安徽农业科学,Journal
ofAnhui
A加.Sci.2009,37(34):16760—16762
责任编辑熊章琴责任校对张士敏
酒精耐受型酿酒酵母菌的诱变筛选
易弋1,黎娅1,g-JL平1,李凯2
(1.广西工学院,广西柳州545006;2.四川省中医药高等专科学校,四川绵阳621000)
摘要[目的]筛选酒精耐受型酿酒酵母茵最佳菌株。[方法]利用紫外线对酿酒酵母JL2008进行诱变处理,并结合氯化三苯四氮唑(yrc)进行筛选,对5株对酒精具有较强耐受性的突变株SCl一SC5的酒精耐受性进行比较,选择出2株酒精耐受性较强的突变株(SCl和sC5)进行酒精发酵,测定其生长速率和发酵性能。[结果]2株菌的酒精耐受能力远远高于出发茵株,均能在酒精体积分数为9%的培养基上生长;在含糖15%的培养基中,SCl的酒精发酵终浓度和发酵效率与原始菌株大致相同;在含糖30%的培养基中,SCl旮眚酒精发酵终浓度和发酵效率分别是16.54%和85.2%,均高于原始菌株。[结论]突变株SCl在含酒精培养基中的生长和在浓醪条件下的发
酵效果优于J【2008,是一株极具潜力的应用于浓醪发酵的酵母菌株。关键词酒精耐受性;酿酒酵母;诱变;筛选中图分类号S182
文献标识码A
文章编号1
0517—6611(2009)34—16760—03
MutationScreeningofSaccharomycescerevisiaeStrainswithAlcoholToleranceⅥYietal(GuangxiUniversityofTechnology.Liuzhou.Guangxi545006)
Abstract
fObjective]The
mutantrate
strains
purposewasto
screenouttheoptimumstrainout
cerevisiaeJL2008Wasmutatedbyultravioletcompared.Twotion.thegrowth
withthe
rays
andscreenedwith
m.Five
fromSaccharomyces
mutant
cerevisiaewithalcohol
strainswith
strong
tolerance.IMethods.
alcoholtolerance(SCl一SC5)were
mutant
strongest
alcoholtolerance(SCland
were
on
SC5)were
selectedfromthese5strainsforalcoholfermenta—
two
andfermentationperformanceofSClandSC5determined.1Result】Thealcoholtoleranceofthese
were
strainswas
muchhigherthanthatoftheoriginalstrain.andtheybothcould
grow
themediawi山9%ethanolvolumefraction.Onthemediawith15%slu.
approximatelysameasthatoforiginalstrain.Onthemedia
were
cose.thefinalconcn.ofalcoholfermentationandfermentationefficiencyofSClwith30%glucose.t}lefinalconcn.ofalcoholfermentationand
were
fermentation
betterthan
efficiencyofSCl
on
16.54%and85.2%resp.andbotllofthem
on
higherthanthatof
A1cohol
origlnaIstrain.『Conclusion1SCl
a
was
J汜008
theits
growth
themediawithethanolanditsfermentation
effectundertheconditionofheavymash.SOitWasKeywords
greatpotentialstrainthatWasappliedintheheavymash
fermentation
ofS.cerevisiae.
