酒精濃醪發(fā)酵菌種選育及發(fā)酵條件的優(yōu)化

張和平

摘 要：玉米是中國生產(chǎn)的主要農(nóng)作物之一。能夠在很大程度上提升玉米的產(chǎn)值，發(fā)揮玉米生產(chǎn)的潛在價(jià)值，并且為我國能源的節(jié)約做出重要的貢獻(xiàn)，因此，玉米發(fā)酵酒的工藝條件越來越受到人們的關(guān)注。本文主要研究適合于濃醪發(fā)酵的酵母菌種的選育。以實(shí)驗(yàn)室提供的酵母為起始菌株，進(jìn)行紫外誘變處理和雜交處理以選擇具有高產(chǎn)葡萄糖產(chǎn)率的菌株，通過照射時(shí)間對(duì)菌株進(jìn)行不同處理，然后進(jìn)行濃縮發(fā)酵試驗(yàn)以選擇適合于濃縮糖化和肼發(fā)酵的高產(chǎn)酵母菌，它將著重于優(yōu)化玉米發(fā)酵酒精濃度的條件。

關(guān)鍵詞：濃醪發(fā)酵；誘變；雜交；育種

1 材料和方法

1.1 菌種

高級(jí)活性干酵母實(shí)驗(yàn)室自制酵母酒菌。

1.2 培養(yǎng)基

①酵母復(fù)狀培養(yǎng)基/g.L-：葡萄糖4.0；酵母膏0.5；硫酸鋅0.14；硫酸鎂0.32；瓊脂2.0；②分離培養(yǎng)基/g.L-：葡萄糖2.0；磷酸0.1；硫酸鎂0.05；硫酸鋅0.14；酵母膏0.1；瓊脂2；硫酸銨0.05，pH6.O；③發(fā)酵培養(yǎng)基：玉米面和水按重量以1：2的比例混合，水浴加熱。60℃時(shí)按0.008g/mL加入液化酶，且保持600C半小時(shí)；后升溫至90℃，保持90℃2小時(shí)；降溫至700C，加糖化酶和營(yíng)養(yǎng)鹽（磷酸，尿素，硫酸鋅，硫酸鎂）。半小時(shí)后調(diào)pH=4.3；然后降溫至35℃?zhèn)溆?；④發(fā)酵培養(yǎng)基：玉米面和水按重量以1：2的比例混合，水浴中加熱升溫至60℃時(shí)按0.008g/mL加入液化酶，且保持600C半小時(shí)；后升溫至90℃，保持90℃2小時(shí)；降溫至700C，加糖化酶和營(yíng)養(yǎng)鹽，半小時(shí)后調(diào)pH=4.3；然后降溫至35℃?zhèn)溆谩?/p>

1.3 誘變育種

1.3.1 制酵母單孢子菌懸液

取栽培酵母傾斜（試管傾斜），加入4毫升無菌水，輕輕蓋住孢子。將其倒入已用玻璃珠消毒的三角形燒瓶中，搖動(dòng)20分鐘，并用無菌脫脂棉過濾。即得分散較好的單孢子懸浮液。

1.3.2 紫外誘變操作

①倒平板：在直徑9cm的碟子中，每只倒入分離培養(yǎng)基，放平，冷卻；②將單孢子懸浮液置于直徑為5cm的滅菌器皿中進(jìn)行紫外線照射。將含有菌液的培養(yǎng)皿放入紫外線盒中，先打開電磁攪拌器，然后打開蓋板，最后打開紫外燈開始計(jì)時(shí)。在照射結(jié)束時(shí)，關(guān)閉UV燈，蓋上盤子，將其從UV盒中取出。紫外燈固定波長(zhǎng)（用15瓦燈管）；照射距離30cm；③稀釋：從照射碟子中吸取0.5mL菌液，加入4.5mL的無菌水中，搖勻。依次稀釋至所需濃度；④分離：將上述稀釋好的液體，每個(gè)吸取O.lmL放入培養(yǎng)基已冷卻凝固的碟子中，每個(gè)濃度做1個(gè)碟子，然后用涂布棒將菌液均勻涂遍整個(gè)爹則，最后將碟子倒置入32.5℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)5-7天。

