幾種品牌酵母耐性生長曲線對比研究

何 貝，王學(xué)東*，葉 鵬，陳聰莉，于 鋒，匡 威

（武漢輕工大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，湖北武漢 430023）

目前，世界上的酵母工業(yè)已經(jīng)形成了獨(dú)立的產(chǎn)業(yè)體系，生產(chǎn)規(guī)模越來越大[1]。酵母工業(yè)是食品與食品配料行業(yè)的重要部分，國家《“十一五”發(fā)展規(guī)劃綱要》明確指出：“生物產(chǎn)業(yè)要充分發(fā)揮我國特有的資源優(yōu)勢和技術(shù)優(yōu)勢，面向健康、農(nóng)業(yè)、環(huán)保等的重大需求，努力實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)與重要產(chǎn)品新突破?！边@為酵母工業(yè)的未來發(fā)展提供方向和指導(dǎo)[2-3]。酵母行業(yè)處于快速發(fā)展期，其產(chǎn)品產(chǎn)量、產(chǎn)值穩(wěn)步增長，生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大[4]。同時消費(fèi)者也是日趨成熟，購買活性干酵母由單純份量、價格的選擇，轉(zhuǎn)向了越來越重視品牌、質(zhì)量、售后服務(wù)和技術(shù)指導(dǎo)等[5-6]。

酵母是生產(chǎn)發(fā)酵面食中重要原料之一，其特性的不同也會直接影響著發(fā)酵面食制品的最終質(zhì)量。由于目前，在國內(nèi)面食發(fā)酵中應(yīng)用的干酵母（即發(fā)活性干酵母）已經(jīng)有十幾種，其中包括進(jìn)口的、國產(chǎn)的[7]。這就導(dǎo)致干酵母的品質(zhì)以及發(fā)酵特性存在著很大的差異，具有不同的適用性。所以發(fā)酵面食加工廠在選用酵母前，只有了解了該酵母的品質(zhì)特性才能做到正確、合理的使用，以確保品質(zhì)的質(zhì)量[8]。

在發(fā)面的過程中，酵母的發(fā)酵受到pH值、溫度、糖和滲透壓等因素的影響。而在發(fā)面過程中，糖和鹽這兩種原料則是影響酵母耐滲透壓的主要因素[9-10]。一般來說，增加培養(yǎng)基底物（糖、鹽）的濃度，能增加酵母的代謝活性，但過高的底物濃度，會對酵母細(xì)胞產(chǎn)生高的滲透壓力，影響酵母的生長與代謝，甚至完全抑制酵母的生長。研究酵母的耐性生長曲線，能更直觀地評價酵母的耐滲特性，使酵母在實(shí)際生產(chǎn)和生活中得到更好的利用，在理論和實(shí)踐上都有著重要的意義[11]。

莫麗春等[12]針對幾種即發(fā)活性干酵母的發(fā)酵特性進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，不同干酵母的耐鹽性和耐糖性均有所不同。劉湄等[13]研究得到結(jié)論，蔗糖酶活力低的菌株，在高糖面團(tuán)中發(fā)酵力較好；而麥芽糖適應(yīng)性好的菌株，在無糖面團(tuán)中起發(fā)速度較快。馬勇等[14]分別采用分光光度法和直接計數(shù)法分別對產(chǎn)油酵母菌YI的生長曲線進(jìn)行測定，在對數(shù)期以前，兩種方法的結(jié)果基本是一致的；在穩(wěn)定期和衰亡期，直接技術(shù)法更能真實(shí)反映酵母菌的生長情況，而對數(shù)期和穩(wěn)定期，產(chǎn)油酵母菌YI培養(yǎng)液的OD600nm值與細(xì)胞數(shù)量之間均存在較好的相關(guān)性。

針對酵母菌耐滲性的特點(diǎn)，來選擇優(yōu)良特性的菌種，是目前研究較多的方向。但是缺乏一個整體規(guī)范的方法，目前還沒有很好且準(zhǔn)確的評價酵母耐滲性的方法。目前主要有以下幾種試驗(yàn)方法[15-16]：①以滲透性對酵母生長的影響來定義；②以耐滲性對酵母發(fā)酵能力的影響來定義；③以不同滲透壓下對酵母細(xì)胞活性的影響來定義。本研究采用酵母耐性生長曲線展開試驗(yàn)，從表征液體培養(yǎng)基中產(chǎn)生脅迫對酵母生長的影響來判定其生長情況[17]。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

