一个复杂的动力学过程,发酵过程的多重胁迫作用影响酵母的生长和生存能力。因此,了解_T- 业葡萄酒酵母在持续营养缺乏环境下,如何进化和自然选择,如何利用遗传改变使细胞更易利用有限的营养物质是 非常重要的。本文概括了酵 ̄:(Saccharomyces cerevisiae)应激反应和适应进化的分子机理,总结了葡萄酒酵母的适应 进化构建研究,提出了可用于工业酵母开发的适应进化工程策略和今后的研究方向。 关键词:葡萄酒发酵;适应进化;酵母构建;应激反应 Adaptive Evolution and Engineering Strategies of Commercial Saccharomyces cerevisiae LIU Zeng-ran (Bioscience and Bioengineering College,Hebei University ofEconomics and Business,Shijiazhuang 050061,Hebei,China) Abstract:Wine fermentation is a dynamic and complex process in which the yeast cells are subjected to multiple stress conditions that could affect their growth and viability.Thus,it is particularly important to know how yeast evolves in a continuous,nutrient-limited environment,how natural selection favors their genetic change that gives cells greater access to limiting substrates.This review will provide an overview of the molecular mechanism of stress responses and adaptive evolution of yeast cells,summarize the development of the adaptive triggering methods that have potential to be used in commercial yeast improvement,and put forward some suggestions on what the research should focus on as well as the adaptive strategies for the development of commercial S. cerevisiae. Key words:wine fermentation;adaptive evolution;yeast development;stress response 工业酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)可用于 葡萄酒生产是一个复杂的生理生化过程,包括酵 许多工业生产,如酒精饮料、焙烤食品、生物燃料、蛋 母菌为主发酵菌的发酵,因此葡萄酒酵母(S. 白、维生素和风味物质等生产过程。众所周知它们是 cerevisiae)的生长代谢状态对葡萄酒质量起着至关重 在利于某些优良性状进化的条件下,经历长时间的适 要的作用。在葡萄酒发酵初始酵母受到高渗透和低pH 应进化和筛选获得。其基因组组成复杂,染色体数和 环境胁迫,随着发酵进行又受到乙醇和某些抑制物如 倍性多变Ⅲ;它们不但可以在各种培养介质上生长,耐 SO 、酵母嗜杀因子等的累积胁迫,最后经历二度生长, 受非常的环境条件;而且还获得了某些特定性能,如在 耗尽可发酵糖并进行氧化呼吸 。这些条件可促使酵 高糖果汁中快速生长、高产乙醇和耐受乙醇等优良 母细胞发生各种生理生化和形态变化,使生长停滞,导 性能。 致发酵迟缓。所以酵母必需能够在发酵过程中耐受这 些胁迫。目前广泛研究方向集中在阐明与应激反应和 基金项目:河北省优秀专家出国培训项目;河北省科学技术研究与发 展计划(10215518) 适应进化有关的分子机理。本文将总结葡萄酒酵母(S 作者简介:刘增然(1964一),女(汉),副教授,博士,研究方向:食品生 cerevisiae)的应激反应和工程菌的构建研究进展,提出 物技术。 用适应进化方法构建工程菌的策略,以利于工业葡萄 r◆ h● ● ◆● ◆'ll● The structures of triehoaurantianolides B,C and D,novel diterpenes 究.[J].食用菌,2009(4):73-76 from Tricholoma aurantiurn[J].Pergamon,1995,36(17):3035—3038 【7】李志军,黄芳,赵晨,等.蒽酮一比色法测定灰树花多糖条件的研 收稿日期:2010—10—24 —===126 刘增然:工业葡萄酒酵母的适应进化和工程菌构建策略 生物工程 酒酵母的菌种优化。 1胁迫应激反应 近年来,科研人员致力于研究葡萄酒酵母如何适 应葡萄酒发酵的苛刻条件。葡萄酒酵母的基因组表达 分析发现:在葡萄酒发酵过程中,有2 000多个基因的 表达受到影响,其中1 123个基因一直处于诱导表达状 态,直至发酵结束 I.223个基因是发酵应激基因(目 前28%的基因功能还不了解),其保持高水平诱导表 达。