戊糖片球菌协同蜂蜜接合酵母LGL-1混合发酵对黄皮果酒品质的影响

目的探究戊糖片球菌协同蜂蜜结合酵母LGL-1(Zygosacharomyces mellis LGL-1,LGL-1)混合发酵对黄皮果酒品质的影响。方法从米香型白酒酒厂的小曲中筛选乳酸菌;进行形态学、分子生物学鉴定及生长测定;以乳酸菌协同LGL-1进行果酒酿造;采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱法(headspace solid phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry,HS-SPME-GC-MS)和气相色谱法(gas chromatography,GC)对风味物质进行分析。结果所筛菌株BJQ-1、CZZX-2和LJQ-1为戊糖片球菌(Pediococcus pentosaceus);3株菌皆能利用葡萄糖和果糖进行生长且葡萄糖/果糖质量比1:1复配糖耐受性约300 g/L,BJQ-1、LJQ-1乙醇耐受性达14%vol,CZZX-2乙醇耐受性达16%vol,即所筛菌株适合复配协同酵母菌进行果酒酿造;当CZZX-2、BJQ-1和LJQ-1分别协同LGL-1进行黄皮果酒酿造时,与对照组相比,戊糖片球菌CZZX-2的强化发酵提升黄皮果酒品质的效果最佳,果酒中挥发性物质的种类由32种增加至44种,果酒中2-苯乙醇、异丁醇及异戊醇含量与对照组相比,分别降低24.72%、48.89%和51.57%,乙酸乙酯含量显著提升614.70%。结论戊糖片球菌CZZX-2能协同LGL-1进行黄皮果酒酿造,达到增酯降高级醇的目的,提升其品质。本研究可为黄皮果酒的工业化生产提供菌种及一定的理论基础。

高耐性拜耳接合酵母在酱香型白酒中的应用

传统白酒酿造是开放式的发酵过程,酿造微生物菌群演替及代谢活动极易受到外界环境影响。因此,分离筛选高耐性的核心功能微生物菌株,并将其应用于生产中是解决这些问题的有效手段。该研究在高温、高酸双胁迫条件下从酱香型白酒酒醅中筛选获得9株具有高耐性拜耳接合酵母(Zygosaccharomyces bailii),并通过模拟白酒发酵表征其发酵能力和风味物质合成能力。结果表明,菌株BM09在37℃、16 g/L乙酸、110 g/L乳酸和14%乙醇溶液条件下生长性能均较为突出,且具有良好的产乙醇和高产酯能力,故将其作为强化菌株,应用于酱香型白酒实际生产中。原位发酵试验表明强化菌剂BM09的应用使得酱香型白酒第7轮次的原料利用率提高29.80%,乙醇产量提升63.10%,同时乙酸乙酯含量提高85.17%,乙醛含量降低70.37%。

鲁氏接合酵母对高盐和高温胁迫响应的差异性与共性分析

针对高温(40℃)和高盐(18%NaCl)逆境设计了最低营养需求全合成培养基,分析了鲁氏接合酵母(Zygosaccharomyces rouxii)在长期逆境下生长的营养需求差异,重点解析了酵母细胞从生长适应期到对数生长初期阶段有机酸、氨基酸和糖类物质的代谢及基因表达差异。研究结果显示,遭遇高盐压力的鲁氏接合酵母细胞更需要外源氨基酸,而补充维生素和氨基酸有助于缓解酵母细胞的高温压力。鲁氏接合酵母针对高盐和高温逆境采用了差异明显的有机酸、氨基酸和糖代谢策略。MSN4(逆境转录子基因)和HOG1(高渗调控蛋白基因)响应高盐,而HSF1(热激调控蛋白基因)和SOD1(超氧化物歧化酶基因)对高温响应。本研究加深了对耐盐鲁氏接合酵母耐温机制的理解,有助于双抗新能力酿造酵母菌株的研制。

