El aroma es una de las propiedades organolépticas más valorada para determinar lacalidad de un vino. Se caracteriza porque está determinado por cientos de compuestosvolátiles de diversa naturaleza química que se encuentra a concentraciones muy bajas .En términos enológicos el perfil aromático de un vino se clasifica en tres categoríasdenominadas, aroma primario, secundario y terciario. El aroma primario se componede sustancias que proceden directamente de la variedad de uva utilizada y de loscompuestos que se generan en el transcurso de la manipulación y acondicionamientodel mosto. El aroma secundario, es el que se atribuye a los compuestos generadosdurante el proceso de fermentación por el metabolismo de las levaduras vínicas. Elaroma terciario, está constituido por sustancias que se sintetizan como consecuencia delas reacciones enzimáticas y/o físico-químicas en el proceso de envejecimiento delvino. Pese a esta clasificación, el aroma genérico de fondo, se atribuyemayoritariamente, a compuestos aromáticos volátiles sintetizados por la levaduravínica S. cerevisiae a lo largo de la fermentación alcohólica. Los metabolitos secundariosmás relevantes en el aroma genérico de fondo son los ésteres volátiles con fraganciasaromáticas y sus correspondientes precursores alcohólicos cuya producción dependedel balance de actividades alcohol acetiltransferasa y éster hidrolasa. Las alcoholacetiltransferasas, codificadas por los genes ATF1 y ATF2, catalizan la síntesis deésteres volátiles a partir de un alcohol superior y acetil-CoA. La esterasa, codificadapor el gen IAH1, hidroliza los ésteres de acetato rindiendo acetato y el alcoholconstituyente.Dada la importancia que el metabolismo de la levadura S. cerevisiae ejerce en laproducción de compuestos volátiles responsables del aroma de fermentación,fundamentalmente ésteres de acetato y alcoholes, en este trabajo se han desarrolladodistintos tipos de estrategias moleculares basadas en técnicas de ingeniería metabólica.Todas ellas encaminadas a incrementar el aroma secundario originado por la levaduravínica en forma de ésteres de acetato y alcoholes superiores.En primer lugar se realizó un estudio de la implicación de las distintas actividades desíntesis y de degradación que contribuyen en la producción de volátiles. Dicho estudiose centró en el análisis cuantitativo de la acumulación de ésteres y alcoholes endistintos tipos de cepas mutantes que carecen de los genes ATF1, ATF2 e IAH1. Losdatos obtenidos muestran que la enzima codificada por el gen ATF1 participa de formamayoritaria y por este orden en la síntesis de acetato de isoamilo, acetato de isobutilo,acetato de 2-feniletilo. Además, indican que la proteína Atf2 también interviene en elproceso de síntesis, aunque su participación es cuantitativamente menor. Finalmente seconcluye que la proteína Iah1 interviene en la degradación de estos mismoscompuestos.Posteriormente, las estrategias de ingeniería metabólica desarrolladas fueron lassiguientes:1.- Sobreproducción de ésteres de acetato por sobreexpresión del gen ATF1bajo el control del promotor del gen glicolítico TDH3. Con esta estrategiade consiguió incrementar, del orden de 50 veces, la concentración de ésteresvolátiles en condiciones de vinificación.2.- Sobreproducción de volátiles por deleción de la éster hidrolasa Iah1. Eneste caso se consiguió duplicar la acumulación de dichos compuestos.3.-Sobreexpresión del gen que codifica la a-cetoisocaproato descarboxilasaimplicada en la conversión del a-cetoisocaproato en alcohol isoamílico. Conesta estrategia no se consiguió incrementar la cantidad del precursoralcohólico y/o éster de acetato acumulado.En conclusión, la estrategia más adecuada para incrementar y/o mejorar el aromasecundario en el vino es obtener una levadura vínica industrial genéticamentemodificada que contenga una expresión fuerte y constitutiva del gen ATF1. / Flavour is a wine's most important distinguishing characteristic that stem from acomplex, completely non-linear system of interactions among many hundreds ofcompounds. Wine flavour is classified according to the sources of the differentcompounds contributing to it. This include varietal flavour, flavour compoundsoriginating from the grapes, fermentative flavour, produced by yeast during alcoholicfermentation and post-fermentative flavour, compounds that appear during the ageingprocess through enzymatic or physicochemical actions. It is well known that duringfermentation processes, yeast cells produce a broad range of aroma-active substances,which greatly affect the complex flavour of wine. While these secondary metabolitesare often formed only in trace amounts, their concentrations determine the flavourprofile of these beverages. In the main secondary metabolites synthesised for S.cerevisiae are the volatile esters. Their are the product of an enzyme-catalyzedcondensation reaction between acetyl-CoA and a higher alcohol. Several differentenzymes are involved in formation of esters, which are encoded by genes ATF1 andATF2. Furthermore, they can be hydrolyzed by esterase like IAH1 gene product.Therefore, a balance of these two enzyme activities controls accumulation of volatileesters.The aims of this study are to develop several molecular strategies to construct wineyeast strain that improve accumulation of acetate esters through genetic engineering.The strategies develops were:1.- Construct disruptant strain that were lose ATF1, ATF2 and IAH1 gene,to resolve implication of gene product in volatile production.2.-Ester overproduction by regulated over expression of ATF1 genecontrolled TDH3 promoter gene and disruption IAH1 gene3.- Alcohols over production by over expression of THI3 gene.In conclusion, this study has demonstrated that in the main strategy for improvefermentative flavour in wine is construct a genetically modified wine yeast which haveheave and constitutive over expression of ATF1 gene
| Identifer | oai:union.ndltd.org:TDX_UV/oai:www.tdx.cat:10803/9532 |
| Date | 10 November 2005 |
| Creators | Uber García, Genoveva |
| Contributors | Matallana Redondo, Emilia, Ramón Vidal, Daniel, Universitat de València. Departament de Bioquímica i Biologia Molecular |
| Publisher | Universitat de València |
| Source Sets | Universitat de València |
| Language | Spanish |
| Detected Language | Spanish |
| Type | info:eu-repo/semantics/doctoralThesis, info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
| Format | application/pdf |
| Source | TDX (Tesis Doctorals en Xarxa) |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess, 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. |
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