[发明专利]一株高耐性酵母菌株及其构建方法

说明书

技术领域：

本发明属于生物工程技术领域，涉及工业微生物的育种，特别是一种耐高温、耐高糖、耐冷冻的高耐性酵母菌株及其构建方法。

背景技术：

面包酵母是面食制作过程中必不可少的微生物发酵剂和疏松剂，同时酵母也是一种生物营养剂，可以增加面团的营养成分。随着烘焙产业的发展，各种面团技术应运而生，良好的酵母品种是面包品质的重要保证。但是，在面包烘培过程中，面包酵母常常处于高温、高糖、冷冻等环境中，不良的生长环境将导致面包酵母活性的下降，从而导致面包品质的下降。烘培者一般选取耐高温、耐高糖、耐冷冻的面包酵母投入使用，以期适应各种面团制作技术，获得较高品质的面包产品。

面包酵母的高温耐受性是面包酵母质量的重要指标之一。酵母的高温耐受性主要指面包酵母在烘焙过程中对高温(>50℃)的适应性。烘烤面包是面包制作的一个关键环节，主要采用的设备是远红外烤炉。面团升温至50℃之前有一个旺盛的产气过程，随着温度的继续升高，气体冲破面筋网络的包围而溢出形成面包最初的疏松结构，面包酵母在此过程中活性逐渐降低直至死亡。为了获得较高的产气量，必须维持高温下酵母细胞的活性。因此，选育耐热性酵母菌株可以解决这一烘焙技术问题，推动烘焙产业的发展，为烘培食品行业带来巨大的经济效益。

面包酵母的高糖耐受性是面包酵母质量的另一重要指标。酵母的高糖耐受性主要指面包酵母对面团中高浓度的蔗糖的适应性。当蔗糖含量超过6％时，高浓的糖浓度破坏酵母细胞，抑制酵母菌呼吸作用相关酶的活性，使得葡萄糖的分解受阻，从而影响酵母的产气速率。传统面包制作一般采用加大酵母用量的方法，但这无疑提高了甜面包的制作成本，同时残留在面包里的酵母也对面包的风味有一定的影响。因此，为了降低甜面包的制作成本，保持面包的风味，必须提高酵母对高糖的耐性。耐高糖酵母菌株的选育为甜面包产品的获得和相关食品产业的发展提供了重要途径。

冷冻面团技术是面包生产的一种新工艺，是将面包制作过程的两个工艺(面团制作、烘烤)相分离的过程。与传统面包制作法相比，冷冻面团法具有生产效率高、面包质量稳定、方便快捷等优点，但同时也对面包酵母的耐冷冻性提出了更高的要求。面团冷冻时，温度一般为-18～-20℃，面团中的酵母在冷冻、冻藏和解冻过程中都会受到严重伤害，尤其是发酵后的面团经过冷冻工序后，酵母的存活率和产气能力显著下降。普通面包酵母冻存20天后，其活力下降一半以上，导致解冻后的面团膨胀不足，醒发时间延长，且成品面包体积小、结构粗糙、口感差，产品质量明显下降。正是这些缺陷的存在，限制了冷冻面团技术的发展。因此，选育耐冷冻面包酵母可解决冷冻面团技术的发展瓶颈，推动冷冻面团技术在国内的发展。

Nakagawa等利用杂交技术得到发酵性能良好的耐冷冻酵母菌株，其在不加糖面团和甜面团中均能够保持较高活力。Cakar等通过乙基甲磺酸化学诱变的方法，筛选得到耐高温耐冷冻酵母菌株，其冷冻耐性和高温耐性较出发菌株分别提高了102倍和89倍。Sasano等通过调节POG1的表达水平来提高面包酵母细胞在各种环境条件下的耐受性以及发酵性能，但是不能达到酵母细胞高糖耐性和冷冻耐性同时提高。

在我国，对于酵母耐高温、耐高糖、耐冷冻机制和菌种选育的研究较少，不仅制约了酵母工业的发展，同时也制约了相关面团技术等在我国的推广应用。

SNR84基因编码H/ACA snoRNA(小核仁RNA)。大部分H/ACA小核仁RNA参与碱基修饰，像大亚基rRNA的假尿苷化，指定rRNA中假尿苷的形成位点；小部分H/ACA小核仁RNA在剪切前体rRNA中也起到重要作用。据推测，SNR84参与到激活大亚基rRNA假尿苷化的功能，加快大亚基rRNA的成熟速率和提高大亚基rRNA的数量。当成熟的大亚基rRNA在指数生长期快速形成时，大部分相关酶的产率提高。Lee等以半乳糖为碳源，通过过表达SNR84基因提高了酿酒酵母在半乳糖中的生长及酒精产量。

同时，目前对于H/ACA小核仁RNA的研究基本上集中在理论研究，关于H/ACA小核仁RNA的应用仅有少数报道，尤其在选育耐性菌株中的研究更是空白。因此，本发明通过过表达SNR84基因编码的H/ACA snoRNA，选育耐高温、耐高糖、耐冷冻酵母菌株，在拓宽H/ACA小核仁RNA的应用的同时满足酵母应用相关领域对酵母的较高要求。

发明内容：

本发明所解决的技术问题之一是提供一株耐高温、耐高糖、耐冷冻的高耐性酵母菌株。

所述高耐性酵母菌株是在出发酵母菌株中过表达由SNR84基因编码的H/ACA小核仁RNA全序列所得。