富锌生香酵母的筛选鉴定、性能检测及生香条件优化研究

来源 :武汉轻工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wangj30
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产酯酵母,又称生香酵母或者产膜酵母,经过代谢后能够产多种香气成分,如乙酸乙酯、己酸乙酯以及各种醇等,在食品工业的应用研究日益受到关注。锌是动物和人类的第二大必需微量元素,它在许多生物过程中起着关键作用,锌缺乏会导致生长迟缓、性功能减退、细胞介导的免疫功能障碍和认知障碍。通过酵母发酵生产的富锌酵母(Zinc-rich yeast,ZnY)富含蛋白质、肽和氨基酸,且与无机锌相比,还具有较高的生物利用度和较小的副作用。然而,既具备产香能力又有富锌能力的酵母鲜有研究。因此,本研究旨在筛选出既能产香又能富锌的双功能酵母,以期扩大酵母在食品、酿酒、保健方面的应用。采用富锌选择性培养基,以菌株生长密度为初筛指标,感官评价为复筛指标筛选出耐受锌的生香酵母。测定该菌株的锌吸附量以及不同浓度锌对其生长状态的影响,获得一株性能稳定的富锌生香酵母;通过测定菌株的各项生长特性及性能,同时与富集前的菌株比较,确定该菌株在食品、酿酒、保健方面的研究价值;以菌株产酯总量为指标,通过Plackett-Burman设计结合正交设计试验优化菌株的产香条件。主要结果如下:1、以菌株生长密度、感官评价为筛选指标,通过测定不同锌浓度下目标菌株的锌吸附量及对其生长状态的影响,筛选出一株性能稳定的富锌生香酵母(Zinc-rich Aroma-producing yeast,ZnAY-5),培养基中最适锌添加量为300 mg/L,富锌生香酵母ZnAY-5锌的吸附量为338 mg/kg。2、利用WL营养培养基对ZnAY-5形态特征的初步鉴定,以及采用分子生物学的方法对其5.8S-ITSr DNA测序,与已构建的系统发育树比对,确定该菌为异常威克汉姆酵母。3、通过对ZnAY-5生长特性测定发现,无论菌株细胞中是否富集锌,ZnAY-5的最适生长温度、pH与葡萄糖浓度均未发生显著变化,分别为32℃、5~6与8%;另外,ZnAY-5对温度、pH、乙醇浓度、Na Cl浓度、葡萄糖浓度及SO2浓度的最高耐受度也未发生改变,分别为40℃、2、14%、8%、36%及1200 mg/L。但富锌酵母对乙醇耐受性相对于未富锌酵母有所提高,由10%提高到14%。4、对ZnAY-5发酵力的测定可知,未富锌酵母与富锌酵母最佳的发酵时间为1-4 d,效率高于其他生香酵母;富锌酵母的产酯力与酶活力分别为1.59 g/(L×(5 log10CFU)/m L)、139.39 mg/(g×100h),均显著高于其他生香酵母的产酯力与酶活力;对其抗氧化力的测定可知,富锌后的酵母发酵液、菌体及胞内物质均具有一定的抗氧化力,锌添加量为300 mg/L时,ZnAY-5发酵液及酵母本身具有最高的抗氧化力。5、由ZnAY-5发酵液产物挥发性成分的检测结果可知,条件优化后的发酵液产物挥发性成分中,醇和酯的种类相比未富锌组和富锌组均得到了提高,优化后乙酸乙酯的含量在检测到的挥发性成分中高达92.772%。产酯优化方案为:最佳培养温度为32℃,最佳培养时间为144 h,最佳乙酸添加量为0.2%,在此条件下产酯总量为1.633±0.0018g/L。综上所述,富锌ZnAY-5菌株对乙醇的耐受性与抗氧化力均有一定程度提高,在优化产酯条件下,富锌ZnAY-5产酯类别和总量均有所改进。因此,富锌生香酵母ZnAY-5不仅可以作为营养改善剂,还可作为一种改善复杂芳香型的有效手段。上述研究结果将为其在食品、酿酒行业的应用提供数据支持与理论依据。
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