tolerance:Saccharomycescerevisiae:Mutation:Screening
在酒精发酵过程中,酵母自身产生的酒精达到一定浓度时,会对酵母产生毒性,影响其生长、细胞发育以及酒精发酵
1000
ml,调pH值为4.5,115℃灭菌20min。固体培养基在
液体培养基的基础上添加1.5%的琼脂。发酵培养基:葡萄
的能力…,进一步提高酒精浓度,发酵便会停止。各国的研究者从生物化学、分子生物学等角度进行了大量的研究,但
仍然未能清楚地了解酵母菌对酒精产生响应的分子机
糖150.0g或300.0g,酵母膏5.0g,蛋白胨5.0
g,MgS04・7H200.6g,CaCl20.6
g,NH4C11.0
000
g,加水溶解至1
ml,调
节pH值为4.5,115oC灭菌20min。TYC(2,3,5一氯化三苯基
制旧‘3。。大量研究显示酵母菌酒精耐受机制是一个非常复杂的应答过程,有超过200个的基因参与到了该应答当中【41。在针对酵母菌酒精耐受性的研究中,虽然有部分结论还没有得到一致的意见,但绝大部分科学家都承认酒精通过对细胞膜产生作用,使细胞膜的透性、流动性、构造发生变
化,引起细胞膜的功能受到比较大的损伤。酵母细胞对此作出应答,使其细胞膜成分发生变化,以便能在有酒精存在的环境下生长∞1。
四氮唑)上层培养基∞1:葡萄糖0.5g,琼脂1.5g,加水至100
rnl,115℃灭菌20min,待冷却至55℃左右时,加入
Trc50mg。
1.2试验方法
1.2.1酒精耐受性酵母菌的诱变筛选。
1.2.1.1驯化。将原始菌在酒精体积分数为1%的液体培养基中培养3代后,转入酒精体积分数为2%的培养基中再培养3代,最后转入酒精体积分数为3%的培养基中培养3
目前,国内酒精厂的发酵醪酒精终体积分数一般在10%
左右,与国外发酵醪酒精体积分数13%以上还有很大的差距。随着高浓醪发酵等新技术的应用,发酵醪的酒精终体积
代,获得诱变的出发菌株。
1.2.1.2紫外线诱变剂量的确定。将稀释一定倍数的酵母菌涂布于含固体培养基的平板,在紫外灯(10w)下照射不
同时间后,30屯暗培养48h,同时取一份样品不经紫外线照
分数将会大幅度提高,同时酒精工业生产对强化酵母酒精耐
受能力的要求也日趋明显。1材料与方法1.1试验材料
1.1.1菌种。酒精发酵高产Saccharomyces
cerevisiae
射。培养后通过菌落计数计算不同照射时间下的致死率,选择致死率75%一80%的照射时间作为诱变时间。
1.2.1.3突变株的筛选。①将稀释后的酵母菌涂布于酒精
JL2008,
体积分数为4%的固体培养基上,根据“1.2.1.2”的试验结果进行紫外线诱变处理后,于30℃下暗培养。待长出菌落后,倒入一层TYC上层培养基,暗处继续培养2~3h。结束后挑
由实验室从某酒精厂发酵醪液中分离并保藏。
1.1.2培养基。酵母培养基:葡萄糖50.0g,酵母膏8.5
NH4C1
1.0g,MgS04・7H200.6g,CaCl20.6
g,
g,加水溶解至
选5株长势好、红色较深的菌落备用。T他可以和细胞线粒体内的琥珀酸脱氢酶反应,生成红色的甲月赞,由此可判断酵母中呼吸酶活力的大小,即酵母产酒精能力的高低o“。②将①中挑选的5株菌培养后,分别涂布于酒精体积分数为6%的固体培养基上,同样进行TTC筛选,选出5株长势好、发酵能力强的酵母菌。③将②中挑选的5株菌培养后,分别
基金项目
广西教育厅科研项目(200707MS069);广西工学院博士基金项目(院科博0818001)。
作者简介另弋(1979一),男,四川都江堰人。博士,副教授,从事微生
物发酵与分子生物学方面的研究。
收稿日期2009-07-28
37卷34期易弋等酒精耐受型酿酒酵母茵的诱变筛选
16761
涂布于酒精体积分数为8%的固体培养基上,经Trc法筛选出5株酵母菌,编号为SCl~SC5。
1.2.2突变株酒精耐受性比较。将筛选出的突变株与原始
2结果与分析
2.1不同紫外线照射时间下的致死率
由图1可知,随着
s
紫外线照射时间的增加,酵母菌的死亡率也逐渐升高。15
菌株分别置于酒精体积分数为3%、5%、7%、9%的培养基中培养,通过其生长情况来比较各菌株对酒精的耐受性。