歐洲1號（A）高糖和低糖酵母、歐洲2號（B）高糖和低糖酵母、國產(chǎn)1號（C）高糖和低糖酵母、國產(chǎn)2號（D）高糖和低糖酵母：市售。酵母膏、蛋白胨：北京奧博星生物技術(shù)有限公司；葡萄糖、氯化鈉：國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

酵母浸出粉胨葡萄糖（yeast extract peptone dextrose medium，YPD）培養(yǎng)基：酵母膏1%，葡萄糖2%，蛋白胨2%，于115 ℃滅菌30 min。

1.2 儀器與設(shè)備

BS2242電子天平：北京奧多利斯儀器系統(tǒng)有限公司；DK-98-II電子萬用爐：北京市永光明醫(yī)療儀器有限公司；QYC-200搖床：上海福瑪實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；TD-5G臺式低速離心機(jī)：湖南凱達(dá)科學(xué)儀器有限公司；YX280A手提式蒸汽滅菌鍋：上海三申醫(yī)療器械有限公司；T6-新世紀(jì)紫外可見分光光度計：北京普析通用儀器有限責(zé)任公司。

1.3 試驗(yàn)方法[9，14，17]

1.3.1 低糖酵母耐鹽性生長曲線

在YPD液體培養(yǎng)基的基礎(chǔ)上分別添加1%、3%、5%和7%的氯化鈉，以不添加氯化鈉的培養(yǎng)基作為對照。低糖酵母粉于空白YPD培養(yǎng)基中30 ℃過夜培養(yǎng)后，以菌液A600nm=0.1時的濃度接種于各耐鹽梯度的液體培養(yǎng)基中，置于30 ℃、200 r/min的搖床中進(jìn)行觀察培養(yǎng)。每隔4 h測定其在波長600 nm條件下的吸光度值，直至48 h，觀察酵母菌種在各鹽含量下的生長情況。

1.3.2 高糖酵母耐鹽性生長曲線

方法同1.3.1。

1.3.3 低糖酵母耐低糖性生長曲線

低糖酵母粉于空白YPD培養(yǎng)基中30 ℃過夜培養(yǎng)后，以菌液A600nm=0.1時的濃度接種于各低糖梯度的液體培養(yǎng)基中，置于30 ℃、200 r/min的搖床中進(jìn)行觀察培養(yǎng)，以不添加葡萄糖的培養(yǎng)基作為對照。每隔4 h測定其在波長600 nm條件下的吸光度值，直至48 h，觀察酵母菌種在各鹽含量下的生長情況。

1.3.4 高糖酵母耐高糖性生長曲線

高糖酵母粉于空白YPD培養(yǎng)基中30 ℃過夜培養(yǎng)后，以菌液A600nm=0.1時的濃度接種于各高糖梯度的液體培養(yǎng)基中，置于30 ℃、200 r/min的搖床中進(jìn)行觀察培養(yǎng)，以不添加葡萄糖的培養(yǎng)基作為對照。每隔4 h測定其在波長600 nm處的吸光度值，直至48 h，觀察酵母菌種在各鹽含量下的生長情況。

2 結(jié)果與分析

2.1 酵母耐鹽性生長曲線分析

2.1.1 低糖酵母耐鹽性生長曲線

根據(jù)低糖酵母耐鹽性生長曲線（見圖1）分析可知，在不含鹽和鹽含量為1%時，4種低糖酵母的生長趨勢差不多。而在鹽含量為3%時，表現(xiàn)為D低糖酵母的生長趨勢較緩慢。在含量為5%～7%時，A、B兩種低糖酵母的生長趨勢優(yōu)于C和D兩種低糖酵母。

圖1 低糖酵母耐鹽性生長曲線Fig.1 Growth curves of low sugar tolerant yeasts with salt tolerance

