拉曼光谱分析有机氮源促进乙醇发酵的机制

覃赵军+赖钧灼+彭立新等

摘要：应用拉曼光谱和单细胞分析技术监测有机氮源尿素和酵母粉、无机氮源硝酸铵和硫酸铵对酿酒酵母乙醇发酵的影响及发酵过程胞内主要生物大分子的变化动态，以期从光谱学角度获知有机氮源促进乙醇发酵的机制。结果表明，利用酵母粉和尿素的乙醇发酵速度最快，14～18 h即可达到乙醇浓度的最大值；在有机氮源下，酵母细胞的RNA合成无明显的迟滞期，发酵前期，782 cm

Symbolm@@ 1峰平均强度比无机氮源的高，其最大峰强是初始强度的19～21倍，而无机氮源仅为12～14倍；以酵母粉为氮源的不同发酵阶段，部分细胞的蛋白质二级结构以β折叠为主，而其它氮源的细胞则是以α螺旋为绝对主导。因此，尿素、酵母粉等有机氮源促进乙醇发酵的可能原因是缩短酵母的迟滞期，促进胞内RNA的快速合成，促进相关基因的快速转录和表达。

1引言

氮源是能提供微生物生长繁殖所需氮元素的营养源。氮源对酿酒酵母的生长、产物的形成及其它生理机能都有重要影响[1～3]。在氮元素缺乏的情况下，细胞中的蛋白质及ATP含量相当低，严重影响酿酒酵母的乙醇发酵能力[4]。而乙醇发酵是一个动态过程，酵母细胞要经受不断变化的环境胁迫，其应对环境变化的手段之一就是改变基因表达模式[5]。鉴于氮源对乙醇发酵的影响重大，因此很多研究聚焦在乙醇发酵过程中氮源对重要基因表达的影响方面，应用cDNA芯片技术可以监测发酵过程酵母细胞RNA转录谱[6～10]，但分析过程比较复杂、成本较高。

摘要：应用拉曼光谱和单细胞分析技术监测有机氮源尿素和酵母粉、无机氮源硝酸铵和硫酸铵对酿酒酵母乙醇发酵的影响及发酵过程胞内主要生物大分子的变化动态，以期从光谱学角度获知有机氮源促进乙醇发酵的机制。结果表明，利用酵母粉和尿素的乙醇发酵速度最快，14～18 h即可达到乙醇浓度的最大值；在有机氮源下，酵母细胞的RNA合成无明显的迟滞期，发酵前期，782 cm

Symbolm@@ 1峰平均强度比无机氮源的高，其最大峰强是初始强度的19～21倍，而无机氮源仅为12～14倍；以酵母粉为氮源的不同发酵阶段，部分细胞的蛋白质二级结构以β折叠为主，而其它氮源的细胞则是以α螺旋为绝对主导。因此，尿素、酵母粉等有机氮源促进乙醇发酵的可能原因是缩短酵母的迟滞期，促进胞内RNA的快速合成，促进相关基因的快速转录和表达。

1引言

氮源是能提供微生物生长繁殖所需氮元素的营养源。氮源对酿酒酵母的生长、产物的形成及其它生理机能都有重要影响[1～3]。在氮元素缺乏的情况下，细胞中的蛋白质及ATP含量相当低，严重影响酿酒酵母的乙醇发酵能力[4]。而乙醇发酵是一个动态过程，酵母细胞要经受不断变化的环境胁迫，其应对环境变化的手段之一就是改变基因表达模式[5]。鉴于氮源对乙醇发酵的影响重大，因此很多研究聚焦在乙醇发酵过程中氮源对重要基因表达的影响方面，应用cDNA芯片技术可以监测发酵过程酵母细胞RNA转录谱[6～10]，但分析过程比较复杂、成本较高。

摘要：应用拉曼光谱和单细胞分析技术监测有机氮源尿素和酵母粉、无机氮源硝酸铵和硫酸铵对酿酒酵母乙醇发酵的影响及发酵过程胞内主要生物大分子的变化动态，以期从光谱学角度获知有机氮源促进乙醇发酵的机制。结果表明，利用酵母粉和尿素的乙醇发酵速度最快，14～18 h即可达到乙醇浓度的最大值；在有机氮源下，酵母细胞的RNA合成无明显的迟滞期，发酵前期，782 cm

Symbolm@@ 1峰平均强度比无机氮源的高，其最大峰强是初始强度的19～21倍，而无机氮源仅为12～14倍；以酵母粉为氮源的不同发酵阶段，部分细胞的蛋白质二级结构以β折叠为主，而其它氮源的细胞则是以α螺旋为绝对主导。因此，尿素、酵母粉等有机氮源促进乙醇发酵的可能原因是缩短酵母的迟滞期，促进胞内RNA的快速合成，促进相关基因的快速转录和表达。

1引言

氮源是能提供微生物生长繁殖所需氮元素的营养源。氮源对酿酒酵母的生长、产物的形成及其它生理机能都有重要影响[1～3]。在氮元素缺乏的情况下，细胞中的蛋白质及ATP含量相当低，严重影响酿酒酵母的乙醇发酵能力[4]。而乙醇发酵是一个动态过程，酵母细胞要经受不断变化的环境胁迫，其应对环境变化的手段之一就是改变基因表达模式[5]。鉴于氮源对乙醇发酵的影响重大，因此很多研究聚焦在乙醇发酵过程中氮源对重要基因表达的影响方面，应用cDNA芯片技术可以监测发酵过程酵母细胞RNA转录谱[6～10]，但分析过程比较复杂、成本较高。