1.2.3突变株的酒精发酵试验。通过“1.2.2”的比较结果,选择出2株酒精耐受性最强的突变株进行酒精发酵。发酵于33℃进行,转速100r/min,接种量10%,每4h测定1次co:失重,失重小于0.1g认为发酵结束。发酵结束后测定
以内紫外线的致死率基本为0;在30~35S,致死率从39.4%突然上升至71.2%,有了极大幅度的提高;50S时,致死率达到了95.6%。试验选取致死率在75%~80%的紫外照射时间,即40S作为诱变处理的时间。
2.2突变株酒精耐受性比较按“1.2.1.3”所述方法,经紫外线诱变,并通过在含酒精的固体培养基上进行TTc筛选,最终得到了5株对酒精具有较强耐受性的突变株SCl~
酒精度和残糖,根据CO:失重计算发酵效率。
1g
SC5。将这5株菌与原始菌株在酒精体积分数为3%、5%、7%、9%的培养基中分别培养,通过绘制其生长曲线比较几
株菌的酒精耐受能力。由图2可知,突变株的酒精耐受性远远高于原始菌株JL2008。当培养基中酒精体积分数仅为3%
3
时,原始菌株的生长即被抑制到了突变株的50%;在酒精体积分数为5%的培养基中,原始菌株几乎不能生长,而突变株
针
谣躐
的生长与在酒精体积分数为3%的培养基中相差不大,只有SC4受到了轻微的抑制;当培养基中酒精体积分数提高到7%时,突变株的生长均受到了一定的影响,其中SC3与SC4受到的影响较明显;当酒精体积分数提高到9%时,突变株的
生长受到了较严重的抑制,其中SCl和SC5较另外3株菌表现出了更强的酒精耐受性。
己
Z
L
Fig.1
1.
L
三
1.
管
n
a
n
n
时间TimeⅣh
1.6
L
时间TimeⅣh
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:分
n4
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2
O
4681012142468101214
时间TimeⅣh
图2不同酒精浓度下酵母西的生长曲线
Fig.2
The
growth
时间TimeⅣh
cuHe
ofyeastunderdifferentconcentrations’ethan01
日本清酒酵母是一种酒精耐受能力很强的酵母菌【81,该菌的生长被体积分数为12%的酒精完全抑制,发酵能力达到
300
发酵。在酵母菌酒精发酵过程中,每产生1分子的乙醇,就能
产生1分子的CO:,因此可以通过C0:的失熏程度来判断发酵速度的快慢。由图3可知,在发酵起始阶段,原始菌株产酒精的速度要明显快于突变株。32h后,SCl的发酵速度逐渐加快,到发酵结束时SCl和JL2008的发酵酒精终体积分数以及发酵效率都相差不大(表1),不过SCl的发酵时间要比JL2008长了约4h。而SC5的发酵能力要明显低予原始
g/L酒精。在酒精体积分数为9%的培养基中,SCl和
SC5的生长被抑制了约50%,由此可见,这2株菌有着较强的酒精耐受性,因此选择SCl和SC5进行下一步的酒精发酵试验。
2.3酒精发酵在500ml三角瓶中加入200ml含糖15%的发酵培养基中,分别接入JL2008、SCl和SC5进行酒精
菌株,其发酵酒精终体积分数只相当于ji2008的85%。
16762安徽农业科学
2009正
曲1
专1
旦1
¨
量l
鐾
g
悯《
g
时间TimeⅣh图3
CO:失重
Fig.3
Theweightlossof
C02
表1
15%葡萄糖培养基中的发酵结果
TabIel
Theresultoffermentationin
the
cuItummediumcontained
!!丝型坚婴璧
菌株间∥h
菌Str株ain
黼s/L
laudiseRn%or嬲mentatiit∥atnemr霉eF发瑟loho黝c
分数∥%
“”“+““
Fermentation
Alcoho
volume…
sugar
timefraction
etilcl。n。y
考虑到突变株的酒精耐受能力要远远高于原始菌株,因此突变株在高酒精体积分数下的酒精发酵能力可能强于原始菌株,而图3中SCl在32h后发酵速度的提高也说明了这点。对JL2008、SCl和SC5进行了浓醪(即使用含葡萄糖30%的培养基)发酵,用以比较突变株与原始菌株的酒精发酵能力。
由表2可知,随着初始糖浓度的增加,发酵后的酒精终
体积分数有所提高。但发酵液中的残糖含量较高,SC5中残