香芹酚对鲁氏接合酵母的抗菌活性及其机制

为研究植物源活性物质香芹酚对食品腐败菌鲁氏接合酵母的抗菌活性,首次从细胞凋亡角度解析其潜在的抑菌机制。采用牛津杯抑菌圈法和双倍稀释法分别测定抑菌圈直径(DIZ)、最小抑菌浓度(MIC)和最小杀菌浓度(MFC),扫描电镜观察酵母细胞形态变化。采用流式细胞仪和酶标仪检测细胞凋亡系列典型生化和形态特征,并通过qRT-PCR检测凋亡关键调控因子转录水平的变化。香芹酚处理后鲁氏接合酵母的DIZ、MIC和MFC分别为(13.67±0.58)mm,0.156 mg/mL和0.3125 mg/mL,MIC和MFC香芹酚处理后鲁氏接合酵母细胞表面产生褶皱;MIC香芹酚处理后鲁氏接合酵母胞内活性氧迸发,Ca2+浓度升高,线粒体膜电位去极化,半胱氨酸蛋白酶活化,磷脂酰丝氨酸外翻及DNA断裂,且促凋亡因子Yca1、Dnm1、Cyc1、Nuc1及Ndi1转录水平上调1~4倍。上述结果表明香芹酚可能通过依赖半胱氨酸蛋白酶的线粒体途径诱导鲁氏接合酵母凋亡,从而发挥抗菌活性。研究结果对解析香芹酚的抑菌机制提供了新思路,也为绿色、高效食品防腐剂的开发应用奠定了理论基础。

一株拜耳接合酵母菌的基本性能及发酵香气研究

拜耳接合酵母(Zygosaccharomyces bailii)JDCD01是一株选自蓬莱产区产香性能优良的本土非酿酒酵母。为研究其生长特性及产香特征,本文从JDCD01的生长曲线、β-葡萄糖苷酶活性、酿造环境耐受性、葡萄糖与果糖的利用等方面进行了研究,并以‘小芒森’葡萄为试材,设置3个发酵组合(JDCD01纯种发酵;EC1118纯种发酵;JDCD01与EC1118顺序接种,间隔48 h),研究发酵后酒的香气特征。结果发现,在有氧条件下,JDCD01的β-葡萄糖苷酶活性为静置状态下的2.5倍。葡萄糖和果糖同时存在时,该菌株能够优先利用果糖,避免混菌发酵时产生的菌株竞争问题,使菌株能够充分发挥各自的性能。在香气方面,不管是纯种发酵还是混菌发酵,JDCD01均提高了葡萄酒中苯乙醇、乙酸乙酯、乙酸异戊酯、乙酸苯乙酯等香气成分的含量,丰富了葡萄酒的香气。

吡哆醇对鲁氏接合酵母高盐胁迫耐受的影响

为了提高鲁氏接合酵母抗高盐胁迫能力,作者探索了添加吡哆醇对鲁氏接合酵母高盐胁迫耐受的影响。通过测量甘油、海藻糖含量以及Na^(+)/K^(+)-ATP酶活性等一系列生理表征来验证鲁氏接合酵母高盐适应性的变化。实验结果表明,鲁氏接合酵母在高盐胁迫条件下外源添加吡哆醇,在延滞期时,菌株提前24 h积累细胞内甘油,并且加快了细胞内海藻糖分解代谢速率;在对数期时,细胞内钠钾比率(Na^(+)/K^(+))降低82.3%,细胞膜上Na^(+)/K^(+)-ATP酶活性增加16.9%,2-苯乙醇产量提高6.42倍;在稳定期时,生物量提高10.6%,乙醇产量提高5%,2-苯乙醇产量提高1.26倍。综上所述,吡哆醇的添加能有效提高鲁氏接合酵母的高盐胁迫耐受能力,进一步增强了鲁氏接合酵母在酱油等高盐发酵食品中的应用前景。

