[发明专利]过氧化氢酶基因及其用途

说明书

本申请是申请日为2007年1月26日、申请号为200710008178.0、题为“过氧化氢酶基因及其用途”的发明专利的分案申请。

技术领域

本发明涉及编码过氧化氢酶的基因及其用途，特别是涉及制造香味优异的酒精饮料的酿造酵母、使用该酵母制造的酒精饮料及其制造方法等。进一步具体地说，本发明涉及通过提高酿造酵母的编码过氧化氢酶Cta1p的基因CTA1、特别是啤酒酵母中特征性的nonScCTA1基因或ScCTA1基因的表达量，使对产品香味稳定化起作用的亚硫酸盐的生成能力提高的酵母及使用该酵母的酒精饮料的制造方法等。

背景技术

亚硫酸盐作为抗氧化作用强的化合物而为人所知，在食品、饮料、医药品等领域中作为抗氧化剂被广泛应用(例如日本特开平06-040907号公报、日本特开2000-093096号公报等)。在酒精饮料中，亚硫酸盐也被用作抗氧化剂，例如，对需长时间陈酿的葡萄酒的质量保证起重要作用，所以，日本国内厚生劳动省许可添加到残留浓度为350ppm以下。而且，在啤酒酿造产品中，保质期的变化依赖于产品中含有的亚硫酸盐浓度，所以提高此化合物的浓度，在香味稳定性等方面非常重要。

使产品中亚硫酸盐含量增大的最简单的方法是添加亚硫酸盐，但此时亚硫酸盐会被作为食品添加剂处理，这会带来商品开发受到限制以及消费者对食品添加剂存在的负面印象等方面的问题。

使酿造过程中发酵液中的亚硫酸盐浓度升高的方法，有1)通过过程控制的方法和2)通过酵母育种的方法。通过过程控制的方法，是指由于酿造中亚硫酸盐的生成与初期氧的供给量成反比，所以减少向发酵液中的氧供给量，不仅可增加亚硫酸盐的生成量，同时可抑制其氧化。

通过酵母育种的方法利用了基因操作技术。酵母可生物合成自身生命活动所需的含硫化合物，亚硫酸盐则作为生物合成含硫化合物的中间产物而生成。因此，利用酵母的此能力，不由外部添加亚硫酸盐，即可使产品中亚硫酸盐的量增加。MET3及MET14是编码如下还原酶的基因，其为参与从培养基中摄入的硫酸根离子生物合成亚硫酸盐过程的还原酶。C.Korch等进行了以下尝试，通过使此2个基因的表达量增加提高酵母的亚硫酸盐生成能力，并证明MET14更为有效(C.Korch et al.，Proc.Eur.Brew.Conv.Conger.，Lisbon，201-208，1991)。另外，J.Hansen等进行了以下尝试，通过破坏编码亚硫酸盐还原酶(sulfite ion reductase)的MET10基因，防止生成的亚硫酸盐还原，而使亚硫酸盐生成量增加(J.Hansen et al.，Nature Biotech.，1587-1591，1996)，但同时也出现了发酵延迟，以及不受欢迎的香味成分乙醛及1-丙醇的增加的问题。

而且，藤村等进行了以下尝试，通过提高编码酵母的亚硫酸根离子排出泵的SSU1基因中啤酒酵母中特有的nonScSSU1基因的表达量，促进菌体内生成的亚硫酸盐向菌体外排出，以增加啤酒中的亚硫酸盐浓度(藤村等，2003年度日本农艺化学会年次大会要旨集，159，2003。日语原名；藤村ら、2003年度日本農芸化学会年次大会要旨集、159、2003)。

发明内容

如上所述，使产品中亚硫酸盐含量增大的最简单的方法是添加亚硫酸盐，但近年来，消费者中对无添加、天然原料的愿望增强，并希望食品添加剂的使用为最低限。因此，利用酵母自身的生命活动，对不由外界添加亚硫酸盐即可达到对香味稳定性有效的亚硫酸盐浓度是行之有效的。但是，上述通过过程控制的方法由于供氧不足有时会降低酵母的增殖速度，引起发酵延迟及品质下降，所以不一定实用。

另外，有文献报道利用基因操作技术进行酵母育种，其结果达到了亲株的10倍以上的亚硫酸盐浓度(J.Hansen et al.，Nature Biotech.，1587-1591，1996)，但另一方面，也出现了发酵延迟，以及不受欢迎的香味成分乙醛及1-丙醇的增加等问题，所以实际应用的酵母还存在着问题。因此，希望能有既不影响发酵速度和产品质量，又能生产足量亚硫酸盐的酵母的育种方法。

本发明者为解决上述课题不断锐意研究的结果，从啤酒酵母中成功地鉴定、分离了编码过氧化氢酶的基因。且制备了将所得基因导入酵母并使其表达的转化酵母，确认了亚硫酸盐生成量的增加，从而完成了本发明。