糖含量高达42.7g/L,最低的SCl也有23.2g/L,与之直接相关的则是3株菌的发酵效率都降低了5%~15%。发酵时间也由先前的48h延长至64h。虽然3株菌在浓醪发酵中的发酵效果均不太理想,但可以看出SCl的发酵效率要比原始菌株高出近10.0%,发酵时间也缩短了4h,这说明SCl在
高体积分数酒精下的发酵能力确实高于JL2008。
表2
30%葡萄糖培养基中的发酵结果
Table2
Theresult
offermentation
in
the
culturemediumcontained
≯|;|
"为舵锯甜甜H№坦&}舛侈%黔舛3讨论
酵母菌酒精耐受机制是一个非常复杂的应答过程。细胞膜中不饱和脂肪酸的含量及其链的长短…、细胞膜ATP
酶的活性。1…、热休克蛋白的感应¨“、细胞内海藻糖的积累¨“、麦角固醇的合成【13J等都被报道与酵母细胞的酒精耐
受性相关。而酵母菌发酵产酒精的能力则与葡萄糖代谢过程中的代谢酶如已糖激酶、磷酸果糖激酶等的活力相关,这二者之间没有必然的相关性。认为SC5在诱变过程中,紫外线不但诱发细胞产生了某种抵抗酒精的能力,同时也对葡萄糖代谢过程中的某些酶产生了影响,使得酶活降低,因此使SC5有着远远高于J12008的酒精耐受能力,而发酵能力却不
如JL2008。
在评价酵母菌酒精耐受性中,主要有生长速率、存活率、
发酵性能3个指标¨“。通过生长速率和发酵性能这2个指标测定了JL2008、SCl和SC5的酒精耐受性。结果显示突变株SCl在含酒精培养基中的生长要远远强于原始菌株JL2008,在浓醪条件下的发酵效果也优于JL2008,是一株非
常有潜力的应用于浓醪发酵的酵母菌株。但是其较低的发
酵效率与较长的发酵时间都是不利于生产的,因此针对SCl
还需进行更深入的选育工作,以期能得到更适于工业化应用的酵母菌株。参考文献
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安徽农业科学,Journal
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责任编辑熊章琴责任校对张士敏
酒精耐受型酿酒酵母菌的诱变筛选
易弋1,黎娅1,g-JL平1,李凯2
(1.广西工学院,广西柳州545006;2.四川省中医药高等专科学校,四川绵阳621000)
摘要[目的]筛选酒精耐受型酿酒酵母茵最佳菌株。[方法]利用紫外线对酿酒酵母JL2008进行诱变处理,并结合氯化三苯四氮唑(yrc)进行筛选,对5株对酒精具有较强耐受性的突变株SCl一SC5的酒精耐受性进行比较,选择出2株酒精耐受性较强的突变株(SCl和sC5)进行酒精发酵,测定其生长速率和发酵性能。[结果]2株菌的酒精耐受能力远远高于出发茵株,均能在酒精体积分数为9%的培养基上生长;在含糖15%的培养基中,SCl的酒精发酵终浓度和发酵效率与原始菌株大致相同;在含糖30%的培养基中,SCl旮眚酒精发酵终浓度和发酵效率分别是16.54%和85.2%,均高于原始菌株。[结论]突变株SCl在含酒精培养基中的生长和在浓醪条件下的发
酵效果优于J【2008,是一株极具潜力的应用于浓醪发酵的酵母菌株。关键词酒精耐受性;酿酒酵母;诱变;筛选中图分类号S182
文献标识码A
文章编号1
0517—6611(2009)34—16760—03
MutationScreeningofSaccharomycescerevisiaeStrainswithAlcoholToleranceⅥYietal(GuangxiUniversityofTechnology.Liuzhou.Guangxi545006)
Abstract
fObjective]The
mutantrate
strains
purposewasto
screenouttheoptimumstrainout
cerevisiaeJL2008Wasmutatedbyultravioletcompared.Twotion.thegrowth
withthe
rays
andscreenedwith
m.Five
fromSaccharomyces
mutant
cerevisiaewithalcohol
strainswith
strong
tolerance.IMethods.
