马克斯克鲁维酵母菌调控酒精饮料风味物质代谢机制的研究进展

马克斯克鲁维酵母菌(Kluyveromyces marxianus)是一种发酵性能优良的食品级产香酵母,可利用多种碳源,能提高酒样风味品质,并具有良好耐热性能,已成为酒精饮料行业的新宠。该文重点对马克斯克鲁维酵母菌促进酒精饮料生成苯乙醇和乙酸酯等重要风味物质的代谢机制进行总结,并从接种工艺、发酵温度、营养需求三个方面介绍其在发酵酒精饮料的风味调控技术,综述了该菌在奶啤、果酒、龙舌兰酒、乳清酒和米酸酒风味增强的研究与应用,并对马克斯克鲁维酵母菌在酒精饮料领域中的实际应用前景提出展望,以期为相关领域增强风味品质进行深入的研究和应用提供参考。

植物乳杆菌Zhang-LL与马克斯克鲁维酵母菌M3共发酵葡萄汁酵素的工艺优化

【目的】以葡萄汁为原料,植物乳杆菌Zhang-LL及马克斯克鲁维酵母M3为发酵菌株,优化葡萄汁酵素的发酵工艺条件。【方法】比较植物乳杆菌Zhang-LL和马克斯克鲁维酵母M3在葡萄汁中的不同接种方式对益生菌活菌数和DPPH清除率的影响,筛选葡萄汁酵素最优接种发酵方式。进一步通过单因素试验及响应面试验,优化葡萄汁酵素最佳发酵工艺条件。【结果】植物乳杆菌Zhang-LL和马克斯克鲁维酵母M3共发酵可以显著提高葡萄汁酵素中益生菌活菌数和DPPH清除率;植物乳杆菌Zhang-LL和马克斯克鲁维酵母M3共发酵的最佳工艺条件为:按照1∶1比例接种,初始接种量5.00 lg CFU/mL、大豆蛋白胨添加量0.46%、34℃发酵18 h,植物乳杆菌Zhang-LL活菌数达6.60×10^(8)CFU/mL,马克斯克鲁维酵母M3活菌数达8.20×10^(7)CFU/mL,酵素DPPH清除率85.25%。【结论】乳酸菌与酵母菌协同发酵,在缩短发酵时间的同时还能达到较高的活菌数和DPPH清除率,可为葡萄汁酵素的工业化制备及后续多功能产品研发提供理论依据。

马克斯克鲁维酵母发酵苹果酒的化学成分与抗氧化活性

近年来,由于非酿酒酵母属酵母发酵能够产生更多的风味物质,备受酿酒师的青睐。马克斯克鲁维酵母(Kluyveromyces marxianus)是一种食品安全级的非常规酵母,可用于生产生物酶、木糖醇和芳香化合物等。该研究以Saccharomyces bayanus SAF作为对照,通过发酵苹果酒的化学成分和抗氧化活性对比分析,研究了K.marxianus酿造苹果酒的特征。在25~35℃条件下,K.marxianus能够在96 h内完成乙醇发酵,产量约56.8 g/L。顶空固相微萃取-气相色谱-质谱(head space-solid phase micro-extraction gas chromatography-mass spectrometry,HS-SPME-GC-MS)分析结果表明,K.marxianus发酵产生的乙酸-3-甲基-1-丁酯、辛酸乙酯、己酸乙酯等酯类物质的均高于S.bayanus。2种苹果酒液相色谱-质谱联用仪(liquid chromatograph mass spectrometer,LC-MS)分析鉴定出41种抗氧化成分,其中K.marxianus苹果酒的总多酚含量比SAF苹果酒高出约17.5%。

