专利菌株（ZGJ-1） 与其他市售酵母菌生长特性的比较研究*

熊文华 李新瑞 王真真 孙美玲*

（湖北大学知行学院，湖北武汉 430011）

酵母菌是一种单细胞真菌，在自然界分布广泛，主要生长在偏酸性、潮湿的含糖环境中。酵母菌是兼性厌氧微生物，是发酵的原动力，在氧气充足的条件下生长繁殖旺盛，但在缺氧条件下可将糖转化成乙醇和二氧化碳。研究采用了项目组从野生柑橘中分离、筛选获得的ZGJ-1 高产酒菌株与其他3 种酵母菌进行发酵性能对比，旨在筛选出发酵快、品质优良的果酒专用酵母菌。

1 试验材料

1.1 试验菌种与材料

ZGJ-1（以下简称1 号菌株）：项目组从自然界中分离纯化获得的发酵特性好、高产酒的酵母菌株；2 号酵母菌株：市售安琪酵母菌；3 号酵母菌株：项目组从高温白云边酒曲分离纯化获得；ZGJ-4（以下简称4 号菌株）：项目组从自然界中分离纯化获得产海藻糖的酿酒酵母菌株（专利号ZL201710503931.7）。

琼脂、酵母粉、果胶酶，上海盛思生化科技有限公司；淀粉、尿素、蛋白胨、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖，国药集团化学试剂有限公司；偏重亚硫酸钾，天津市鼎盛鑫化工有限公司。

1.2 试验器材

高压蒸汽灭菌锅、恒温培养箱、摇床、移液枪、接种环、电子天平、试管、烧杯、玻璃棒、量筒、称量纸、锥形瓶、电磁炉等。

2 试验方法

2.1 培养基的配制

YPD 固体基础培养基：1 g 酵母粉，2 g 蛋白胨，2 g 琼脂，5 g 葡萄糖，蒸馏水100 mL，于115 ℃灭菌15 min。

不同糖浓度YPD 固体培养基：在上述YPD 固体基础培养基中分别添加3 g、6 g、9 g 葡萄糖，于115 ℃灭菌15 min。

不同SO2含量的YPD 固体培养基：在上述YPD 固体基础培养基分别添加0.01 g、0.03 g、0.06 g 偏重亚硫酸钾，于115 ℃灭菌15 min。

YEPD 液体基础培养基：1 g 酵母粉，2 g 蛋白胨，蒸馏水100 mL，于115 ℃灭菌15 min。

不同碳源YEPD 液体培养基：在上述YEPD 液体基础培养基中添加不同类型的碳源（葡萄糖、糊精、麦芽糖、蔗糖） 各5 g，于115 ℃灭菌15 min。

不同氮源YEPD 液体培养基：在上述YEPD 液体基础培养基中添加不同类型的氮源（尿素、酵母粉、蛋白胨） 各5 g，于115 ℃灭菌15 min。

2.2 耐受能力的测定

2.2.1 耐高糖试验

按照上述步骤配制不同糖浓度的YPD 固体培养基，经灭菌倒平板，待凝固后分别在含糖量不同的平板上接种1 号、2 号、3 号、4 号菌株，倒置放入28 ℃恒温箱培养72 h，观察菌落数。

2.2.2 耐SO2试验

按照上述步骤配制不同含量SO2的YPD 固体培养基，经灭菌倒平板，待凝固后分别在不同SO2含量的平板上接种1 号、2 号、3 号、4 号菌株，倒置放入28 ℃恒温箱培养72 h，观察菌落数。

2.2.3 耐高温试验

按照上述步骤配制YPD 固体基础培养基，经灭菌倒平板，待凝固后分别在平板上接种1 号、2 号、3 号、4 号菌株，倒置放入27 ℃、32 ℃、37 ℃的不同恒温箱培养72 h，观察菌落数。

