background image

水杨酸、鞣酸、黄酮类物质、维生素 C、维生素 E、微量元素硒、锌、锰等。

Sánchez-Torres 等将假丝酵母中编码 β-葡萄糖苷酶的基因 bgIN 导入葡萄酒酿酒酵母中,

并使其表达,随后 González-Candelas 等研究发现,这种重组酵母发酵生产的葡萄酒中白
藜芦醇的含量明显升高。

5)能改善产品的感官品质的酵母菌
Bony 等进行了苹果酸-乳酸酶基因 mleS 和粟酒裂殖酵母苹果酸通透酶基因 mae1 在酿

酒酵母中的共表达研究,结果表明转化子能彻底降解苹果酸。Volschenk 等从粟酒裂殖酵
母中分离到苹果酸通透酶基因 mae1 和苹果酸酶基因 mae2,将 mae1 和 mae2 转移至酿酒
酵母细胞中并使其外源基因功能性表达,转化子能够将苹果酸转化为乙醇,即苹果酸 -乙
醇发酵。李华等通过克隆包含 mleA 和 mleP 基因的 mle 基因座并转化酿酒酵母,使其中的
mleA 基因得到外源表达,部分 L-苹果酸降解生成乳酸。应用这些改良的基因工程酵母菌
株可以简化葡萄酒的发酵工艺,避免乳酸菌在苹果酸-乙醇发酵过程中产生不必要或不安
全的代谢副产物如生物胺,减少细菌引发的葡萄酒酸败,缩短葡萄酒的酿造周期。

在葡萄酒酿造过程中,葡萄中香味物质的释放与转化和最终消费者所能品尝到的葡

萄酒的典型风味和果香特征密切相关。葡萄浆果中的呈香物质多以糖苷的形式存在于果皮
和果汁中,在酒精发酵过程中,存在于浆果及酵母中的糖苷酶水解糖苷,促进香味物质
如单萜类物质(芳樟醇、香叶醇等)释放到酒中,但存在于葡萄浆果及酿酒酵母中的糖苷
酶种类有限,且易受到葡萄糖的强烈抑制,而霉菌中具有多种水解糖苷能力强的酶类,
所以人们开始探索运用基因重组手段构建水解糖苷能力强的酿酒酵母。 Pérez-González 等
克隆了长臂木霉的 β-(-1,4)-内切葡聚糖酶基因 egl1,使其在葡萄酒酵母 T73 中表达,
Ganga 等将构巢曲霉的 β-(1,4)-内切木聚糖酶基因 xlnA 拷贝到葡萄酒酿酒酵母中并使
其表达,经重组酵母发酵获得的葡萄酒的果香均有明显增加。

葡萄酒发酵过程中会产生挥发性含硫化合物,挥发性很强,具有不愉快气味。虽然其

生成水平只有每升数十至数百微克,但其感官刺激作用明显。含硫化合物中挥发性最强的
是硫化氢,具有臭鸡蛋的气味,硫化氢的产生与酿酒酵母菌株的性质有关,可通过基因
工程技术构建产硫化氢低的菌株。Sutherland 等将酿酒酵母的亚硫酸盐还原酶与亚基及辅
因子相结合,以降低其在发酵过程中硫化氢的生成量。

白葡萄酒在生产过程中极易发生褐变,影响其外观质量,工业上可采用添加 SO

2

、抗

坏血酸等方法除祛酒中的氧,防止白葡萄酒氧化,但随着越来越多的消费者要求无化学
添加剂的产品,构建能够分泌葡萄糖氧化酶的基因重组酵母成为一条可利用途径 。
Malherbe 等将黑曲霉的葡萄糖氧化酶基因 gox 导入酿酒酵母中,构建了具备葡萄糖氧化
酶活力的基因工程酵母。

2 酶工程的应用

酶是活细胞产生的具有高效催化功能、高度专一性和高度受控性的一类特殊蛋白质。

其催化作用条件非常温和,可在常温常压下进行,又具有可调控性。酶工程是现代生物技术
的一个重要组成部分。酶工程又称酶反应技术

[2]

,就是指在一定的生物反应器内,利用生物酶

作为催化剂,使某些物质定向转化的工艺技术,包括酶的研制与生产,酶和细胞或细胞器的
固定化技术,酶分子的修饰改造,以及生物传感器等。其应用范围已遍及工业、医药、农业、化
学分析、环境保护、能源开发和生命科学理论研究等各个方面。

而酶工程在葡萄酒的酿制中的应用主要是果胶酶的应用。葡萄酒专用果胶酶是一种

复合型酶制剂,包括聚半乳糖醛缩酶、半纤维素酶、纤维素酶等。纤维素酶及半纤维素酶水