这些应激基因分别位于GAC1(包括5个基因)、 INO1(8个基因)、YOL047C(11个基因)、HXT6(63个 基因)、HAP1(37个基因)和SKN7(100个基因)基因簇 上 。它们呈高水平表达,且不同生长阶段呈不同调节 水平[51。最近,又发现34个实验室菌株没有的新基因, 根据慕尼黑蛋白序列信息中心数据库推断它们大部 分在葡萄酒发酵过程中参与葡萄酒主发酵q。已经证明 在葡萄酒发酵过程中,葡萄酒酵母的不同应激反应集 中在糖吸收、氮代谢、麦角甾醇合成、Vn,合成及感官性 能表达[3,7/。其中能量产生及与应激反应相关的基因呈 现最高表达嘲,并且其转录后水平调节起重要作用[8-ol。 相反,大部分麦角甾醇合成相关的基因表达水平降低, 以适应各种胁迫条件 叫。 大部分与环境适应相关的基因位于酵母染色体 着丝粒亚末端区[1l】,包括上面提到的34个新基因嘲。这 些基因多参与酵母的次生代谢,是细胞存活所必需的 基因。其中2O个基因所编码的蛋白可能参与碳源或氮 源的转运及代谢n。在葡萄酒发酵条件下,着丝粒亚末 端区的适应基因受到显著调节,进行诱导表达[31。这些 结果充分证明:工业葡萄酒酵母的大部分适应进化发 生在基因表达水平;而且细胞以高度协同的方式顺序 激活或抑制许多基因表达,并通过获得新基因来适应 长时间的葡萄酒发酵。 2适应进化机理 微生物通过进化增加其适合度来适应新环境,这 一过程为适应进化『121。酿酒酵母具有复杂的调节网络 来感觉、应答及适应环境的改变。但对葡萄酒生产中 酵母适应极端条件的机理及代谢途径的调节研究较 少I4l。目前已经建立了~些酵母适应工业生产环境的 分子机理模式,它们是种间杂交、染色体重排、基因水 平转移和染色体更新(近亲交配)。 2.1种间杂交 Saccharomyces sensu stricto群中不同种可以形成 杂交种以适应工业生产环境胁迫,这是最引人注目的 适应进化机理 。一般认为形成多倍体尤其是异源多 倍体是促进酵母遗传多样及适应进化的重要因素。已 经证明巴斯德酵母(s.pastorianus)是S.cerev ̄iae和贝 酵母(s.bayanus)杂交形成的部分异源四倍体『141;典型 性贝酵母的核基因组来自S.cerevisiae和S.bayanust 。 最近又发现来自葡萄汁和苹果汁发酵物的酵母是S. cerevisiae与葡萄汁酵母(s.uvarum)或库德里阿兹威酵 母(S.kudriavzevii)的二杂交种或三者杂交的三杂交 种u6_删。遗传分析表明杂交种的基因组结构具有很大 可变性㈣;其在葡萄酒发酵的强选择压力下,易于发生 广泛的染色体重排,包括染色体丢失和嵌合㈣。 与亲本相比,杂交种对特定环境的适应性差,但 其获得的有利性状使它们更易适应多变的环境条 件 ;而且杂交种获得了双亲的生理特性,如S cerevisiae的乙醇或糖耐受性、奇异酵母( paradox ̄) 的低温耐受性及s bayanus高产芳香化合物的特性 。 在某些情况下,不同种间的杂交种不仅适合度提高,而 且还获得一些独特性能。因此,种间杂交可能在现有 种的进化中起重要作用,作为非DNA重组方法在葡萄 酒酵母的遗传改进方面具有很大潜力。 2.2染色体重排 葡萄酒酵母染色体的重排能力强,可以迅速适应 环境的改变[623-241。染色体重排包括缺失、重复、插入、倒 置、转座和易位。葡萄酒酵母的转座现象非常普遍,常 常发生在同源染色体相同位置的序列间,用以修复染 色体断裂。大部分转座由同源Ty的长臂区或着丝粒 亚末端的Y’元件重组介导P-5- ̄I。葡萄酒酵母的硫抗性基 因SSU1一R是VIII号染色体和XVI染色体之间相互转 座形成的刚。某些位于着丝粒亚末端的基因家族如5 、 MAL、RTM、MEL也起源于着丝粒亚末端重复元件的异 位转座,使酵母菌株的生理生化性能得到改进[281。已经 确认FLOll基因的适应进化包括在FLOll基因启动子 的抑制区发生缺失突变,在编码区的串联重复中心重 排 。还证明用于工业燃料乙醇生产的酿酒酵母适应 菌株的SNO2/SNZ2和SNO3/SNZ3基因(参与vB 和VB6的 生物合成)拷贝数比普通酿酒酵母多,使酵母可以在缺 少VB6和高糖的介质中更好的生长[3Ol。 葡萄酒酵母的适应进化还包括整体染色体重 排 ”,大部分整体染色体重排发生在种间杂交之后的 非整倍体间 。在酵母的进化过程中染色体重排可能 是高频发生事件【llJ’转座和大片段重复是酵母基因组 进化的主要推动力『33j。 2.3基因水平转移 自然界中,不同微生物间基因水平转移非常普 生物工程 刘增然:工业葡萄酒酵母的适应进化和工程菌构建策略 127遍,是物种进化的推动力。如某些不同地域的葡萄酒 酵母基因组携带S.kudriavzevii的DNA片段、 cerevisiae的DNA片段渗入S para ̄ox125基因组 。这些 现象表明酵母属Saccharomyces serlsll stricto的种间杂 -- 得,一是高浓度S0 耐受 ,另一个是高浓度铜离子耐 受 。目前已用群体交配、适应进化、富集筛选成功构 建一些酵母菌株(表1)。获得的优良性状集中表现在 乙醇耐受的优化,木糖利用能力的获得,甘油过表达和 麦芽糖利用的促进。而且,酵母基因工程菌进一步在 选择条件下进行恒化培养或一系列分批培养经历长 期进化,使菌株发酵性能进一步优化(表1 o我们也对 利用淀粉的酿酒酵母基因工程菌进行紫外诱变和麦 芽三糖培养介质的适应进化筛选,获得利用淀粉和麦 芽三糖的适应菌株fj81。