2.3 同化碳源、氮源能力的测定

2.3.1 同化碳源能力的测定

按照上述步骤配制含不同类型碳源的YEPD 液体培养基，经灭菌冷却后分别按5%接种量，接入1 号菌、2 号菌、3 号菌、4 号菌，放入28 ℃、转速180 r/min 摇床中震荡培养72 h，取培养液装于50 mL 离心管中以10 000 r/min 离心10 min，收集酵母细胞，用无菌水洗涤3 次，烘干后称干重。

2.3.2 同化氮源能力的测定

按照上述步骤配制含不同类型氮源的YEPD 液体培养基，经灭菌冷却后分别按5%接种量，接入1 号菌、2 号菌、3 号菌、4 号菌，放入28 ℃、转速180 r/min 摇床中震荡培养72 h，取培养液装于50 mL 离心管中以10 000 r/min 离心10 min，收集酵母细胞，用无菌水洗涤3 次，烘干后称干重。

3 结果与分析

3.1 耐受能力的测定

3.1.1 耐高糖试验结果

不同酵母菌耐高糖试验测定结果见表1。

表1 耐高糖试验结果

根据表1 菌落生长状况来看，最适合酵母菌生长的糖浓度为6 g，尤其1 号、2 号酵母菌生长旺盛，糖浓度过高或过低均会抑制菌体生长。在发酵过程中酵母菌主要利用糖生成乙醇和二氧化碳，所以糖浓度在发酵过程中是一项重要指标，直接影响着发酵产率和产物品质。

3.1.2 耐SO2试验结果

不同酵母菌耐SO2试验结果见表2。

表2 耐SO2 试验结果

SO2在果酒中的主要作用是杀菌，但过量的SO2会抑制酵母菌生长，所以在发酵过程中要严格控制SO2的用量。

由表2 可知，当SO2添加量为0.1 g 时，1 号菌珠生长最旺盛，随着添加量的增加，酵母菌活性下降。

3.1.3 耐高温试验结果

不同酵母菌耐高温试验结果见表3。

表3 耐高温试验结果

温度是影响酵母生长繁殖的一个重要因素。由表3 可知，当温度为27 ℃时，菌体生长旺盛，但随温度的升高，菌体密集度反而降低，因此，果酒酵母的最适生长温度为27 ℃。

3.2 同化碳源、氮源能力的测定

3.2.1 同化碳源能力的测定结果

不同酵母同化碳源能力的测定结果见表4。

表4 同化碳源能力的测定结果

碳源是酵母生长所需的重要物质。酵母对碳源的利用具有选择性,不同碳源对酵母生长的影响程度也不一样。1 号酵母对葡萄糖和蔗糖利用最好，麦芽糖次之，对糊精的利用率最差。由表4 可知，3号酵母菌同化糊精的能力最强，菌体的干重远大于麦芽糖、葡萄糖、蔗糖等。

3.2.2 同化氮源能力的测定结果

不同酵母同化氮源能力的测定结果见表5。

氮源是酿酒酵母生长所需的另一重要物质，酿酒酵母对氮源的利用具有选择性。由表5 可知，1 号酵母菌同化尿素的能力最强，酵母粉次之，尿素相差不大；3 号酵母菌同化酵母粉的能力最强，同化尿素的能力最差；4 号酵母菌同化蛋白胨的能力最强。

表5 同化氮源能力的测定结果

4 结论

本文研究了各因素对酵母菌株发酵的影响，结果表明，专利菌株ZGJ-1 的生长特性（耐高渗、耐SO2、耐高温）、同化氮源、碳源能力明显优于其他类型的酿酒酵母菌。但试验内容不具备全面性，后期项目组还将展开对专利菌株的动力学模型、发酵特性等各方面的研究，此次试验操作过程中发现必须控制杂菌（如醋酸菌、乳酸菌、霉菌） 的生长，灭菌要彻底，不然会严重影响菌株纯种特性的研究结果。