马克斯克鲁维酵母发酵番茄浆工艺条件优化及抗氧化能力分析

为了研究马克斯克鲁维酵母(Kluyveromyces marxianus)发酵对番茄浆的影响,利用2株不同来源的马克斯克鲁维酵母混合发酵番茄浆以期提高番茄营养价值。通过单因素试验探究混菌比例、接种量、发酵温度和发酵时间对番茄浆品质及抗氧化活性的影响,并利用响应面优化法确定最佳发酵工艺,最后比较发酵前后活性成分含量及体外抗氧化能力。结果表明,最佳发酵工艺为菌株X1和X2的添加比例为3∶2(V/V)、接种量3%、发酵温度41℃、发酵时间48 h。在此优化条件下,发酵番茄浆感官评分为91.8分,番茄红素含量为164.02μg/mL,总黄酮含量为109.97μg/mL,其含量较未发酵分别显著提升了73.18%和31.50%(P<0.05)。1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)自由基、超氧阴离子自由基、羟自由基清除能力和铁离子还原/抗氧化能力(FRAP)均分别显著提升了17.71%、75.70%、28.21%、13.80%(P<0.05)。利用马克斯克鲁维酵母发酵番茄浆,可提升番茄浆品质及抗氧化能力。

马克斯克鲁维酵母β-半乳糖苷酶合成条件的优化及其酶学性质表征

β-半乳糖苷酶是广泛使用的食品添加剂,主要用于降解乳制品中的乳糖,缓解乳糖不耐受症状。该研究对实验室保藏菌株马克斯克鲁维酵母的发酵条件进行了优化。在20 g/L半乳糖、20 g/L玉米浆干粉、40℃、初始pH 6.5、150 r/min的条件下,粗酶液的酶活力为26.3 U/mL,表明该菌株具有利用廉价碳氮源高效生产β-半乳糖苷酶的潜力。通过DEAE阴离子交换层析进一步纯化得到比活力为124.09 U/mg的纯化酶。纯化后酶的最适温度40℃,最适pH 6,Km为5.28 mmol/L,kcat为4.74 s^(-1)。此外,发现该酶受Mg^(2+)的促进,在20~40℃表现出优异的热稳定性,40℃下30 min仍能保持95.6%的活力。因此,马克斯克鲁维酵母β-半乳糖苷酶比乳酸克鲁维酵母的热稳定性更好,具有潜在的工业应用潜力。

酿酒酵母及马克斯克鲁维酵母生理特性及应用研究

高原乳制品中的酿酒酵母及马克斯克鲁维酵母具有重要的经济价值和科研意义,但目前对其的研究较少。本研究以从高原藏区乳制品中分离得到的酿酒酵母及马克斯克鲁维酵母作为研究对象,对其进行生理特性和应用发酵研究。生理特性试验结果表明,7株酵母菌符合一般酵母菌的生理特性,更能适应葡萄糖和蔗糖作为碳源;11783、11595产气能力较强;7株菌均不产生溶血素,对人体无害;除11701外,其余菌株在葡萄糖浓度最高为120 g·L^(-1)的条件下OD600值无较大变化;7株菌中乙醇耐受性较好的是菌株11714和11701,但对于浓度>6%的乙醇也不能耐受。7株酵母菌牛奶、茶汤发酵的结果表明,不同底物发酵时,随着发酵时间的延长,各处理p H值均呈下降趋势。其中,菌株11701、11703、11714、11783较为适宜发酵含牛乳制品,最适发酵温度均为35℃,且发酵12 h较为适宜;11704、11714、11783则发酵茶汤较为适宜。

传统发酵牦牛酸奶中马克斯克鲁维酵母菌的分离鉴定及系统发育分析

对川西北部分牧区的10份传统发酵牦牛酸奶样品进行酵母菌的分离,通过常规形态特征和26S rRNA基因测序分析鉴定出16株马克斯克鲁维酵母菌(Kluyveromyces marxianus)。同源性分析显示16株分离菌与已知马克斯克鲁维酵母的同源性高达99.3%~100%。16株分离菌中形成明显的两种序列类型,其中10株分离菌与另外6株分离菌相比在扩增片段的第537位点上发生碱基缺失、第554位点上碱基由G突变为A、第564位点上碱基由A突变为T。系统进化分析显示两种序列类型的分离株也形成两个独立进化分支。