这充分证明进化工程策略可以 交可能也导基因水平转移㈣。葡萄酒酵母的某些基因 不仅来自Saccharomyces sensu stricto群的不同种,而且 还来自某些细菌。葡萄酒酵母S cerevisiae的URA 1(编 码乳清酸核苷一5’一单磷酸脱羧酶)和BDS1(编码芳基 硫酸酯酶)基因是细菌起源[35-36],可能分别来自乳酸菌 和慢生根瘤菌家族的 一变形菌 。最近Novo等悯发现 了葡萄酒酵母和葡萄酒发酵的主要污染菌一拜耳接 合酵母Zygosaccharomyces bailii(其在葡萄酒发酵过程 与基因工程策略互补,获得性能更优良的菌株。 当微生物连续处于营养缺乏的环境中,自然选择 利于细胞获得更有效利用性底物的遗传变化。如 在葡萄糖受限的条件下,获得的适应突变子的突变基 因都参与葡萄糖信号途径~葡萄糖转导途径或蛋白 中生命力非常强)间的基因转移。所以基因转移是酵 母多样性的一个重要原因,可能在酵母适应葡萄酒发 酵生态环境中起重要作用。 2.4染色体更新(近亲交配) 激酶A信号途径[391。而且,已经证明在氮源受的条 件下连续培养可以获得低氮条件下发酵能力高的菌 株。因此,可以认为适应进化技术是构建葡萄酒酵母 染色体更新的假说由Mortimer等137]首次用于解释 葡萄酒酵母的遗传改变。他们认为野生葡萄酒酵母可 能经历基因组改变,导致大量杂合二倍体变为纯合二 倍体,并取代原来的杂合二倍体。已经发现某些工业 酵母菌株是纯合子 。在葡萄酒发酵过程中,大量杂合 二倍体菌株经历染色体更新并被高适合度的纯合二 倍体菌株取代I】 。可以认为具有优良葡萄酒发酵性能 的纯合酵母菌株是新菌株育种中具有很高价值的菌种。 3适应酵母构建 3.1适应进化工程 新菌株的有效工具,可以使其酿酒性能及风味物质分 布更适合特定的葡萄酒生产的需要。 3.2菌株构建策略 已经证明在葡萄酒发酵体系中,早期应激诱导获 得的基因可被后面的应激反应所用,利于后面的胁迫 应激嘲;功能基因组技术揭示了酵母细胞对各种胁迫条 件的适应机理;进化研究已经证明大规模群体培养可 以使细胞快速适应环境条件;而且,进化突变子筛选技 术的进步和小样品无菌处理的自动化提高了传统适 应进化方法(如连续稀释富集和恒化培养)的处理量; 许多技术可用于构建具有期望性状的酵母菌株, 包括克隆选择、杂交、诱变和代谢工程策略,它们各有 优缺点;基于自然变异和选择来获得期望表型的适应 进化方法也可用于改进酵母的多胁迫耐受性能。工业 用葡萄酒酵母的两个性状是通过适应和自然选择获 进化群体可以冷冻保存,便于对比分析。这些条件促 进新型葡萄酒酵母的构建研究。 酵母进化工程策略依赖不同种群体交配或诱变 使其产生不同遗传背景的群体,并在选择压下经发酵 表1适应进化酵母菌构建策略 Table 1 Strategies used t0 construct adaptive yeast strains -==l 28 刘增然:工业葡萄酒酵母的适应进化和工程菌构建策略 生物工程 罐恒化培养或系列分批培养富集培养物,细胞繁殖成 百上千代。最后用生长速度或与参考基因型(如实验 群体原种)的竞争能力作为适应筛选指标选择目的菌 株 (图1 o我们用工业葡萄酒酵母经诱变处理,以高 葡萄糖、高盐浓度作为选择压进行富集培养,成功的构 的菌株没有人为引入外源基因和抗性基因,不会引起 消费者反感。所以,适应进化菌株更适合葡萄酒酿造, 也是葡萄酒酵母菌株优化的方向。 已经证明酵母的适应进化发生在基因表达水平, 碳、氮和甾醇代谢相关的基因表达水平的差异及应激 建低产乙醇的葡萄酒酵母。 g、\ / 霭…养豢 }恒化培养 i 图1适应酵母菌株构建的步骤 Fig.1 The general procedure of constructing an adaptive wine yeast strain 构建新菌株的关键点是亲本菌株筛选、适应推动 力选择和新菌株发酵性能确定。为了获得足够的遗传 突变株并获得期望性状,需要施加一定的选择压。许 多类型选择压已成功引发酿酒酵母的适应进化,并获 得期望性状。选择压力可以采用特定胁迫因子,如高 渗透、特定糖的培养介质、温度或限定性营养物如葡萄 糖的竞争。 4结论 葡萄酒工业面临新的挑战。市场竞争更加激烈, 消费者需求不断提高,生产环境可持续性越来越引起 注意。一般认为葡萄酒的感官质量和风格主要取决于 葡萄酒酵母菌株的发酵特性。葡萄酒酵母新菌株的构 建可改善葡萄酒的发酵性能、加工效率、储存性能和感 官质量,为葡萄酒生产企业提供更多机会。许多方法 可以用于构建这样的酵母菌株,其中包括杂交、诱变、 基因工程方法。但一般认为转基因对人类健康、安全 和环境构成潜在威胁,部分消费者难以接受转基因食 品。虽然官方已经批准2株酵母菌(面包酵母和酿酒酵 母)用于食品饮料生产,但转基因酵母仍未用于大规模 工业生产。并且转基因食品饮料生产必须通过安全评 估,包装标签必须标明转基因。而基于自然适应筛选 反应差异导致不同菌株的发酵性能差异 ,所以可以 认为施加选择压的适应进化是通过遗传改变获得具 有期望优良性状的突变株,达到基因工程改造的目的。 与基因工程方法相比,适应筛选方法获得的适应菌株 生存能力更强,遗传改变可能发生在多基因、多代谢途 径。因此可以解决基因工程菌在大规模生产阶段退化、 生长缓慢等普遍存在的问题。但是,细胞整体代谢网 络及各代谢途径间的相互连接机理,目前还不完全了 解。因此,将来的研究工作应集中在葡萄酒发酵过程 中调节回路和中心代谢途径的代谢流调节研究,以利 于适应进化选择压的选择及菌株的进一步发酵优化。 