酿酒酵母的功能物质与菌株分类及筛选鉴定!
(2023-01-31 09:43:16)
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分类: 微生物菌种 |
一、菌种简介
酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae),又称面包酵母或者出芽酵母。酿酒酵母是与人类关系最广泛的一种酵母,用于制作面包和馒头等食品及酿酒。酿酒酵母的细胞为球形或者卵形,直径5-10μm。其繁殖的方法为出芽生殖。酿酒酵母与同为真核生物的动物和植物细胞具有很多相同的结构,又容易培养,酵母被用作研究真核生物的模式生物。酿酒酵母被认为是最具潜力的大规模生产菌种。
酿酒酵母是第一个完成基因组测序的真核生物,测序工作于1996年完成。同时,酿酒酵母是发酵中最常用的生物种类。酿酒酵母具有生长周期短、发酵能力强、容易进行大规模培养以及含有多种蛋白质、氨基酸、维生素、生物活性物质等丰富的营养成分等优点,一直是基础及应用研究的主要对象,在食品、医药等领域应用广泛。酿酒酵母也被用于其他具有重要工业价值代谢产物的发酵。
二、菌株分类
酵母属狭义酿酒酵母组( Saccharomyces sensu stricto),包括7个紧密相关的种:酿酒酵母(Sac. cerevisiae)、奇异酵母(Sae. paradoxus)、贝酵母(Sac. bayanus)、巴斯德酵母(Sae. pastorianus)、里约酵母(Sac. cariocas)、麦卡特酵母(Sac. mikatae)和库维酵母(Sac. kudriavzevii)。巴斯德酵母一般认为是酿酒酵母和贝酵母的杂交种。大量生态和生物技术方面的研究表明,酿酒酵母是酒精生产和果汁发酵酿酒的主要菌种,传统的名称,如椭圆酵母(Sac. ellipsoideus)、卵形酵母(Sac. ouiformis)、Sac. chensiensis、薛瓦酵母(Sac. chevalieri)等代表Sac. cereuisiae种下具有不同技术性能的株系。啤酒生产中应用的菌株大多属于巴斯德酵母。奇异酵母只存在于自然环境中,从生产环境中很少分离到,用于工业生产的酿酒酵母菌株可能由奇异酵母驯化而来。贝酵母曾用名葡萄汁酵母(Sac. uvaria),广泛用于生产面包和酿造葡萄酒。
根据产品用途还可将酿酒酵母分为酒精活性干酵母、白酒活性干酵母、葡萄酒活性干酵母、黄酒活性干酵母和啤酒活性干酵母等。其中白酒用活性干酵母又分为很少产酯的酒精活性干酵母和产酯能力强的生香活性干酵母。
三、筛选鉴定
1、筛选
酿酒酵母的无性繁殖方式筛选。对液体培养基培养48h的酵母菌株,在16×40倍显微镜镜检,筛选出以多端出芽繁殖的菌株。
WL琼脂培养基筛选酿酒酵母。将分离出来的酵母菌株,接种液体培养基活化24h后接种到WL琼脂培养基,27培养Sd后观察,筛选出菌落颜色为奶油色(浅黄色)至绿色,表面为球形突起,光滑,不透明,奶油状的菌株。
赖氨酸培养基筛选。接种液体培养基活化24h后,按照1%接种量接种酵母到5mL无菌水中进行饥饿处理,5d后,接种到赖氨酸培养基,27培养5d后观察是否有酵母生长,培养48h后没有菌落出现的继续培养,直到15d后仍无菌落生长说明可能是酿酒酵母。
2、鉴定
形态与培养特征。将菌种接种到液体培养基中,25培养3-7d,观察是否发酵、培养液是否浑浊,是否形成环或岛,沉淀量多少及松紧状况,并制水浸片于显微镜下观察,记录酵母的无性繁殖方式与细胞的形状。将酵母在琼脂培养基上划线,于28培养3-4d,观察其菌落形态。
酵母假菌丝的观察。将菌株在25活化后,在琼脂平板上划线接种(每个平板2-3条),在菌线上盖上无菌盖玻片,在28下培养5-10d。
酵母菌子囊孢子的观察。把产子囊孢子培养基做成斜面;菌株在25琼脂培养基活化1-2d后,接种到生孢培养基斜面上划线,25培养3d,镜检是否有子囊孢子。凡未见孢子的在17左右保持4-6周,每周再检查是否出现子囊孢子。
四、功能物质
酿酒酵母菌含丰富的蛋白质、维生素、矿物质、多糖和许多生物活性物质,有许多完整的酶系,并含有2.5%-10%的核糖核酸(ribose nucleic acid,RNA)。
酿酒酵母细胞壁含有丰富的β-1,3-葡聚糖和甘露寡糖(mannan oligosaccharide,MOS),其含量可达到细胞壁干质量的95%左右。β-葡聚糖是通过β-1,3/1,6糖苷键的方式结合形成的一种结构多糖,位于酵母细胞壁的内层,占细胞壁干质量的30%-60%。β-葡聚糖在食品工业得到广泛应用。甘露寡糖主要由酿酒酵母细胞壁中的甘露聚糖酶解而来,是由几个甘露糖分子或甘露糖与葡聚糖通过α-1,2或β-1,3和α-1,6糖苷键组成的寡聚糖,位于细胞壁的外层。
酵母细胞原生质中含丰富的小肽,特别是谷胱甘肽(glutathione,GSH),可直接快速地被动物吸收利用,且耗能低,载体不易饱和。酿酒酵母富含核酸,其中约95%为RNA,占细胞干质量的7%-10%。
酿酒酵母中含超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD),SOD可催化超氧阴离子的歧化反应,消除超氧阴离子的毒性,对机体具有保护作用。此外,酿酒酵母菌体中还含有海藻糖、维生素、矿物质和三磷酸腺苷等营养和功能成分,这些成分也在不断地进行研究利用中。