alcoholtolerance(SCl一SC5)were
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strongest
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SC5)were
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andfermentationperformanceofSClandSC5determined.1Result】Thealcoholtoleranceofthese
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muchhigherthanthatoftheoriginalstrain.andtheybothcould
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themediawi山9%ethanolvolumefraction.Onthemediawith15%slu.
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cose.thefinalconcn.ofalcoholfermentationandfermentationefficiencyofSClwith30%glucose.t}lefinalconcn.ofalcoholfermentationand
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betterthan
efficiencyofSCl
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16.54%and85.2%resp.andbotllofthem
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A1cohol
origlnaIstrain.『Conclusion1SCl
a
was
J汜008
theits
growth
themediawithethanolanditsfermentation
effectundertheconditionofheavymash.SOitWasKeywords
greatpotentialstrainthatWasappliedintheheavymash
fermentation
ofS.cerevisiae.
tolerance:Saccharomycescerevisiae:Mutation:Screening
在酒精发酵过程中,酵母自身产生的酒精达到一定浓度时,会对酵母产生毒性,影响其生长、细胞发育以及酒精发酵
1000
ml,调pH值为4.5,115℃灭菌20min。固体培养基在
液体培养基的基础上添加1.5%的琼脂。发酵培养基:葡萄
的能力…,进一步提高酒精浓度,发酵便会停止。各国的研究者从生物化学、分子生物学等角度进行了大量的研究,但
仍然未能清楚地了解酵母菌对酒精产生响应的分子机
糖150.0g或300.0g,酵母膏5.0g,蛋白胨5.0
g,MgS04・7H200.6g,CaCl20.6
g,NH4C11.0
000
g,加水溶解至1
ml,调
节pH值为4.5,115oC灭菌20min。TYC(2,3,5一氯化三苯基
制旧‘3。。大量研究显示酵母菌酒精耐受机制是一个非常复杂的应答过程,有超过200个的基因参与到了该应答当中【41。在针对酵母菌酒精耐受性的研究中,虽然有部分结论还没有得到一致的意见,但绝大部分科学家都承认酒精通过对细胞膜产生作用,使细胞膜的透性、流动性、构造发生变
化,引起细胞膜的功能受到比较大的损伤。酵母细胞对此作出应答,使其细胞膜成分发生变化,以便能在有酒精存在的环境下生长∞1。
四氮唑)上层培养基∞1:葡萄糖0.5g,琼脂1.5g,加水至100
rnl,115℃灭菌20min,待冷却至55℃左右时,加入
Trc50mg。
1.2试验方法
1.2.1酒精耐受性酵母菌的诱变筛选。
