【黃河啤酒官方網(wǎng)站】近期，江南大學生物工程學院李崎教授團隊在影響啤酒酵母絮凝性的環(huán)境因素和關鍵基因方面取得重要進展，研究成果“Effect of environmental stresses during fermentation on brewing yeast and exploration on the novel flocculation-associated function of RIM15 gene”正式發(fā)表于Bioresource Technology (IF = 11.4))。 (https://doi.org/10.1016/j.biortech.2023.129004)

酵母絮凝對啤酒工業(yè)生產(chǎn)有重要的影響，可以實現(xiàn)對菌株的回用，大大節(jié)約通過離心或過濾回收酵母所需要的能耗成本。絮凝是酵母細胞與細胞之間依賴于鈣離子、無性、可逆的聚集成團的現(xiàn)象。絮凝過弱，會造成啤酒過濾困難，影響啤酒的澄清度。因此，研究酵母絮凝，實現(xiàn)良好、可控的絮凝性對工業(yè)生產(chǎn)有重要意義。在發(fā)酵過程中，酵母細胞會受到持續(xù)的環(huán)境脅迫，探究影響酵母絮凝的關鍵環(huán)境脅迫因素有利于實現(xiàn)對絮凝的調控。挖掘調控關鍵絮凝基因的核心調控基因，探索調控通路，能為啤酒酵母絮凝調控機理的研究提供理論基礎。

李崎教授團隊在該研究中，對一株工業(yè)拉格啤酒酵母G03及其絮凝增強突變菌株G03-24進行了轉錄組比較分析，從GO和KEGG分析富集到與脅迫刺激相關的差異基因和通路。在發(fā)酵過程中，可發(fā)酵的碳源、氮源等營養(yǎng)物質會被迅速利用，乙醇濃度增加，有機酸分泌，二氧化碳產(chǎn)生，發(fā)酵液的PH下降，滲透壓增加，尤其到了發(fā)酵中后期，酵母細胞受到的環(huán)境壓力將越來越大。為了探究發(fā)酵過程中影響酵母絮凝性的關鍵脅迫因素，分別模擬酵母細胞在發(fā)酵過程中遇到的脅迫因素，觀察絮凝情況。該研究發(fā)現(xiàn)在氮饑餓和氨基酸饑餓條件下，在絮凝顯示緩沖液中的酵母細胞出現(xiàn)了明顯的絮凝現(xiàn)象，且F值和Lg-FLO1基因表達水平均較高，差異顯著，說明氮饑餓和氨基酸饑餓是影響絮凝最顯著的環(huán)境脅迫。該研究通過對G03與G03-24的轉錄組數(shù)據(jù)進行GSEA富集分析，在線粒體自噬和壽命調節(jié)途徑富集到了TOR1 與 RIM15兩個核心基因，其中RIM15 是 TOR 途徑的主要氮信號下游效應分子。在G03中敲除和過表達RIM15發(fā)現(xiàn)能顯著影響酵母的絮凝結塊現(xiàn)象，敲除RIM15，絮凝值值減弱，Lg-FLO1表達水平顯著下調；過表達RIM15，絮凝值增強，Lg-FLO1表達量水平顯著上調。添加雷帕霉素刺激并測定絮凝值和Lg-FLO1的表達水平，發(fā)現(xiàn)絮凝值值和Lg-FLO1表達量均上調，說明在發(fā)酵過程，隨著可利用氮含量的下降，RIM15被激活，并通過某種途徑促進Lg-FLO1的表達，從而增強絮凝。

李崎教授為論文的通訊作者，我校2021級博士生侯丹為第一作者。上述研究得到了江南大學教育部工業(yè)生物技術重點實驗室項目（KLIB-KF202105）的資助。

近年來李崎教授團隊在釀造原料研究、釀造微生物新功能研究及傳統(tǒng)發(fā)酵食品生產(chǎn)用功能微生物的改良方面取得豐碩成果，相關研究成果已發(fā)表在Applied and Environmental Microbiology (2023，2020)、Food Bioscience (2023，2022)、Food Chemistry (2022)、Foods (2022)、LWT-Food Science and Technology (2023，2022)等本領域權威期刊。