马克斯克鲁维酵母Y51-6发酵稀奶油工艺优化及挥发性风味成分分析

利用马克斯克鲁维酵母Y51-6发酵稀奶油,以酒精体积分数、感官评定作为优化指标,通过正交试验确定优化发酵工艺。最佳发酵工艺条件为：发酵时间40 h,发酵温度45℃,蔗糖添加量7 g/100 m L,接种量7%（体积分数）。并对发酵过程进行动态追踪,0~12 h内酵母菌生长处于延滞期,12~24 h为对数期,发酵24~32 h为稳定期,32 h之后酵母菌生长进入衰亡期。发酵过程中p H值逐渐降低,酸度逐渐升高,酒精体积分数逐渐增加,色值变化不明显。采用固相微萃取结合气相色谱-质谱联用技术检测稀奶油发酵前后产生的挥发性风味成分。结果表明：未经发酵的稀奶油中共检测出17种主要成分,主要成分为2-庚酮、2-壬酮等甲基酮类化合物。而经发酵的稀奶油样品中共检测出35种主要成分,甲基酮类化合物比例降低,苯乙醇等醇类物质、己酸乙酯等酯类物质明显增多。

马克斯克鲁维酵母生物转化2-苯乙醇工艺优化及耐高温特性分析

以耐高温的马克斯克鲁维酵母LY1为试验菌株,通过单因素试验和响应面法分析培养基主要成分L-苯丙氨酸、碳源、氮源等对天然香料2-苯乙醇合成的影响,优化结果为:L-苯丙氨酸8.39 g/L,蔗糖43.25 g/L,酵母浸粉6.68 g/L,2-苯乙醇产量达到1.450 g/L,较优化前提高了51.0%。进一步对LY1菌株进行耐受性能和高温发酵性能分析,结果表明,36℃时对2-苯乙醇耐受的质量浓度为2.0 g/L,42℃高温时为1.5 g/L,合成2-苯乙醇的最佳温度范围为28~32℃,42℃时2-苯乙醇产量为0.809 g/L。

马克斯克鲁维酵母对发酵乳中糖代谢的影响

采用高效液相色谱等方法,对乳酸菌单独发酵和向其中添加马克斯克鲁维酵母这两种发酵乳中乳糖代谢主要产物及关键酶活力的变化情况进行对比分析,以确定添加酵母菌对乳糖无氧代谢产生乳酸途径的影响。结果表明:添加酵母菌后乳糖降解速率明显加快(P<0.05),贮藏期间马克斯克鲁维酵母可以对积累的半乳糖进行利用;发酵过程中,由于酵母菌的添加使β-半乳糖苷酶及乳酸脱氢酶活力有显著提高(P<0.05),糖酵解途径关键限速酶——己糖激酶和丙酮酸激酶活力增加(P<0.05);含有酵母菌的发酵乳p H值下降(滴定酸度上升)较乳酸菌单菌发酵快(P<0.05),这与添加酵母菌后发酵乳中乳酸含量显著增加(P<0.05)有关;丙酮酸含量变化不显著(P>0.05)。该研究揭示了马克斯克鲁维酵母的添加对乳糖酵解具有一定促进作用。

马克斯克鲁维酵母原生质体制备和再生条件的研究

研究了菌龄、酶解温度、酶解时间、酶浓度4个单因素对马克斯克鲁维酵母原生质体形成率和再生率的影响,采用菌龄、酶解温度、酶解时间、酶浓度、稳渗剂进行5因素4水平的正交试验,分析各因素的极差值,评价各因素的影响程度。结果表明,酶浓度的极差值最高,其次为酶解时间,然后依次为菌龄、稳渗剂、酶解温度,酶浓度为影响原生质体形成的主要因素,原生质体形成和再生的最佳条件为:菌龄为12h,蜗牛酶浓度为1.5%,酶解时间为1h,酶解温度为28℃,稳渗剂为KCl,在此条件下,原生质体形成率为92.3%,再生率为29.6%。