射频加热杀灭浓缩苹果汁中鲁氏接合酵母的工艺优化

为研究射频对苹果汁中鲁氏接合酵母杀灭作用,该文以鲁氏接合酵母为试验菌株,通过单因素试验分析了射频加热时间、极板间距、果汁体积、果汁可溶性固形物对杀菌效果及果汁升温速度的影响。在固定果汁可溶性固形物为70%的条件下,通过响应面试验,建立了鲁氏接合酵母菌落总数降低对数值的二次多项数学模型,确定了在极板间距为110 mm、果汁体积40 m L、果汁可溶性固形物70%的条件下射频加热处理70 s,可以使果汁中鲁氏接合酵母菌落总数下降6个对数值以上。研究比较了相同样品经射频和传统水浴杀菌达到相同杀菌效果时,处理前后果汁理化指标及风味变化程度,结果表明,射频(70 s)比水浴(330 s)能更快达到杀菌目的,同时对果汁品质以及风味的影响(P<0.01)小于水浴处理。研究结果为射频杀菌方面的深入研究及实际应用提供了参考。

酱油发酵用菌鲁氏接合酵母的安全性

对传统酱油发酵用菌鲁氏接合酵母的安全性进行研究。利用气相色谱-质谱联用法探讨了菌株在酱醪汁发酵中的代谢产物并研究传统菌株的代谢安全性;通过胆盐羟化酶活性检测、溶血实验及耐药性实验研究菌种自身的安全性。结果表明:鲁氏接合酵母在酱汁发酵代谢产物分析中未检出有害代谢物,并能够利用糖类及氨基酸转化成相应的醇类和酯类物质;在培养过程中鲁氏接合酵母不产生胆盐羟化酶也不具有溶血性;对伏立康唑、酮康唑、制霉菌素、两性霉素B四种基本抗生素敏感,对氟康唑存在剂量依赖性。进一步测定了两性霉素B对鲁氏酵母的最低抑菌浓度(minimum inhibitory concentration,MIC)为2μg/mL,氟康唑对鲁氏酵母的MIC为8μg/mL,低于美国临床实验室标准化委员会的药物耐药判断标准。

蜂蜜接合酵母对营养物质利用及其高糖胁迫应激代谢特性分析

研究6株蜂蜜接合酵母利用碳源、氮源和维生素的能力,发现蜂蜜接合酵母6-7431对营养物质的代谢能力强于其他菌株,具有较好应用潜力。进一步利用扫描电镜、高效液相色谱检测等方法对该菌株在高糖胁迫下的细胞形态、繁殖方式和应激代谢产物进行探究,结果发现在300~550 g/L的高糖环境中,菌株6-7431能正常出芽生殖,其代谢产生的乙醇、甘油、海藻糖、有机酸(苹果酸、α-酮戊二酸和柠檬酸)等物质含量都远高于100 g/L含糖环境;在550~700 g/L高糖环境中,菌株6-7431的繁殖方式由出芽生殖逐渐变为孢子生殖,代谢产生的乙醇含量低于100 g/L含糖环境,但苹果酸和α-酮戊二酸质量浓度仍有所增加;在750 g/L高糖环境中,菌株6-7431严重失水,形态干瘪,其产生的乙醇体积分数为0.6%,基本停止发酵活动。研究结果揭示了高糖环境对蜂蜜接合酵母细胞形态、繁殖方式以及应激代谢产物的影响,对分析酵母的高糖耐受机制具有重要的参考价值。

糖胁迫下鲁氏接合酵母的代谢指纹分析

以高糖渗透压培养基(高渗培养条件,糖质量分数80%)和基本培养基分别培养鲁氏接合酵母,采用紫外-可见分光光度计测定其生长OD值的变化,采用硅烷化衍生-气相色谱-质谱联用技术检测酵母胞内物质成分,采用顶空固相微萃取和气相色谱-质谱联用技术检测胞外物质成分,并用主成分分析(principal components analysis,PCA)、正交偏最小二乘方判别分析(partial least squares discriminant analysis,PLS-DA)模型对其分析。结果表明,高渗培养条件下鲁氏接合酵母呈对数生长,在对数期取样,测得胞外物质共36种;基本培养条件下的鲁氏接合酵母测得胞外物质共47种;基本培养条件下的酿酒酵母测得胞外物质共45种。在高渗环境下,鲁氏接合酵母以醇类、酯类居多,没有产生酮类化合物。PCA模型可以完全把3个样本分开,说明差异性显著。PLS-DA模型的R2、Q2都接近1,说明可信度较高,并通过VIP(variable importance in the projection)值挑选出高渗培养条件下鲁氏接合酵母的特征性物质7-辛烯酸乙酯、3-(甲硫基)丙基乙酸酯、2-十三烷醇、十五烷酸-3-甲基丁酯、9-癸烯酸乙酯、3-(甲硫基)-1-丙醇、2-癸醇。鲁氏接合酵母胞内物质共检测出83种,高渗培养条件和基本培养条件下鲁氏接合酵母相同物质有23种,高渗培养条件下鲁氏接合酵母差异性物质有27种,差异性物质说明鲁氏接合酵母能够耐高渗透压,会产生一些糖类、醇类、酸类等物质来保护细胞使其能够在高渗培养条件下生长,这些物质涉及糖代谢、能量代谢等。研究结果为今后研究鲁氏接合酵母耐高糖渗透压方面提供理论依据。

