一株高产褪黑素的葡萄酿酒酵母及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一株高产褪黑素的葡萄酿酒酵母及其应用，属于葡萄酒酿造技术领域。本发明专利技术的高产褪黑素的酿酒酵母TS001(Saccharomyces cerevisiae)，已于2021年1月7日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，其生物保藏号为：CGMCC NO.21601。利用本发明专利技术选育的高产褪黑素葡萄酿酒酵母菌种生产葡萄酒，可以使葡萄酒中褪黑素的含量提高4倍以上。利用本发明专利技术选育的褪黑素高产菌株进行酒精发酵可有效增加葡萄酒中褪黑素的含量，提高葡萄酒的保健价值。提高葡萄酒的保健价值。提高葡萄酒的保健价值。

【技术实现步骤摘要】
一株高产褪黑素的葡萄酿酒酵母及其应用


[0001]本专利技术涉及葡萄酒酿造
，具体涉及一株高产褪黑素的葡萄酿酒酵母及其应用。

技术介绍

[0002]褪黑素，又叫松果体素，是动物体和人体内一种广泛存在的具有生理功能的生物胺类物质，生理作用非常广泛。目前已知的褪黑素的生理功能主要有调节生物体的昼夜节律、缓解睡眠障碍、抗氧化等，褪黑素及其代谢产物都有强大的自由基清除能力，而且能够诱导生物体相关抗氧化酶活性增强、增强免疫作用、抗肿瘤、抗衰老等，特别是对阿尔茨海默病有明显的效果。通过日常饮用含有褪黑素的食品来补充褪黑素是一种更加环保、绿色、自然的保健方式，更符合未来的发展方向。
[0003]葡萄酒本身作为一种健康饮品，里面含有许多功能性成分，如多酚类、黄酮醇、黄烷醇、花色苷、白藜芦醇等营养成分，但葡萄酒中成分有上千种，活性物质非常多，褪黑素就是近几年新发现的葡萄酒中的功能性成分。经过近几年研究表明，葡萄酒中褪黑素主要是由酵母酒精发酵过程中产生的，但是目前商业葡萄酒酵母褪黑素的生成量普遍偏低。所以为酿造富含褪黑素的保健葡萄酒，选育高产褪黑素的葡萄酿酒酵母很有必要。
[0004]采用酵母合成褪黑素以增加葡萄酒中褪黑素含量具有诸多优势，如反应条件温和、不涉及有毒有害的化学试剂；加之酵母生长周期短，能够实现葡萄酒快速发酵，产物合成效率高。赵宏伟等人专利技术的“一种高效合成褪黑素的基因工程菌及其构建方法与应用”(CN111394269A)是以酿酒酵母为宿主细胞，过表达色氨酸合成酶基因TRP5，敲除了吲哚胺2，3r/>‑
双加氧酶基因BNA2，提高酵母褪黑素的生成量，但是此方法需要对两个基因进行操作，且耗时耗力，成本高、效率低。也有研究通过过表达葡萄中VvASMT1基因来提高葡萄中褪黑素的含量，但是VvASMT1基因是在葡萄上发现的，在酿酒酵母中是不存在VvASMT1基因的，在酿酒酵母中异源过表达VvASMT1基因的技术难度较大。