进一步在基因水平探究营养缺乏或富裕与适应进化 之间的关系,尤其是对发酵应激基因的影响,以促进适 应进化酿酒酵母菌株的构建。而且,基因水平转移作 为t ̄rDNA的进化工程方法值得研究,可以尝试将多菌 株共同培养促使酵母菌获得其它菌包括非酵母菌的 有利性状表达基因,目前还未见非酵母与酵母之间共 培养的研究报道。 考虑到酵母细胞在葡萄酒酿造中所受的应激作 用不同,葡萄酒品种不同则风格不同,开发出满足葡萄 酒酿造的各种情况的全能菌株不太可能。因此,不同 菌株可以针对满足不同目的和风味要求,采用酵母组 合发酵的策略获得优质葡萄酒。 参考文献: [1】Lucena BT,Silva-Filho Eh,Coimbra MR et a1.Chromosome instability in industiral strains of Saccharomyces cerevisiae hatch cultivated underlaboratoryconditionsⅡ】.GeneticsandMolecularResearch,2007, 6(4):1072—1084 【2】Mitchell A,Romano GH,Groisman B,et a1.Adaptive prediction of enviornmental changes by microorganisms[J].Nature,2009,460 (7252):220-224 【3】Rossignol Dulau L,Julien A,et a1.Genome-wide monitoring of wine yeast gene expression during lacoholic fermentation『J].Yeast, 2003,20(16):1369-1385 【4]Marks V D,He Sui S J,Erasmus D,et a1.Dynamics of the yeast transcriptome during wine fermentation reveals a novel fermentation stress response[J].FEMS Yeast Research,2008,8(1):35—52 [5 Var5]ela C,C6rdenas J,Melo F,et a1.Quantitative analysis of wine yeast gene expression profiles under winemaking conditions[J】. Yeast,2005,22f5):369—383 【6】Novo M,Bigeya F,Beynea E,et a1.Eukaryote-to-eukaryote gene 生物工程 刘增然:工业葡萄酒酵母的适应进化和工程菌构建策略 l 29=:I transfer events revealed by the genome sequence of the wine yeast cwzevii[J].International Journal of Food Microbiology,2007,1 l6(1): l1—18 Saccharomyces cerevisiae EC I 1 1 8[J].The Pmceedings of the National Aeademy ofSciences(US),2009,106(38):16333-16338 [7]Pizarro F J,Jewett M C,Nielsen J,et a1.Growth temperature exeas differentil physiaological and transefiptional responses in laboratory 【22】Masneuf I,Hansen J,Groth C,et a1.New hybrids between Saccha- romyces sensu stricto yeast species found among wine and cider pm— duetion strains【J1.Applied and Environmental Microbiology,1998, 64(1 01:3887—3892 [23】Bidenne C,Blondin B,Dequin S,et a1.Analysis of the chromosomal and wine strains of Saccharomyces cerevisiae L玎.Applied and Environmental Microbiologe,2008,74(20):6358-6368 [8】Jona G,Choder M,Gileadi 0.Glucose starvation induces a drstaic reduction in the rates of both transcription and degradation of mRNA DNA polymorphism of wine strains of Saccharomyces cemvisiae『JJ. Current Genetics,1992,22(1):1-7 in yeast[J].Biochimica et Biophysica Aeta.2000.1491(1/3):37—48 【24]Rachidi N,Ban'e P,Blondin B.Multiple Ty-mediated chromosomal [9】Greatrix