高糖胁迫下蜂蜜接合酵母碳代谢流的研究

研究蜂蜜接合酵母LGL-1在高糖胁迫下的代谢特性及代谢流变化。采用高效液相色谱等方法测定蜂蜜接合酵母LGL-1在葡萄糖质量浓度100 g/L和400 g/L条件下积累的代谢产物(酒精、海藻糖、甘油、苹果酸、α-酮戊二酸、柠檬酸及乳酸),通过构建代谢矩阵方程组,采用Matlab软件和归一法分析关键节点的代谢流分布情况。结果表明,蜂蜜接合酵母LGL-1高糖胁迫时的碳流量偏向流入海藻糖、甘油、乙醇和TCA循环的代谢支路,与常规培养相比,海藻糖、甘油和TCA循环的通量分别增加了50.00%,17.73%和4.79%,高糖培养与常规培养的乙醇代谢通量接近。在高糖胁迫条件下蜂蜜接合酵母LGL-1积累的海藻糖、甘油以及TCA循环的通量变化也反映海藻糖、甘油以及TCA循环对酵母细胞的重要保护功能。

发酵性接合酵母富铁能力分析及发酵条件的优化

通过对7株发酵性接合酵母菌株进行初筛和复筛得到1株富铁能力强的菌株F-13,以此菌株为出发菌,对其培养条件进行了优化。在单因素试验的基础上,对影响富铁酵母发酵的氮源、碳源、时间等因素进行考察,测定菌株F-13在不同影响因素下的生物量及铁含量,然后通过正交试验对菌株生物量及铁含量影响较大的因素水平进行进一步优化,确定富铁酵母最佳培养条件为:培养温度28℃,pH值6.0,培养基Fe2+添加浓度为120 mg/l,摇床转速200 r/min,接种量10%,装液量50 ml/250 ml三角瓶,培养时间48 h。在此优化条件下获得的富铁酵母生物量可达到3.92 g/l,铁含量可达7.04 mg/g。

发酵性接合酵母的富硒能力分析与发酵条件优化

本试验以实验室保存的发酵性接合酵母为出发菌株,采用3,3’-二氨基联苯胺盐酸盐法测定不同发酵条件下酵母菌的硒含量,并通过单因素试验和正交试验研究了发酵时间、装液量、硒浓度、接种量对酵母菌富硒能力的影响。结果表明:酵母发酵的最佳条件为发酵时间36 h,装液量60 m L/250 m L,接种量12%(V/V),加硒时间8 h。此条件下富硒酵母的生物量可达5.96 g/L,总硒含量达10.10 mg/L。