技术实现思路

[0005]针对上述现有技术，本专利技术的目的是提供一株高产褪黑素的葡萄酿酒酵母及其应用。采用本专利技术的酿酒酵母生产葡萄酒可有效提高葡萄酒中褪黑素的含量。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]本专利技术的第一方面，提供一株高产褪黑素的酿酒酵母TS001(Saccharomyces cerevisiae)，已于2021年1月7日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(简称CGMCC，地址为：北京市朝阳区北辰西路1号院3号)，其生物保藏号为：CGMCC NO.21601。
[0008]本专利技术的第二方面，提供上述高产褪黑素的酿酒酵母的构建方法，包括以下步骤：
[0009]以酿酒酵母C P1118P(Saccharomyces cerevisiae)为出发菌株，过表达VvASMT1基因。
[0010]本专利技术的第三方面，提供上述酿酒酵母在如下(1)或(2)中的应用；
[0011](1)生产褪黑素；
[0012](2)提高葡萄酒中褪黑素的含量。
[0013]本专利技术的第四方面，提供一种提高葡萄酒中褪黑素含量的方法，包括以下步骤：
[0014]将生物保藏号为CGMCC NO.21601的酿酒酵母TS001(Saccharomyces cerevisiae)接种于灭菌后的葡萄汁中进行发酵。
[0015]优选的，所述发酵条件为：发酵温度控制在25
‑
30℃，含糖量低于4g/L时终止发酵。
[0016]本专利技术的第五方面，提供一种富含褪黑素的保健葡萄酒，所述保健葡萄酒是以生物保藏号为CGMCC NO.21601的酿酒酵母TS001(Saccharomyces cerevisiae)为发酵菌株酿制而成。
[0017]本专利技术的有益效果：
[0018](1)本专利技术首次实现了将外源VvASMT1基因在酿酒酵母中的异源过表达，属于VvASMT1基因在葡萄酿酒酵母褪黑素合成应用中的首例，本专利技术可以有效提高葡萄酒中褪黑素的含量，省时省力、效率高、成本低易操作。
[0019](2)利用本专利技术选育的高产褪黑素葡萄酿酒酵母菌种生产葡萄酒，可以使葡萄酒中褪黑素的含量提高4倍以上。利用本专利技术选育的褪黑素高产菌株进行酒精发酵可有效增加葡萄酒中褪黑素的含量，提高葡萄酒的保健价值。
附图说明
[0020]图1：褪黑素含量测定的标准曲线。
[0021]图2：出发菌株(酿酒酵母CP1118)酿造的葡萄酒中褪黑素测定的液相色谱图。
[0022]图3：目的菌株(酿酒酵母TS001)酿造的葡萄酒中褪黑素测定的液相色谱图。
[0023]图4：不同继代次数的菌株发酵葡萄酒褪黑素含量比较分析；图中，TS表示目的菌株，CK表示出发菌株。
[0024]图5：目的菌株TS001的发酵试验结果；图中，TS表示目的菌株，CK表示出发菌株。
具体实施方式
[0025]应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0026]正如
技术介绍
部分介绍的，目前商业葡萄酒酵母褪黑素的生成量普遍偏低，选育高产褪黑素的葡萄酿酒酵母对于酿造富含褪黑素的保健葡萄酒具有十分重要的意义。
[0027]从褪黑素的合成路径上分析，褪黑素(N
‑
乙酰基
‑5‑
甲氧基色胺)是以色氨酸为底物合成的一种激素物质。为提高酿酒酵母的褪黑素生成量，专利CN111394269A以酿酒酵母为出发菌株，通过基因工程的手段过表达了色氨酸合成酶基因TRP5，以及敲除了吲哚胺2，3
‑
双加氧酶基因BNA2，使构建的基因工程菌的褪黑素合成产量明显提高。
[0028]但是，该专利中此两项步骤的直接结果应该是使色氨酸的含量提升，减缓褪黑素的分解，进而间接使得褪黑素的含量提升，而不是对褪黑素合成途径的直接调控，而色氨酸转化成褪黑素的效率却不能直接保证有提高；另外，目前色氨酸的工业合成已经很成熟，商
品色氨酸的价格也不高，如果是利用发酵培养基进行大规模生产，人为添加色氨酸完全可以替代该专利中所构建的基因工程菌的作用。
[0029]本专利技术解决这个问题的途径是对葡萄酿酒酵母进行基因改造。其原理是：在酿酒酵母中过表达目的基因VvASMT1(Gene ID:100255808)，调控编码N
‑
乙酰基
‑5‑
羟色胺
‑
甲基转移酶，该酶为褪黑素合成路径上的关键酶，进而直接调控增加酵母发酵过程中褪黑素的生成。利用本专利技术可以准确、方便、快速的选育出高产褪黑素的酵母菌种。
[0030]为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本申请的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本申请的技术方案。如果实施例中未注明的实验具体条件，通常按照常规条件，或者按照试剂公本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一株高产褪黑素的酿酒酵母TS001(Saccharomyces cerevisiae)，其生物保藏号为：CGMCC NO.21601。2.权利要求1所述的高产褪黑素的酿酒酵母TS001(Saccharomyces cerevisiae)的构建方法，其特征在于，包括以下步骤：以酿酒酵母C P1118(Saccharomyces cerevisiae)为出发菌株，过表达VvASMT1基因。3.权利要求1所述的高产褪黑素的酿酒酵母TS001(Saccharomyces cerevisiae)在如下(1)或(2)中的应用；(1)生产褪黑素；(2)提高葡萄酒中褪黑素的含量。4...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦伟帅，姚玉新，张娜，贾润普，
申请(专利权)人：山东农业大学，
类型：发明
国别省市：