PCRDGGE技术分析混菌发酵乳中马克斯克鲁维酵母与乳酸菌的相互作用

利用变性梯度凝胶电泳(Denaturing Gradient Gel Electrophoresis,DGGE)技术,对混菌发酵及贮藏过程中马克斯克鲁维酵母与乳酸菌之间的相互作用进行分析,进而对整个过程中微生物优势菌群及其稳定性进行跟踪监测。结果表明:混菌发酵及贮藏过程中微生物组成比较稳定,优势菌为嗜热链球菌(Streptococcus thermophilus,ST);发酵过程中,马克斯克鲁维酵母(Kluyveromyces marxianus)的添加对乳酸菌生长起到促进作用,尤其是对保加利亚乳杆菌(Lactobacillus bulgaricus,LB)效果显著,贮藏期间该作用转变为抑制;整个过程乳酸菌的存在对酵母菌的生长具有一定的抑制作用。该研究可为深入探讨乳酸菌与酵母菌共同发酵机理及新型发酵乳制品的开发提供理论基础。

一株马克斯克鲁维酵母菌的生长及酒精发酵特性分析

该文对一株耐高温的马克斯克鲁维酵母菌株HY32的生长及酒精发酵特性进行了研究。与耐高温酿酒活性干酵母TRADY相比,菌株HY32表现出了极好的耐热能力和较好的耐酒精能力。在37℃、42℃、45℃摇瓶培养10h后,菌株HY32的活菌数分别为2.45×108个/mL、1.76×108个/mL和0.92×108个/mL。将菌株TRADY和HY32按相同的接种量转接到添加了4%vol乙醇的液体培养基中,37℃摇瓶培养6h后,菌株HY32的OD600值是菌株TRADY的1.6倍。随着温度的升高和培养基中乙醇浓度的增加,菌株HY32较TRADY的相对耐酒精能力更好。菌株HY32在高温下仍具有一定的产酒能力。采用葡萄糖酒精发酵培养基进行酒精发酵,菌株HY32在42℃和45℃时发酵72h,酒精产率分别为5.25%vol和4.02%vol。木薯酒精发酵实验结果分析表明,菌株HY32的乙酸乙酯产量是酿酒酵母TRADY的10倍左右,而正丙醇和乳酸乙酯等含量较低。

马克斯克鲁维酵母高密度发酵条件的优化研究

对影响马克斯克鲁维酵母高密度发酵的培养基营养成分和培养条件展开分析研究。单因素实验发现,YPD作为基础培养基有利于马克斯克鲁维酵母的增殖;培养基成分响应面分析和培养条件正交实验结果表明,当培养基成分为蔗糖67.37 g/L,酵母浸粉29.7 g/L,玉米浆15.61 g/L,KH_2PO_44.13 g/L,MgSO_40.3 g/L,初始pH为6.0、发酵温度为30℃、搅拌速度为160 r/min时,发酵培养18 h马克斯克鲁维酵母的生物量最大,为(9.34±0.12)g/L。进一步进行乳饮品发酵实验,优化培养的马克斯克鲁维酵母与乳源培养基培养的马克斯克鲁维酵母,在菌种的生物量和乳饮品的口感风味上无明显差异。因此,优化后的高密度发酵培养基配方和工艺条件适宜于马克斯克鲁维酵母菌的高密度发酵。

木糖对马克斯克鲁维酵母菊糖酶合成的诱导作用

马克斯克鲁维酵母可利用木糖、菊糖等多种碳源 .利用木糖为碳源时菊糖酶产量最高 ,酶活力可达 30 .4 U/mg菌体 (干重 ) ,菊糖次之 ;利用葡萄糖、乳糖等酶活力均很低 .用洗涤菌体进行诱导试验也表明 ,木糖能诱导该酵母菊糖酶的合成 ,蛋白质合成抑制剂环已亚胺可抑制木糖对该酶的诱导作用 .在以木糖为碳源的生长培养基中添加葡萄糖能明显地阻遏菊糖酶的形成 .试验结果表明 ,该菌株菊糖酶的合成受诱导和分解产物阻遏机制的双重调节 ,木糖是酵母菊糖酶合成的一种良好的天然诱导剂 .