整體來看，在鹽含量為0～3%時，4種品牌酵母菌的生長都在12～16 h達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。而鹽含量≥3%時，其生長趨勢明顯弱于鹽含量為0～3%環(huán)境下的生長情況，且鹽含量越高生長趨勢越緩慢，達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)所需的時間越長。

2.1.2 高糖酵母耐鹽性生長曲線

由高糖酵母菌在耐鹽性生長曲線（見圖2）可知，在不含鹽的情況下，酵母菌種的生長曲線在8 h左右達(dá)到一個平穩(wěn)階段，1%鹽含量時其在12 h左右達(dá)到平穩(wěn)階段，而3%鹽含量則是在16 h左右達(dá)到平穩(wěn)階段。鹽含量≥3%時，酵母生長較為緩慢，其越來越難達(dá)到一個平穩(wěn)的階段。在高糖酵母中，A、B、D三種酵母的耐鹽生長曲線是相似的，C酵母的生長趨勢則稍弱一些。

總的來說，鹽含量為0～3%的情況下，為4種高糖酵母較適宜的生長環(huán)境，且易于達(dá)到一個平穩(wěn)生長的趨勢。

2.2 酵母耐糖性生長曲線分析

2.2.1 低糖酵母耐糖性生長曲線

根據(jù)低糖酵母耐低糖的生長曲線（見圖3）分析可知，在0～8%的糖含量下，4種低糖酵母的生長趨勢變化情況不大，C低糖酵母的生長較為明顯，A、B、D的生長情況較為接近，都是微有增長的趨勢?？偟膩碚f，4種低糖酵母在糖含量為0～8%時其生長不受影響，且都稍有增長，4種低糖酵母的生長趨勢也較為接近，都是在16 h左右達(dá)到一個穩(wěn)定的階段。

圖2 高糖酵母耐鹽性生長曲線Fig.2 Growth curve of high sugar tolerant yeasts with salt tolerance

2.2.2 高糖酵母耐糖性生長曲線

根據(jù)高糖酵母耐高糖生長曲線（見圖4）的結(jié)果可知，4種酵母在高糖含量條件下，其生長趨勢都比較接近。且在不含糖的情況下，4種酵母的吸光度值均在2.0～2.5，但是在糖含量為10%、20%、30%的情況下，吸光度值均有明顯的增長。且依次是在16 h、20 h、24 h達(dá)到一個穩(wěn)定的階段。糖含量為40%～50%時，其生長趨勢開始較緩慢。而糖含量越高，其達(dá)到平穩(wěn)趨勢所需的時間越長，且生長也越緩慢。

圖4 高糖酵母耐高糖性生長曲線Fig.4 Growth curves of high sugar tolerant yeasts with glucose tolerance

3 結(jié)論

整體來看，無論是高糖還是低糖酵母菌，在鹽含量為0～3%時，4種酵母菌的生長都是在12 h～16 h達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，之后的生長速度則較為平穩(wěn)。在鹽含量≥3%時，可以觀察到4種酵母菌的生長趨勢明顯弱于其在不含鹽環(huán)境下的生長情況，且鹽含量越高生長趨勢越緩慢，達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)的時間越長。

4種低糖酵母在糖含量為0～8%時其生長不受影響，且都稍有增長，也即糖含量為0～8%條件下是利于低糖酵母生長，且4種低糖酵母的生長趨勢也較為接近，都是在16 h左右達(dá)到一個穩(wěn)定的階段。4種高糖酵母在0～30%的糖含量下，其生長趨勢較快。糖含量為40%～50%時，其生長趨勢開始較緩慢，其達(dá)到平穩(wěn)趨勢的時間越長。

結(jié)果表明，在制作面制品時，不論是加入低糖或是高糖酵母的面制品中，鹽含量在0～3%時最為適宜；在加有低糖酵母的面制品中適量的加入0～8%的糖時，是利于酵母菌的生長的；而在加入高糖酵母的面制品中其糖量最適宜不超過30%，否則會抑制酵母菌的生長。同時在研究過程中，可以根據(jù)酵母菌約在16 h左右達(dá)到一個穩(wěn)定階段，而選擇該階段生長較為穩(wěn)定的酵母菌進(jìn)行試驗(yàn)分析，以保證菌種生長的穩(wěn)定性。

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