BW,van Vuuren H J J.Expression of the HXT13,HXT15 nad HXT17 genes in Saccharomyces cerevisiae and stabilization of the HXT1 gene transcript by sugar-induced osmotic stress[J]. Current Genetics,2006,49f4):205-217 【lO1 Fraser H B,Moses A M,Schadt E E.Evidence for widespread adaptive evolution of gene expression in budding yeast[J】.The Proceedings of the National Academ)r of Sciences(us),2o10,107 (7):2977—2982 f 1 1]Liti G,Louis E J.Yeast evolution and comparative genomics[J]. Annual Review of Microbiology,2005,59:135-153 【12】Hegreness M,Kishony R Analysis of genetic systems using experimental evolution and whole-genome sequencing【J】.Genome Biology,2007,8(1):201 [13】Pretorius I S.Tailoring wine yeast for the new millennium:novel approaches to the ancient art of winemaking[J].Yeast,2000,16(8): 675—729 [14】Mortimer R K.Evolution and variation of the yeast(Saccharomyces) genome[J].Genome Research,2000,lOf4):403-409 [15】De Barros L M,Bellon J R,Shirley N J,et a1.Evidence for multiple interspeeiifc hybridization in Saecharomyces SeHSU stircto species[J]. FEMS Yeast Research,20o2,l㈤:323-331 [1 6】Naumova E S,Naumov G I,Masneuf-Pomar ̄de I,et a1.Moleculra genetic study of introgression between Saccharomyces bayanus and cerev ̄iae[J].Yeast,2005,22(1 4):1099-1 l】5 【17】Bradbury J E,Richards K D,Niederer H A,et a1.A homozygous diploid subset of commercial wine yeast strains【J].Antonie van Leeuwenhoek,2006,89(1):27—37 【l8】Lopandi6 K,Gangl H,Wallner E,et a1.Genetically different wine yeasts isolated from Austiran vine-growing regions influence wine aroma differently and contain putative hybrids between Saccharomyces cerevisiae and Saccharomyces kudriavzevii[J].FEMS Yeast Research,2007,7(6):953-965 【19】Sipiczki M.Interspecies hybridization and ercombination in&"c — romyces wine yeasts[J].FEMS Yeast Research,2008,8(7):996- 1007 【20]Belloeh C,Perez-Torrado R,Gonzalez S S,et a1.Chimeric genomes of natural hybrids of Saccharomyces cerevisiae and Saccharomyces kudrim,zevii O1.Applied and Environmental Microbiology,2009,75 (8):2534—2544 【21】Gonzrlez S S,Gallo L,Climent M D,et a1.Enologieal eharaeteriza— tion of natural hybrids from Saccharomyees cerevisiae and kudri- translocations lead to karyotype changes in a wine strain of Saceharomyces cerevisiae[J].Moleculra and General Genetics, Molecular and Generla Genetics,1999,261(4/5):841—850 [25】Kupiec M,Petes T D.Allelic and ectopic recombination between Ty elements in yesat[J}.eGnetics,1988,l19(3):549—559 【261 Casaregola S,Nguyen HV,Lepingle A,et a1.A family of laboratory strains of Saccharomyces cerevisiae early rearrangements involving chromosomes I and III[J].Yeast,1998,14(6):55 1-564 【27]P6rez-O ̄in J E,AQuerol A,Puig S,et a1.Molecular characterization of a chromosomal rearrangement involved in the adaptive evolution ofyeast strains[J].Genome Research,2002,12(10):1533-1539 [28】Ness F,Aide M.RTMI:A member of a new family of telomeric repeated genes in yeast[J].Genetics,1995,140(3):945—956 【29】Fidalgo M,Barrales R R.Ibeas J I,et a1.Adaptive evolution by mutations in the FLO1 1 gene【J].The Proceedings of the National Academy ofSciences(US),2006,103(30):1 1228—11233 【30】Stambuk BU,Dunn B,Alves SL Jr,et a1.Industrial fuel ethanol yeasts contian adaptive copy number changes in genes involved in vitamin Bl and B6 biosynthesis【JJ.Genome Research,2009,1 9(12): 2271—2278 【3 l】Infante J J,Dombek K M,Rebordinos L,et a1.Genome-wide amplifications caused by chromosomal rearrangements play a major role in the adaptive evolution of natural yeast[J】.Geneticvs,2003, 165f4):1745-1759 [32】Dunn B,Shedock G.Reconstruction of the genome origins and evolution of the hybrid lager yeast Saccharomyces pastorianta ̄[J1. Genetievs,Research,2008,18(10):1610—1623 [33]Koszul R,Dujon B,Fischer G.Stability of large segmentla duplications in the yeast genome[J].Geneticvs,2006,172(4):221 1- 2222 【34]Litf G,Barton D B,Louis E J.Sequence diversity,reproductive isolation and species concepts in Saccharomyces[J].Genetievs, 2O06.174(2):839—850 【35】Gojkovie Z,Knecht W,Zameitat E,et a1.Horizontal gene transfer promoted evolution of the ability to propagate under anaerobic conditions in yeasts【J].Moleculra Genetics and Genomics,2004, 271(41:387-393 [36】Hall C,Brachat S,Dietirch F S.Contirbution of horizontal gene transfer to the evolution of Saccharomyces cemvisiae[J].Eukaryot Cell,2o05,4(6):1 102-15 【37】Mortimer R K,Romano P,Suzzi G,et a1.Genome renewal:a new 2011年6月 130 第32卷第6期 Food Research And DeveLopment 食品研究与开发 贮藏保鲜 保鲜剂对宣化牛奶葡萄采后呼吸强度及贮藏 品质的影响 王云峰t.一,兰凤英-。何扩 ,赵瑞平z。史忠林 (1.河北北方学院食品科学系,河北宣化075131;2.北京林业大学生物科学与技术学院,北京100083) 摘要:研究二氧化硫(S0 )和二氧化氯(C10 )作保鲜剂对宣化牛奶葡萄采后呼吸作用的影响及保鲜效果。结果表 明,在贮藏过程中,宣化牛奶葡萄呼吸为非跃变型。保鲜剂sO:和CIO:处理能明显抑制葡萄的呼吸强度,有效控制葡 萄的褐变及腐烂率,延长保鲜期。