苹果汁中鲁氏接合酵母早期污染的电子鼻识别研究

通过电子鼻(Electronic nose,EN)检测苹果汁气味,探索电子鼻识别苹果汁中鲁氏接合酵母早期污染的可行性。利用线性判别分析(LDA)研究电子鼻对不同污染时间苹果汁的区分能力。运用载荷分析研究各传感器对电子鼻早期识别鲁氏接合酵母污染的贡献。同时对苹果汁进行感官评定分析,作为验证电子鼻检测性能的参考。运用偏最小二乘回归(PLSR)分析电子鼻信号与酵母菌浓度之间的相关性,以期建立定量检测模型。结果表明实验菌株污染苹果汁12 h后,对应的酵母浓度小于200 CFU/m L,电子鼻能够识别污染样品,而感官评定人员在这个条件下无法区分污染样品与空白样品。载荷分析表明S1、S2、S6、S7和S8传感器在电子鼻识别鲁氏接合酵母早期污染中起到重要作用。PLS结果表明电子鼻信号与酵母浓度之间有很好的相关性,决定系数R2分别为0.97(校正集)和0.93(预测集),预测标准误差分别为0.28(校正集)和0.26(预测集)。上述结果表明利用电子鼻对苹果汁中鲁氏接合酵母早期污染进行识别预警是可行的,有望在食品微生物快速检测领域得到广泛应用。

糖度与酸度对鲁氏接合酵母生长的影响

研究了恒温25℃条件下糖度及酸度对鲁氏接合酵母潜在最大生长速率μmax及迟滞期λ的影响,以及恒温25℃及变温条件下糖度及酸度对鲁氏接合酵母腐败所需时间(TFS)的影响。采用Baranyi-Roberts方程对不同酸度糖度组合菌株的生长曲线进行拟合,得到菌株μmax及λ,结果显示拟合曲线的决定系数R2均在0.95以上,拟合度较好。采用响应面分析法(RS)分析了恒温条件下糖度及酸度对鲁氏接合酵母μmax和λ的影响以及恒温及变温条件下糖度与酸度对鲁氏接合酵母TFS的影响,得到了二次回归模型。结果显示各模型方差分析极显著,失拟项不显著,R2分别为0.992 1(μmax)、0.962 5(λ)、0.986 6(TFS恒温)、0.995 8(TFS变温)。通过标准回归系数比较了各因素对鲁氏接合酵母生长的影响,结果显示酸度是影响鲁氏接合酵母生长的主要限制因素,糖度对其生长影响较小。p H值2.3时可以大幅抑制鲁氏接合酵母的生长,p H值2.0时可以完全抑制其生长。这些研究结果为后期预测与控制鲁氏接合酵母在苹果浓缩汁中污染提供了一定基础。

硫胺素对鲁氏接合酵母高盐适应性的影响

该研究考察硫胺素(VB1)添加对鲁氏接合酵母(Zygosaccharomyces rouxii)高盐适应性的影响。结果表明,与不添加VB1的鲁氏接合酵母细胞相比,添加5 g/L硫胺素,可以使鲁氏接合酵母在含180 g/L NaCl的YEPD培养基中生长的延滞期缩短12 h,生物量提高7.1%;乙醇产量提高62.5%;香味物质苯乙醇含量提高35.3%;使菌株在延滞期的胞内甘油积累时间提前,胞外甘油合成量增加,胞内海藻糖分解代谢加快;在对数生长中期,胞内Na^+/K^+比率降低,细胞膜上Na^+/K^+-三磷酸腺苷(ATP)酶活性增加,高饱和度脂肪酸合成比例增加。研究表明,额外添加一定量的硫胺素通过影响鲁氏接合酵母(Z.rouxii)的生理代谢过程,使菌株更快更好的适应高盐环境,提高香气物质苯乙醇产生量。

强化鲁氏接合酵母对酱油品质的影响

为了研究强化鲁氏接合酵母(JL-02)对酱油品质的影响。通过测定JL-02菌株耐盐性、成曲pH和中性酶活力、不同酿造工艺两种酱油的理化指标以及挥发性风味物质并进行分析。结果表明,JL-02菌株耐盐性高达16%,成曲pH为6.85±0.08,中性蛋白酶活力为(2109.2±45.2)U/g;强化鲁氏接合酵母后的酱油总酸含量为(1.14±0.01)g/100 mL,较对照组有所增加,而还原糖含量为(1.06±0.01)g/100 mL,pH为5.09±0.03,均较对照组有所降低,氨基态氮含量并无明显差异,均达到特级酱油标准。同时成曲、对照组和实验组挥发性风味物质分别为15、52和57种,而后者新增呋喃类风味物质(2-正戊基呋喃、4-甲氧基-2,5-二甲基-3(2H)-呋喃酮和2,3-二氢苯并呋喃),对三组样品挥发性风味物质进行主成分分析,聚类分析结果良好。本研究为今后酱油企业进行强化酵母菌株酿造酱油工艺提供一定的思路和技术方法。

