酿酒酵母培养物的制备方法和应用

2020/10/25 9:01:40

背景及概述[1][2]

酿酒酵母又称“啤酒酵母”,子囊菌纲,酵母科,酵母属。细胞圆形、亚圆形、卵形、椭圆形、圆柱形或长形。单个。成双偶成短链或小簇。在麦汁固体培养基上,菌落呈乳白色,不透明,有光泽。按照细胞长宽比可分成三组。组长宽比为:1~2,小于2。其中又分大、中、小型。无假菌丝或有较发达但不典型的假菌丝。该组主要用于制造酒精、白酒和面包酵母。第二组细胞以长卵形为主,长与宽比为2。还可分成大中小型。常能形成假菌丝,但不发达不典型。该组酵母主要用于葡萄酒、果酒和上面发酵啤酒生产,也用于酵母工厂。第三组细胞为椭圆形,长与宽比大于2。可分成大中小型。常能形成假菌丝,但不典型,是长型细胞连接成树枝状。该组酵母常用于糖蜜酿酒。耐高渗透压,耐高浓度盐。啤酒酵母能发酵葡萄糖、果糖、麦芽糖、蔗糖、半乳糖和1/3棉子糖,但不发酵乳糖、蜜二糖。

应用[2-3]

一、抗菌素应用泛滥的是全球性的问题,特别是养殖业相对不发达的国家,由于饲养环境恶劣,疫病常发,所以问题更加严重。据报道:中国每年生产抗生素原料大约21万吨,其中46.1%(9.7万吨)被用在了畜牧养殖业,主要用于动物的促增长和预防疾病的作用,抗生素的滥用对公共卫生、食品安全和环境污染造成巨大的影响,减少畜禽养殖过程中抗生素 的使用已经成为当今畜禽养殖业种面临的亟待解决的问题。

有鉴于此,CN201610771718.X提出一种酿酒酵母培养物及其制备方法和应用,以减少或替代抗生素的使用,降低畜禽产品中抗生素残留。基于上述目的,本发明提供的酿酒酵母培养物的制备方法,包括以下步骤:

1)将酿酒酵母进行种子培养,得到酿酒酵母种子培养物;

2)将酿酒酵母种子培养物接种于液体培养基中进行有氧发酵,得到酿酒酵母液体培养物;

3)将酿酒酵母液体培养物接种到固体培养基中进行厌氧发酵,发酵结束后对酵母菌进行破壁处理,再将破壁处理后的酿酒酵母固体培养物烘干,即得到所述酿酒酵母培养物。

二、水中的有机污染物种类繁多,难以分别测定各种组分的定量数值,因此在水质评价过程中,生化需氧量(biochemical oxygen demand,BOD)是一个重要的参数,它是指一定体积水体中的有机物在微生物作用下氧化所消耗的溶解氧的量,单位是mg/L。从以上定义可以看出,BOD代表水体中有机污染物的污染程度。

由于BOD可间接表示微生物氧化有机物的含量,所以BOD成为水污染控制领域最广泛采用的监测指标之一。CN200910090646.2公开了以酿酒酵母作为生物识别元件快速测定BOD的方法,其特征在于,该方法包括选择酿酒酵母作为生物识别元件、利用PVA固定化酿酒 酵母制备生物识别元件工艺和利用PVA固定化酿酒酵母生物识别元件对BOD的快速测定;所述选择酿酒酵母作为生物识别元件是选择酿酒酵母作为快速测定BOD生物识别材料的主要原因如下:

1)酿酒酵母是一种高活性的好氧微生物,同化碳水化合物的能力很强,目前已广泛应用于高浓度有机工业废水的综合治理;

2)酿酒酵母自身无毒害作用,不会对环境产生二次污染;

3)酿酒酵母的培养条件要求不高,并生长迅速,因此宜于获得;

4)酿酒酵母可以长期干燥保存,并能长久保持酶的活力;

5)酿酒酵母细胞具有耐渗透压的特点,可适用于海洋污染的监测;所述利用PVA固定化酿酒酵母制备生物识别元件工艺:将酿酒酵母细胞悬浮于去离子水中,其浓度为10-20g/100mL(w/v),然后与溶解好的PVA溶液混合,得到均匀的混合液,PVA的最终浓度为8-10%(w/v),将该混合液滴入饱和硼 酸溶液500mL中,充分交联反应10-12小时后取出,用去离子水冲洗3遍,得到作为生物识别元件的固定化酿酒酵母颗粒,放置冰箱中冷藏备用;所述利用PVA固定化酿酒酵母生物识别元件对BOD的快速测定:测量时,固定化微生物颗粒与待测样品在测量室中混合,用微量曝气管进行搅拌和曝气,使其中溶解氧饱和,固定化微生物颗粒在分解有机污染物的过程中分解水体中可生物降解的有机污染物,并且消耗水体中的溶解氧,使溶解氧浓度不断降低,导致溶解氧逐级降低至一个新的稳定状态;根据两个稳态之间的溶解氧差值,通过标准曲线即可计算出所测水样的BOD值。

其中两个稳态是指:个稳定状态设定 为水样达到预定的测量温度时,第二个稳定状态设定为连续3次电流值读数的变化范围小于0.001μA。所述固定化微生物颗粒为固定化酿酒酵母颗粒。本发明的有益效果是与目前使用的BOD快速测定仪的生物识别元件相比,本发明提出的酿酒酵母弥补了其诸多不足:

(1)酿酒酵母的代谢活性高,分解有机污染物的能力强,拓宽了对多种废水的测量范围;

(2)根据水样的污染程度不同,改变固定化微生物颗粒的量可以调整有 效测量范围;

(3)固定化微生物颗粒的使用寿命更长,微生物的活化和保存也更简单、方便;

(4)固定化酿酒酵母细胞具有耐渗透压的特点,因此,以酿酒酵母作为生物识别元件适用于对海洋水体有机污染的快速监测。

主要参考资料

[1] 中华酒文化辞典

[2] CN201610771718.X 酿酒酵母培养物及其制备方法和应用

[3] CN200910090646.2 以酿酒酵母作为生物识别元件快速测定BOD的方法

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