1.3.3 分析方法

①酵母菌體生長(zhǎng)量測(cè)定方法：細(xì)胞計(jì)數(shù)方法，采用血球計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)法；②粗淀粉測(cè)定：玉米粉經(jīng)水解處理后用斐林氏試劑法測(cè)定；③還原糖測(cè)定：斐林氏試劑法測(cè)定。④總糖測(cè)定：樣品經(jīng)水解處理后用斐林氏試劑法測(cè)定；⑤揮發(fā)酸測(cè)定：用氫氧化鈉滴定法測(cè)揮發(fā)酸度；⑥酒份測(cè)定：取濾液和蒸餾水各100mL于500mL三角瓶中蒸餾，餾出液95mL，用蒸餾水補(bǔ)加到100mL，用酒度計(jì)測(cè)定，同時(shí)測(cè)定溫度，并用酒精度與溫度換算表，換算成20℃時(shí)的酒精度。

2 玉米發(fā)酵酒精濃醪條件優(yōu)化

2.1 合理控制發(fā)酵溫度

玉米發(fā)酵酒的工藝條件有很多影響因素，其中一個(gè)主要影響因素是發(fā)酵溫??度。在其他條件一致的情況下，通過測(cè)量不同溫度下玉米的發(fā)酵效果，能夠得到的結(jié)論是：隨著溫度的增加，玉米發(fā)酵效果先上升后減小，在30℃左右時(shí)能夠達(dá)到最好的發(fā)酵效果，在溫度低于30℃時(shí)，發(fā)酵速度也會(huì)有所減慢，在溫度高于30℃時(shí)，發(fā)酵的酒精會(huì)產(chǎn)生一定程度的揮發(fā)，使得發(fā)酵液體的酒精含量減少，從而造成了發(fā)酵資源和發(fā)酵原料的浪費(fèi)。

2.2 嚴(yán)格按照預(yù)定速度進(jìn)行攪拌

影響玉米發(fā)酵酒精工藝條件的又一因素是攪拌。隨著攪拌速度的增加，發(fā)酵效果降低，這是因?yàn)閿嚢杷俣鹊募涌鞎?huì)導(dǎo)致所攪拌的玉米粉顆粒較大，不利于玉米粉與空氣的接觸，減少玉米粉與空氣的接觸面積，也不利于玉米粉與其他發(fā)酵原料的充分混合和發(fā)揮作用，使得玉米粉和其他原料的活性降低，從而降低了發(fā)酵效率。

2.3 合理安排發(fā)酵時(shí)間

發(fā)酵時(shí)間對(duì)玉米淀粉生料發(fā)酵酒精工藝條件有著較大的影響，直接影響著酒精發(fā)酵的酒精度和酒精酸度。在其他條件一致的情況下，通過測(cè)量不同發(fā)酵時(shí)間下玉米淀粉生料的發(fā)酵效果，能夠得到的結(jié)論是：隨著發(fā)酵時(shí)間的增加，玉米發(fā)酵酒精度先上升后減小，在50個(gè)小時(shí)左右時(shí)能夠達(dá)到最好的發(fā)酵酒精度，在發(fā)酵時(shí)間低于50個(gè)小時(shí)時(shí)，玉米淀粉生料發(fā)酵酒精的發(fā)酵酒精度成上升趨勢(shì)，酒精的酸度也隨著時(shí)間的增加而相應(yīng)的提高濃度。

3 結(jié)束語

近年來，對(duì)于玉米發(fā)酵酒精工藝條件的研究越來越受到人們的廣泛關(guān)注，不僅僅是因?yàn)槲覈怯衩咨a(chǎn)的大國，更因?yàn)橛衩装l(fā)酵酒精能夠減少自然資源的巨大消耗給我國健康可持續(xù)發(fā)展帶來的壓力，能夠在一定程度上減少環(huán)境的污染?？偟膩碚f，玉米發(fā)酵酒精工藝條件的研究對(duì)于促進(jìn)我國玉米的產(chǎn)值和我國經(jīng)濟(jì)、環(huán)境保護(hù)的發(fā)展有重要的作用，對(duì)于玉米酵酒精工藝條件的研究也必將有更好的發(fā)展前景。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃宇彤，杜連祥.玉米原料酒精高濃度發(fā)酵中間試驗(yàn)的研究[J].天津輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2012.