蜂蜜接合酵母及后发酵对黑糯米酒风味的影响

酿造菌种以及后发酵条件会影响黑糯米酒中风味物质的积累与产生,该研究利用气相色谱-质谱联用和液相色谱技术对黑糯米酒中氨基酸、有机酸和挥发性香味成分进行测定,探究酿造曲种(麦曲、蜂蜜结合酵母加麦曲和安琪酵母加麦曲)及后发酵条件(时间和温度)对黑糯米酒风味的影响,从而改善黑糯米酒的风味。研究结果表明蜂蜜接合酵母加麦曲制备的黑糯米酒可以将乳酸占比控制在20%左右,避免乳酸的过量积累,同时显著提高苹果酸(2.5 mg/mL)和琥珀酸(1.1 mg/mL)含量(P<0.05),赋予酒体整体的协调性。蜂蜜接合酵母加麦曲样品制备黑糯米酒中氨基酸(以甜味和鲜味氨基酸为主)的总量为113 mg/L,要高于麦曲制备的黑糯米酒中氨基酸的含量(P<0.05)。此外,该研究发现醛类物质是黑糯米酒中的主要挥发性风味物质,其中糠醛在安琪酵母加麦曲和蜂蜜接合酵母加麦曲黑糯米酒中相对含量分别达到9.11%和10.00%,高于麦曲黑糯米酒中5.83%的糠醛含量(P<0.05),因此,蜂蜜接合酵母加麦曲作为酿造曲种更能改善黑糯米酒风味。利用最佳的酿造曲种组合,对黑糯米酒的后发酵时间(0,20,30,40,50d)和温度(20,24,28℃)进行优化,研究发现,酒中氨基酸总量在后发酵30 d达到1 024 mg/L,但后发酵40 d酒中苦味氨基酸迅速减少,同时有机酸种类和含量更为协调,并且挥发性香气成分中醇、酯和醛类相对含量达到85.7%,因此,后发酵40 d有利于黑糯米酒风味的形成。相比20℃的后发酵温度,在24℃条件下,黑糯米酒中氨基酸种类和含量快速增加,分别达到13种和383 mg/L,并且醇、酯和醛类等主要风味物质相对含量较高,24℃的后酵温度有利于必须氨基酸和主要挥发性风味物质的积累。研究结果为蜂蜜接合酵母的应用及黑糯米酒风味提升提供借鉴。

利用蜂蜜接合酵母合成海藻糖

利用蜂蜜接合酵母LGL-2可耐受高糖浓度、应激代谢合成海藻糖的特性,研究了不同发酵时间、接种量、培养温度、葡萄糖初始质量浓度、转速对蜂蜜接合酵母代谢积累产生海藻糖的影响,并通过响应面优化了发酵工艺参数。结果表明,在发酵96 h、接种量10%(体积分数)、葡萄糖初始质量浓度300 g/L、温度24℃、转速180 r/min的条件下,海藻糖的质量分数可达92.32 mg/g干酵母,相比优化前提高了29.34%,该研究为蜂蜜接合酵母的应用及海藻糖的生物合成提供了借鉴。

鲁氏接合酵母产葡萄糖醛酸发酵条件优化

以1株产葡萄糖醛酸的鲁氏接合酵母ZSR2为研究对象,通过单因素优化确定了鲁氏接合酵母ZSR2发酵产葡萄糖醛酸的最佳发酵条件(发酵培养基含有80 g/L蔗糖、30 g/L大豆蛋白胨,培养基初始pH 5.0,种龄9 h,接种量为3%)。在此条件下,鲁氏接合酵母ZSR2产葡萄糖醛酸水平提高到14.68 g/L,是优化前的3.8倍。此外,通过在发酵过程中采用补料策略,使葡萄糖醛酸产量进一步提高到 22.36 g/L,是目前纯菌发酵法产葡萄糖醛酸的最高水平。研究结果可为微生物发酵法生产葡萄糖醛酸的工业化进程奠定基础。