酿酒酵母的紫外诱变选育及发酵条件研究

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1、酿酒酵母的紫外诱变选育及发酵条件研究杨亚珍ａ，查凡ａ，果然ａ，张建民ｂ（长江大学，ａ．生命科学学院；ｂ．农学院，湖北荆州４３４０２５）摘要：以果园土为菌种，采用平板分离法得到５种酵母菌，对其进行紫外线诱变，筛选出７株酵母菌突变株，通过测定突变株的发酵性能，从中筛选出１株液化酶活力、糖化酶活力、蛋白酶活力及发酵力均较好的酵母突变株Ｎ４－４，其发酵液化酶活力、糖化酶活力、蛋白酶活力和发酵力比对照菌株分别提高了６．７％、７．５％、８．１％和３９．０％，通过单因素和正交试验确定该突变株的最佳发酵条件。结果表明，在３０℃、１２

2、０ｒ／ｍｉｎ的培养条件下，突变株最佳发酵条件为３％葡萄糖、３％（ＮＨ４）２ＳＯ４、ｐＨ５．０、３％接种量（Ｖ∶Ｖ）。.jyqkin培养24h后，涂布平板，统计菌落数并测定培养液发酵力。2）碳源试验：制备含3%的不同碳源（葡萄糖、果糖、麸皮、麦芽糖、甘露糖、乳糖）的培养液，接种1%的优良突变株，30℃、120r/min培养24h后，涂布平板，统计菌落数并测定培养液发酵力。3）氮源试验：制备含2%的不同氮源［蛋白胨、黄豆粉、酵母粉、牛肉膏、NaNO3、(NH4)2SO4］的培养液，接种1%的优良突变株，30℃、120r/

3、min培养24h后，涂布平板，统计菌落数并测定培养液发酵力。4）接种量试验：制备100mL液体培养基，分别接种2％、4％、6％、8％、10％的优良突变株，30℃、120r/min培养24h后，涂布平板，统计菌落数并测定培养液发酵力。１．２．６正交试验根据单因素试验结果设计正交试验，选择４因素３水平进行试验，正交试验因素和水平见表１。２结果与分析２．１酵母菌的分离、纯化结果经反复分离纯化筛选出５种酵母菌，其菌落形态特征见表２。２．２菌株发酵性能将所筛选的５种酵母菌分别制成酒曲，测定其部分理化指标，结果见表３。由表３可知

4、，酒曲Ｎ２、Ｎ４的水分含量均在１２％～１３％，酸度在１．１ｍｍｏｌ／１００ｇ以上，研究表明，酸度在０．９～１．３ｍｍｏｌ／１００ｇ的为一级酒曲，在０．６～０．９ｍｍｏｌ／１００ｇ的为二级酒曲［6］，因此这两种酒曲已满足一级酒曲的要求。Ｎ４号酒曲液化酶活力、糖化酶活力、蛋白酶活力均为最高，Ｎ２号酒曲次之。而Ｎ２号酒曲发酵力最大，Ｎ４次之。综合考虑各项指标，选择Ｎ４号株菌作为出发菌种进行紫外线诱变。２．３Ｎ４号菌株的紫外线诱变致死率由表４可知，紫外线处理对酵母菌有较强的致死作用。诱变时间越长，致死率越高。当致死率超过７５

5、％时常引起正突变［１０］，因此选择诱变３ｍｉｎ致死率为９７．１％的这４株菌株（记为Ｎ４－１、Ｎ４－２、Ｎ４－３、Ｎ４－４），诱变４ｍｉｎ致死率为９８．６％的２株菌株（记为Ｎ４－５、Ｎ４－６）和诱变５ｍｉｎ致死率为９９．３％的１个菌株（记为Ｎ４－７）做进一步试验。２．４突变株发酵性能比较由表５可知，与对照相比，诱变４、５ｍｉｎ所得的突变株Ｎ４－５、Ｎ４－６和Ｎ４－７发酵力均有不同程度下降，呈现负突变。而诱变时间较短的Ｎ４－２、Ｎ４－３和Ｎ４－４３株突变株发酵力较诱变前均有不同程度提高，其中突变株Ｎ４－４的发酵力最好，其

6、液化酶活力、糖化酶活力、蛋白酶活力和发酵力比对照菌株分别提高了６．７％、７．５％、８．１％和３９．０％。２．５优良菌株Ｎ４－４的遗传稳定性根据突变株发酵力测定结果，对优良菌株Ｎ４－４的遗传稳定性进行分析，结果如表６所示。由表６可知，诱变后得到的优良菌株Ｎ４－４经３代传递，菌株发酵力仍保持较高水平，而且比较稳定，说明突变株已具有稳定的遗传性状。２．６优良菌株Ｎ４－４的最优发酵条件研究２．６．１酵母菌发酵的最适ｐＨ由表７可知，ｐＨ对酵母菌的生长和发酵能力影响较大，ｐＨ为３～５时，菌落数和发酵力均呈增长趋势；ｐＨ为５时菌落

7、数和发酵力均为最大，分别为２．６×１０１１ＣＦＵ／ｍＬ和０．８６５ｇ/（ｇ·７２ｈ），然后随ｐＨ再增大，菌落数和发酵力均呈下降趋势。２．６．２酵母菌最适碳源由表８可知，Ｎ４－４酵母菌对不同糖类物质的利用能力差异较大。当碳源为葡萄糖时，菌落数和发酵力均达到最大，分别为６．５×１０１１ＣＦＵ／ｍＬ、０．９１３ｇ/（ｇ·７２ｈ）；当碳源为乳糖时，菌落数为５．３×１０７ＣＦＵ／ｍＬ，发酵力为０．３６３ｇ/（ｇ·７２ｈ），远远低于葡萄糖为碳源时的菌落数和发酵力。２．６．３酵母菌最适氮源由表９可以看出，氮源为（ＮＨ４）２ＳＯ４时

8、，酵母菌Ｎ４－４菌落数和发酵力均为最佳，分别为２．２×１０１１ＣＦＵ／ｍＬ、０．６８９ｇ/（ｇ·７２ｈ），因此，选择（ＮＨ４）２ＳＯ４为酵母菌培养最适氮源。２．６．４酵母菌最适接种量由表１０可以看出，接种量为４％时，酵母菌Ｎ４－４菌落数和发酵力均达到最大，分别为２．２×１０１１ＣＦＵ／ｍＬ、０．７３８ｇ/（ｇ·７２ｈ），当接种量大于４％时，酵母