研究人員借助ARTP（室溫等離子體）誘變、適應性進化以及高通量的基于三苯基-2H-四唑氯化銨（TTC）及前體物丙酮酸（或丙酮酸自由基離子）與Fe3+發(fā)生絡合反應呈現(xiàn)黃色的雙重高通量篩選方法（Py-Fe3+）獲取了分別對高濃度甘蔗糖蜜（總糖濃度達到300 g/L）以及蔗糖添加模型下的高溫（37℃）、高醇（10%）、高滲透壓（400 g/L可發(fā)酵總糖）以及高濃度K+(15 g/L)、Ca2+(8 g/L)、K+&Ca2+(15 g/L &8 g/L)發(fā)酵環(huán)境下的七株魯棒型釀酒酵母菌株（圖1、表1）。通過各自魯棒型菌株在高濃度甘蔗糖蜜環(huán)境下細胞形態(tài)比較（圖2），乙醇合成的產率以及細胞數(shù)量（圖3、圖4）、魯棒型菌株比較基因組學、比較轉錄組學GO、KEGG分析研究，得出K+、Ca2+同時存在才是限制釀酒酵母高濃度甘蔗糖蜜乙醇發(fā)酵的主要因素。
圖1 實驗流程
表1 在相同發(fā)酵條件下與野生型J108相比產量差距
圖2 在250 g/L糖蜜發(fā)酵不同菌株的細胞形態(tài)
A:NGCa2+-F1; B:NGK+-F1; C:NGK+&Ca2+-F1; D:NGTM-F1
圖3 不同菌株的乙醇合成率及細胞數(shù)
圖4.在5L發(fā)酵罐體系中利用250 g/L甘蔗糖蜜發(fā)酵， 菌株NGTM-F1的乙醇產量達到111.65 g/L
總結：甘蔗糖蜜對細胞的影響不僅僅局限于高濃度發(fā)酵，在低濃度情況下同樣會對細胞的生長造成一定影響。該項目的研究是為首次從科學研究的角度準確闡述了限制釀酒酵母無法實現(xiàn)高濃度甘蔗糖蜜高濃度乙醇發(fā)酵的主要限制因素，其結果對于以甘蔗糖蜜作為底物的生物合成具有重要指導作用。
文章鏈接：https://doi.org/10.1186/s12934-024-02401-5
研究人員借助ARTP（室溫等離子體）誘變、適應性進化以及高通量的基于三苯基-2H-四唑氯化銨（TTC）及前體物丙酮酸（或丙酮酸自由基離子）與Fe3+發(fā)生絡合反應呈現(xiàn)黃色的雙重高通量篩選方法（Py-Fe3+）獲取了分別對高濃度甘蔗糖蜜（總糖濃度達到300 g/L）以及蔗糖添加模型下的高溫（37℃）、高醇（10%）、高滲透壓（400 g/L可發(fā)酵總糖）以及高濃度K+(15 g/L)、Ca2+(8 g/L)、K+&Ca2+(15 g/L &8 g/L)發(fā)酵環(huán)境下的七株魯棒型釀酒酵母菌株（圖1、表1）。通過各自魯棒型菌株在高濃度甘蔗糖蜜環(huán)境下細胞形態(tài)比較（圖2），乙醇合成的產率以及細胞數(shù)量（圖3、圖4）、魯棒型菌株比較基因組學、比較轉錄組學GO、KEGG分析研究，得出K+、Ca2+同時存在才是限制釀酒酵母高濃度甘蔗糖蜜乙醇發(fā)酵的主要因素。
圖1 實驗流程
表1 在相同發(fā)酵條件下與野生型J108相比產量差距
圖2 在250 g/L糖蜜發(fā)酵不同菌株的細胞形態(tài)
A:NGCa2+-F1; B:NGK+-F1; C:NGK+&Ca2+-F1; D:NGTM-F1
圖3 不同菌株的乙醇合成率及細胞數(shù)
圖4.在5L發(fā)酵罐體系中利用250 g/L甘蔗糖蜜發(fā)酵， 菌株NGTM-F1的乙醇產量達到111.65 g/L
總結：甘蔗糖蜜對細胞的影響不僅僅局限于高濃度發(fā)酵，在低濃度情況下同樣會對細胞的生長造成一定影響。該項目的研究是為首次從科學研究的角度準確闡述了限制釀酒酵母無法實現(xiàn)高濃度甘蔗糖蜜高濃度乙醇發(fā)酵的主要限制因素，其結果對于以甘蔗糖蜜作為底物的生物合成具有重要指導作用。
文章鏈接：https://doi.org/10.1186/s12934-024-02401-5