酿酒酵母和马克斯克鲁维酵母原生质体制备与再生研究

研究了菌龄、酶浓度、渗透压稳定剂及酶解时间等因素对酿酒酵母菌(Saccharomyces cerevisiae)和马克斯克鲁维酵母菌(Kluyveromyces marxianus)原生质体形成与再生的影响。实验结果表明,原生质体形成与再生的最佳条件为酿酒酵母菌龄9h,采用1.5%蜗牛酶+0.5%纤维素酶,30℃酶解70min;马克斯克鲁维酵母菌龄8h,采用1.0%蜗牛酶+0.5%纤维素酶,30℃酶解时间50min;配制酶液时渗透压稳定剂采用4%氯化钠高渗缓冲液,在稀释和配制再生培养基时则采用15%的蔗糖高渗缓冲液。

马克斯克鲁维酵母菌的分离鉴定与所产乳糖酶酶学性能研究

为研究开发具有应用价值的新型微生物资源,用邻硝基苯酚β-D-半乳糖苷(ONPG)法,从雪莲菌发酵乳中分离到一株产乳糖酶的酵母菌株XL-B36,通过分子鉴定,确定该菌为马克斯克鲁维酵母(Kluyveromyces marxianus)。对该菌所产乳糖酶酶学性能进行研究,该酶最适反应温度和最适pH值分别为47℃和7. 0,在35~40℃具有良好的稳定性。pH 5. 0~8. 0表现稳定,pH 7. 0时出现酶活峰值。金属离子Mn2+、Mg2+、Na+对酶活具有激活作用,Ca2+和Zn2+对酶活具有抑制作用,Cu2+和EDTA对酶活具有完全抑制作用。

马克斯克鲁维酵母菊粉酶的分离纯化和酶学性质研究

马克斯克鲁维酵母产生的孢外菊粉酶经超滤浓缩、DEAE-Cellulose阴离子交换色谱、SephadexG-100凝胶色谱分离纯化,得到两个菊粉酶组分ExoⅠ和ExoⅡ,I/S值分别为0.0249和0.0253,均属外切菊粉酶。ExoⅠ经聚丙烯酰胺凝胶鉴定为均一组分,分子量为85kD。ExoⅠ最适pH值为4.0,最适温度为60℃,Mn2+和Mg2+对酶活力有促进作用,而Cu2+、Fe2+对酶活力有抑制作用,ExoⅠ水解菊粉溶液的产物为果糖和少量葡萄糖。

马克斯克鲁维酵母固态发酵菊粉酶培养条件的优化

在单因素试验基础上,为进一步提高马克斯克鲁维酵母固态发酵产生的菊粉酶的活力,采用全因子试验设计和中心组合设计对影响的因素进行优化,运用响应面分析模拟得到二次多项式回归方程的预测模型,优化的培养条件为:菊芋粉3.62%,玉米浆干粉2.40%,培养温度28.13℃。模型预测的最大响应值为314.71U/g ds,在优化条件下酶活为316.35U/g ds,二者基本一致。

马克斯克鲁维酵母的筛选鉴定与应用

本试验从新疆天润公司西山奶牛场原料乳中分离、纯化出三株生长好、生物特性优良的酵母,通过形态特性观察、生化特性试验、DNA鉴定,其中一株鉴定为马克斯克鲁维酵母,可应用于奶啤、乳清饮料发酵,产品风味独特。