而CIO 处理更能延缓叶绿素的损失,保持鲜食牛奶葡萄的嫩绿色泽。 关键词:牛奶葡萄;保鲜剂;呼吸强度;贮藏品质 Effects of Freshness Keeping Agent on Respiratory Intensity and Storage Quality of、Xuan-Hua Milk Grapes WANG Yun-feng ,LAN Feng-ying ,HE Kuo ,ZHAO Rui—ping。,SHI Zhong—lin (1.Department of Food Science,Hebei North University,Xuanhua 075 1 3 1,Hebei,China;2.College of Biological Sciences and Technology,Beijing Forestry University,Beijing 100083,China) Abstract:The effect of sulfur dioxide and chlorine dioxide freshness keeping agent treatment on、Xuan-Hua’ milk grape storage was studied.The results showed that under the different conditions of storage,the respiratory pattern of、Xuan-Hua’milk grape was non-climacteric.Freshness keeping agent treatment inhibited obviously the respiration of grapes fruit,effectively controlled brown and decay incidence,extended the shelf life.Chlorine dioxide treatment had better effect on inhibiting the loss of chlorophyll,keeping、Xuan-Hua’milk grape green. Key words:grape;freshness keeping agent;respiratory intensity;storage quality 宣化牛奶葡萄是我国的优良鲜食品种,也是河北 省获得地理标志保护的产品之一[”。宣化牛奶葡萄具 贮存,在贮藏过程中极易发生表皮褐变、干梗、掉粒和 腐烂,常温下只有4 d一5 d的采后寿命,由于宣化牛奶 葡萄的不耐贮性常常给果农造成很大的经济损失,给 有粒大、皮薄、果皮嫩绿、肉厚、味甜、品质好,口味佳的 独有品质。但是,宣化牛奶葡萄保护组织薄弱,果皮薄, 果浆丰富,含糖量高,采后生命力仍比较活跃,极不耐 基金项目:河北省科技攻关项目”葡萄的无公害保鲜技术研究”,项目 编号(0722l0o1D一3) 鲜食牛奶葡萄的贮运和拓宽市场带来了困难,严重制 约了当地优质牛奶葡萄种植业的进一步发展。 目前有关葡萄采后呼吸生理的研究很多,但都是 针对其它一些品种如紫皮或皮厚耐贮的葡萄进行的。 而宣化牛奶葡萄具有特殊的组织结构,其采后呼吸生 理与其它品种存在着极大的区别,导致贮藏特性的明 作者简介:王云峰(1965一),女(汉),副教授,在读硕士,研究方向: 农产品贮藏与加工。 ●●Il●I●i.I● ●tIl◆一 phenomenon revealed from a genetic study of 43 strains of Saccharomyces ce,℃ 如 derived from natural fermentation of grape l5O4 [40】Zeyl C.Experimental evolution with yeast[J].FEMS Yeast Research, musts[J1.Yeast,1994,10(12):1543-1552 【38】Liu Z R,Zhang G Y,Sun Y P.Mutagenizing brewing yeast strain for improving fermentation property of beer【J1.Journal of Bioscience and Bioengineering,2008,106(1):33-38 [39】Kao K C,Sherlock G.Molecular characterization of clonal interference during adaptive evolution in asexual populations of 2006,6(5):685-691 [41】Zuzuarregui A,Monteoliva L,Gil C,et a1.Transcriptomic and proteomie a pproach for understanding the molecular basis of adaptation of Saceharomyces cerevisioe to wine fermentation IJ】. Applied and Environmental Microbiology,2006,72(1):836-847 Saccharomyces cerevisiae[J].Nature Genetics,2008,40(12):1499一 收稿日期:2011-05—17