1.2.1.1驯化。将原始菌在酒精体积分数为1%的液体培养基中培养3代后,转入酒精体积分数为2%的培养基中再培养3代,最后转入酒精体积分数为3%的培养基中培养3
目前,国内酒精厂的发酵醪酒精终体积分数一般在10%
左右,与国外发酵醪酒精体积分数13%以上还有很大的差距。随着高浓醪发酵等新技术的应用,发酵醪的酒精终体积
代,获得诱变的出发菌株。
1.2.1.2紫外线诱变剂量的确定。将稀释一定倍数的酵母菌涂布于含固体培养基的平板,在紫外灯(10w)下照射不
同时间后,30屯暗培养48h,同时取一份样品不经紫外线照
分数将会大幅度提高,同时酒精工业生产对强化酵母酒精耐
受能力的要求也日趋明显。1材料与方法1.1试验材料
1.1.1菌种。酒精发酵高产Saccharomyces
cerevisiae
射。培养后通过菌落计数计算不同照射时间下的致死率,选择致死率75%一80%的照射时间作为诱变时间。
1.2.1.3突变株的筛选。①将稀释后的酵母菌涂布于酒精
JL2008,
体积分数为4%的固体培养基上,根据“1.2.1.2”的试验结果进行紫外线诱变处理后,于30℃下暗培养。待长出菌落后,倒入一层TYC上层培养基,暗处继续培养2~3h。结束后挑
由实验室从某酒精厂发酵醪液中分离并保藏。
1.1.2培养基。酵母培养基:葡萄糖50.0g,酵母膏8.5
NH4C1
1.0g,MgS04・7H200.6g,CaCl20.6
g,
g,加水溶解至
选5株长势好、红色较深的菌落备用。T他可以和细胞线粒体内的琥珀酸脱氢酶反应,生成红色的甲月赞,由此可判断酵母中呼吸酶活力的大小,即酵母产酒精能力的高低o“。②将①中挑选的5株菌培养后,分别涂布于酒精体积分数为6%的固体培养基上,同样进行TTC筛选,选出5株长势好、发酵能力强的酵母菌。③将②中挑选的5株菌培养后,分别
基金项目
广西教育厅科研项目(200707MS069);广西工学院博士基金项目(院科博0818001)。
作者简介另弋(1979一),男,四川都江堰人。博士,副教授,从事微生
物发酵与分子生物学方面的研究。
收稿日期2009-07-28
37卷34期易弋等酒精耐受型酿酒酵母茵的诱变筛选
16761
涂布于酒精体积分数为8%的固体培养基上,经Trc法筛选出5株酵母菌,编号为SCl~SC5。
1.2.2突变株酒精耐受性比较。将筛选出的突变株与原始
2结果与分析
2.1不同紫外线照射时间下的致死率
由图1可知,随着
s
紫外线照射时间的增加,酵母菌的死亡率也逐渐升高。15
菌株分别置于酒精体积分数为3%、5%、7%、9%的培养基中培养,通过其生长情况来比较各菌株对酒精的耐受性。
1.2.3突变株的酒精发酵试验。通过“1.2.2”的比较结果,选择出2株酒精耐受性最强的突变株进行酒精发酵。发酵于33℃进行,转速100r/min,接种量10%,每4h测定1次co:失重,失重小于0.1g认为发酵结束。发酵结束后测定
以内紫外线的致死率基本为0;在30~35S,致死率从39.4%突然上升至71.2%,有了极大幅度的提高;50S时,致死率达到了95.6%。试验选取致死率在75%~80%的紫外照射时间,即40S作为诱变处理的时间。
2.2突变株酒精耐受性比较按“1.2.1.3”所述方法,经紫外线诱变,并通过在含酒精的固体培养基上进行TTc筛选,最终得到了5株对酒精具有较强耐受性的突变株SCl~
酒精度和残糖,根据CO:失重计算发酵效率。
1g
SC5。将这5株菌与原始菌株在酒精体积分数为3%、5%、7%、9%的培养基中分别培养,通过绘制其生长曲线比较几
株菌的酒精耐受能力。由图2可知,突变株的酒精耐受性远远高于原始菌株JL2008。当培养基中酒精体积分数仅为3%
3
时,原始菌株的生长即被抑制到了突变株的50%;在酒精体积分数为5%的培养基中,原始菌株几乎不能生长,而突变株
针
谣躐
的生长与在酒精体积分数为3%的培养基中相差不大,只有SC4受到了轻微的抑制;当培养基中酒精体积分数提高到7%时,突变株的生长均受到了一定的影响,其中SC3与SC4受到的影响较明显;当酒精体积分数提高到9%时,突变株的
生长受到了较严重的抑制,其中SCl和SC5较另外3株菌表现出了更强的酒精耐受性。
己
Z
L
Fig.1
1.
L
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1.
