Metabolic and molecular adaptation of wine yeasts at low temperature fermentation: strategies for their genetic improvement

Author

López Malo, María

Director

Guillamón Navarro, José Manuel

Date of defense

2013-06-14

Legal Deposit

T.1275-2013

Pages

321 p.



Department/Institute

Universitat Rovira i Virgili. Departament de Bioquímica i Biotecnologia

Abstract

La fermentación a baja temperatura incrementa el perfil aromático del vino. Sin embargo presenta algunos inconvenientes: descenso de la tasa de crecimiento, fermentaciones lentas o con paradas. Se comparó el metaboloma de una levadura vínica creciendo a 12 ºC y 28 ºC. Las principales diferencias se observaron en el metabolismo lipídico y en la homeostasis redox. Se comparó el metaboloma de levaduras criotolerantes, Saccharomyces bayanus var. uvarum and Saccharomyces kudriavzevii, con el de S. cerevisiae creciendo a 12 ºC Las principales diferencias se encontraron en el metabolismo de la fructosa. Se analizó la capacidad fermentativa y de crecimiento de cepas mutantes y sobre-expresantes del metabolismo lipídico. El incremento de la dosis génica de los genes PSD1, LCB3 y OLE1mejoraron el crecimiento y la capacidad fermentativa. Se desarrollaron cepas mejor adaptadas al frío mediante evolución dirigida, se analizaron los cambios moleculares, observándose una inducción de 4 genes de la familia DAN/TIR.


Low temperature alcoholic fermentations are becoming more frequent as they enhance wine’s aromatic profile but present some disadvantages: reduced growth rate, long lag phase, sluggish or stuck fermentations. We compared the metabolome of wine yeast growing at 12 ºC and 28 ºC in a synthetic must. The main differences were observed in lipid metabolism and redox homeostasis. We also compared the metabolome of the cryotolerant yeasts, Saccharomyces bayanus var. uvarum and Saccharomyces kudriavzevii, growing at 12 ºC to the metabolome of S. cerevisiae. The main differences were found for fructose metabolism. We also analyzed the growth and fermentation capacity of lipid mutants and overexpressing strains. The increase in gene-dosage of PSD1, LCB3 and OLE1 genes improved both growth and fermentation activity. Finally, we developed cold adapted wine yeast strains by evolutionary engineering, and deciphered the underlying changes, resulting in new strain with up-regulation of 4 genes belonging to DAN/TIR family.

Keywords

vi, llevat, Saccharomyces, mecanismes d'adaptació a la abaixa temperatura, metabolómica, fermentació a baixa temperatura, metabolisme lipidic, millora genetica de llevats, evolució dirigida

Subjects

57 - Biological sciences in general; 577 - Material bases of life. Biochemistry. Molecular biology. Biophysics; 579 - Microbiology; 663/664 - Food and nutrition. Enology. Oils. Fat

Documents

Tesis.pdf

5.631Mb

 

Rights

ADVERTIMENT. L'accés als continguts d'aquesta tesi doctoral i la seva utilització ha de respectar els drets de la persona autora. Pot ser utilitzada per a consulta o estudi personal, així com en activitats o materials d'investigació i docència en els termes establerts a l'art. 32 del Text Refós de la Llei de Propietat Intel·lectual (RDL 1/1996). Per altres utilitzacions es requereix l'autorització prèvia i expressa de la persona autora. En qualsevol cas, en la utilització dels seus continguts caldrà indicar de forma clara el nom i cognoms de la persona autora i el títol de la tesi doctoral. No s'autoritza la seva reproducció o altres formes d'explotació efectuades amb finalitats de lucre ni la seva comunicació pública des d'un lloc aliè al servei TDX. Tampoc s'autoritza la presentació del seu contingut en una finestra o marc aliè a TDX (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant als continguts de la tesi com als seus resums i índexs.

This item appears in the following Collection(s)