酵母的历史

二.酿酒酵母定向育种研究进展
2.1 酵母与酿酒 2.2 酿酒酵母的育种方法 2.3 酒精酵母的育种 2.4 酒类酵母的育种
2.1酵母与酿酒

关于酒的起源
(1)成熟的水果 (2)发芽的谷物
(3)发霉的谷物
酵母 酵母
蒸馏
葡萄酒→白兰地
蒸馏
啤 酒→威士忌
蒸馏
酵母
黄 酒→白
酒
酵母菌是天然的酿酒微生物 ——家养微生物


自然界中有糖的地方就会有酵母菌。 从自然界中可筛选到酿酒效率高达90%以上的 酵母菌，到目前为止这是其它微生物很难达到 的高度（包括经各种方法改造后的菌株）。 乙醇是酿酒酵母惟一的主要代谢产物，含量可 达10-20%，其它代谢产物总和一般不超过 0.5%（CO2除外）。
2.2 酿酒酵母的育种方法
常规酵母与非常规酵母:



常规酵母(Conventional Yeast)——即生理和遗 传特性完全清楚的酵母: Saccharomyces cerevisiae; Schizosacharomyces（裂殖酵母） 非常规酵母(Nonconventional Yeast)——即生 理和遗传特性还末完全清楚的酵母： Candida; Hansenula; Kluyveromyces; Pichia; Schwanniomyces（许旺酵母）; Trichosporon（丝孢酵母） 工业上应用广泛的酵母：Saccharomyces

2）酵母生产工艺正式形成阶段 此阶段的大致范围是19世纪末至本世纪20年代 的大约50年左右的时间内。在此期间，面包酵母 的生产技术在荷兰、德国、奥地利等得到了迅速 的发展，我们今天所熟知的面包酵母生产工艺在 此时期内正式形成。

活性干酵母发展阶段 此阶段的大致范围是上世纪20年代至今。活性 干酵母使用方便、便于保存、发酵力强。目前国 内外的各种酵母多采用此工艺。

自然筛选 诱变育种 杂交育种 原生质体融合育种 分子育种 （即基因工程技术育种）
自然筛选



从自然界中分离筛选； 从收集到的不同来源的工业 用酵母菌筛选符合厂家生产 需要的酵母菌种； 从生产中分离符合需要的酵 母菌种等。
诱变育种

物理因子——UV 、X、 、快中子 、高温 等 化学因子——亚硝酸、NTG、硫酸 二乙酯、甲基磺酸乙酯、5-氨基尿 嘧啶等

公元2世纪末，罗马的面包师行会统一了制作面包 的技术和酵母菌种。他们经过实践比较，选用酵 酒的酵母液作为标准酵母。
17世纪时，一位懂得酿酒的面包师试用啤酒沉 淀物（即酵母）来发面，发现啤酒沉淀物具有强 力发酵面团的作用。与传统的“发面起子”比较 ，发酵速度快，产酸少。因而这种发面的方法很 快传遍了全世界。酵母工业的发展可以说从这时 起就开始起步了。

谈到酵母的发现要从公元前3000年说起，古埃及 人最先掌握了制作发酵面包的技术。最初的发酵 方法可能是偶然发现的：和好的面团在温暖处放 久了，受到空气中野生酵母菌的侵入，导致发酵 、膨胀、变酸，再经烤制便得到了远比“烤饼” 松软的一种新面食，这便是世界上最早的面包。 也就是人类对酵母最早的应用。
分子育种
☆酵母菌分子育种技术主要包括如 下几方面： 异源基因在工业酵母中的克隆和 表达； 同源基因在工业酵母中的克隆和 表达（自克隆技术）； 基因敲出； 增加有用基因的考贝数； 依据代谢控制理论进行基因重组 。
酵母是重要的工业微生物：
★ 到目前为止，酵母生物产品的产值占整个生物工业 产值的40%左右，产量占90%左右。
酵母菌
厌氧发酵 ↓ 胞外产品： 酒精 （燃料乙醇） 各种洒类 甘油等
好氧发酵 ↓ 细胞产品： 面包酵母 营养酵母 酿酒酵母 药用酵母 饲料酵母
好氧/厌氧发酵 ↓ 胞内产品： 蛋白质 核酸类产品 生理活性物质 多糖等

从整个酵母工业的历史来看，酵母工业的发展大致可分成三 个阶段。

1）利用啤酒和酒精副产物阶段 此阶段的大致范围在18世纪末至19世纪末的100多年 时间内。自17世纪开始，很多年来人们一直使用泥状 啤酒沉淀物发面，但是这种泥状啤酒酵母变质很快， 运输和使用不便，其产品的商业化受到限制。1781年 ，在荷兰，从啤酒泡沫中经离心分离出来的啤酒上面 发酵酵母，经进一步压榨成块后，开始在市场上销售 ，这就是最早的商品面包酵母。 1846年，第一个酒精酵母工厂在维也纳建立，在这种 方法中，酵母与酒精是同时得到的，酵母是酒精的副 产物，因而被称为酒精酵母。


特点：方法简单，收效显著，因此 在科研和生产上得到广泛应用，但 缺少育种的定向性，存在副作用。
杂交育种
细胞 X 细胞 细胞 X 孢子
孢子 X 孢 子

获得具有优良特 性的酵母菌种
原生质体融合育种
原生质体 ＋ 原生质体 原生质体 ＋ 灭活原生质体
细胞器 ＋ 原生质体融合
异源细胞 ＋ 酵母原生质体 获得具有优良特 性的 酵母菌种。
cerevisiae, Candida Berkhout， Pichia.
酿酒酵母基因工程表达系统的不足有：
(1)其质粒表达载体常不稳定，易丢失； (2)表达载体缺乏高效可调控的启动子；
(3)较难实现高密度培养等。
非常规酵母表达系统的研究:
Fra Baidu bibliotek
已开始建立基因表达系统的非常规酵母有： Pichia、Hansenula、Kluyveromyces等。 其中，巴斯德毕赤氏酵母的基因表达系统发展 最为迅速，已有数百种外源蛋白质在巴斯德毕 赤氏酵母中表达，其产量比酿酒酵母系统高 10~100倍。预示着非常规酵母在基因工程表 达系统中有着良好的应用前景。
酵母工艺学

参考书《酵母生产与应用手册》，于景芝，中国 轻工业出版社，2008.
酵母发酵产品研究进展
1.酵母概述 2.酿酒酵母定向育种研究进展 3.酵母细胞产品研究进展 4.酵母提取物研究进展
一. 酵母概况
酵母发展简史:

酵母是一种单细胞微生物，至少包括100多个属， 700多个种，10,000多个独立菌株。 人们利用酵母的历史已有约9000年(酿酒)； 酵母工业的发展史已有200多年(啤酒沉淀物， 1781年，荷兰)； 人类认识酵母菌的历史为100多年（1860~1870 ）。