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时间TimeⅣh
图2不同酒精浓度下酵母西的生长曲线
Fig.2
The
growth
时间TimeⅣh
cuHe
ofyeastunderdifferentconcentrations’ethan01
日本清酒酵母是一种酒精耐受能力很强的酵母菌【81,该菌的生长被体积分数为12%的酒精完全抑制,发酵能力达到
300
发酵。在酵母菌酒精发酵过程中,每产生1分子的乙醇,就能
产生1分子的CO:,因此可以通过C0:的失熏程度来判断发酵速度的快慢。由图3可知,在发酵起始阶段,原始菌株产酒精的速度要明显快于突变株。32h后,SCl的发酵速度逐渐加快,到发酵结束时SCl和JL2008的发酵酒精终体积分数以及发酵效率都相差不大(表1),不过SCl的发酵时间要比JL2008长了约4h。而SC5的发酵能力要明显低予原始
g/L酒精。在酒精体积分数为9%的培养基中,SCl和
SC5的生长被抑制了约50%,由此可见,这2株菌有着较强的酒精耐受性,因此选择SCl和SC5进行下一步的酒精发酵试验。
2.3酒精发酵在500ml三角瓶中加入200ml含糖15%的发酵培养基中,分别接入JL2008、SCl和SC5进行酒精
菌株,其发酵酒精终体积分数只相当于ji2008的85%。
16762安徽农业科学
2009正
曲1
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旦1
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悯《
g
时间TimeⅣh图3
CO:失重
Fig.3
Theweightlossof
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表1
15%葡萄糖培养基中的发酵结果
TabIel
Theresultoffermentationin
the
cuItummediumcontained
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菌株间∥h
菌Str株ain
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分数∥%
“”“+““
Fermentation
Alcoho
volume…
sugar
timefraction
etilcl。n。y
考虑到突变株的酒精耐受能力要远远高于原始菌株,因此突变株在高酒精体积分数下的酒精发酵能力可能强于原始菌株,而图3中SCl在32h后发酵速度的提高也说明了这点。对JL2008、SCl和SC5进行了浓醪(即使用含葡萄糖30%的培养基)发酵,用以比较突变株与原始菌株的酒精发酵能力。
由表2可知,随着初始糖浓度的增加,发酵后的酒精终
体积分数有所提高。但发酵液中的残糖含量较高,SC5中残
糖含量高达42.7g/L,最低的SCl也有23.2g/L,与之直接相关的则是3株菌的发酵效率都降低了5%~15%。发酵时间也由先前的48h延长至64h。虽然3株菌在浓醪发酵中的发酵效果均不太理想,但可以看出SCl的发酵效率要比原始菌株高出近10.0%,发酵时间也缩短了4h,这说明SCl在
高体积分数酒精下的发酵能力确实高于JL2008。
表2
30%葡萄糖培养基中的发酵结果
Table2
Theresult
offermentation
in
the
culturemediumcontained
≯|;|
"为舵锯甜甜H№坦&}舛侈%黔舛3讨论
酵母菌酒精耐受机制是一个非常复杂的应答过程。细胞膜中不饱和脂肪酸的含量及其链的长短…、细胞膜ATP
酶的活性。1…、热休克蛋白的感应¨“、细胞内海藻糖的积累¨“、麦角固醇的合成【13J等都被报道与酵母细胞的酒精耐
受性相关。而酵母菌发酵产酒精的能力则与葡萄糖代谢过程中的代谢酶如已糖激酶、磷酸果糖激酶等的活力相关,这二者之间没有必然的相关性。认为SC5在诱变过程中,紫外线不但诱发细胞产生了某种抵抗酒精的能力,同时也对葡萄糖代谢过程中的某些酶产生了影响,使得酶活降低,因此使SC5有着远远高于J12008的酒精耐受能力,而发酵能力却不
如JL2008。
在评价酵母菌酒精耐受性中,主要有生长速率、存活率、
发酵性能3个指标¨“。通过生长速率和发酵性能这2个指标测定了JL2008、SCl和SC5的酒精耐受性。结果显示突变株SCl在含酒精培养基中的生长要远远强于原始菌株JL2008,在浓醪条件下的发酵效果也优于JL2008,是一株非
常有潜力的应用于浓醪发酵的酵母菌株。但是其较低的发
酵效率与较长的发酵时间都是不利于生产的,因此针对SCl
还需进行更深入的选育工作,以期能得到更适于工业化应用的酵母菌株。参考文献
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