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        降酸酵母菌Yds-10最佳培養(yǎng)基的篩選①

        2018-12-27 09:04:54,,
        關(guān)鍵詞:酵母菌

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        (佳木斯大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院,黑龍江 佳木斯 154007)

        0 引 言

        葡萄酒都含有酸味物質(zhì),其對(duì)于葡萄酒的口感、穩(wěn)定性和陳釀特性具有重要作用。適量的酸味物質(zhì)是構(gòu)成葡萄酒爽利、清新等口感的要素[1]。酸度過(guò)低,酒體則會(huì)平淡乏味;酸度過(guò)高,酒體口感生硬粗澀。葡萄酒中的有機(jī)酸種類繁多,主要包括酒石酸、蘋(píng)果酸、檸檬酸,其中對(duì)口味影響最大的是L-蘋(píng)果酸。而降酸酵母菌可以通過(guò)蘋(píng)果酸乳酸發(fā)酵,使葡萄酒中的蘋(píng)果酸轉(zhuǎn)化成乙醇和二氧化碳,降低蘋(píng)果酸濃度,改善葡萄酒的口味[2]。降酸酵母菌Yds-10是從東北山葡萄酒中篩選出的具有一定降酸能力的酵母菌,為了獲得更多的培養(yǎng)物,研究對(duì)其最佳培養(yǎng)基進(jìn)行篩選和優(yōu)化,旨在為降酸酵母菌Yds-10的應(yīng)用培養(yǎng)探究最佳培養(yǎng)基配方。

        1 材料和方法

        1.1 材 料

        1.1.1 試驗(yàn)用菌

        降酸酵母菌Yds-10:學(xué)院發(fā)酵實(shí)驗(yàn)室篩選保存高降酸能力酵母菌。

        1.1.2 儀 器

        高溫滅菌器,恒溫培養(yǎng)箱,低速臺(tái)式離心機(jī)TDZ4-WS,分光光度計(jì)等。

        1.1.3 培養(yǎng)基

        (1)活化培養(yǎng)基[3](g/L):葡萄糖20,酵母浸粉5,于0.1MPa滅菌20 min。

        (2)山葡萄汁培養(yǎng)基(g/L):在滅菌活化培養(yǎng)基中加滅菌山葡萄汁50mL。

        (3)麥芽汁培養(yǎng)基(g/L):在活化培養(yǎng)基中加濃度為12%的麥芽汁50mL。

        (4)馬鈴薯培養(yǎng)基[4](g/L):在活化培養(yǎng)基中加20%馬鈴薯浸汁50mL。

        (5)YPD培養(yǎng)基[3](g/L):大豆蛋白胨4,胰蛋白胨4,酵母浸粉3,葡萄糖20于0.1MPa滅菌20 min。

        1.2 方 法

        1.2.1 山葡萄汁的制備及滅菌

        (1) 果汁的制備 取無(wú)霉壞的山葡萄,去梗,清洗,破碎,用紗布過(guò)濾,倒入離心管中,于2500r/min離心10min,取上清液備用。

        (2) 果汁滅菌 將裝有果汁帶蓋的試管置于90℃恒溫水浴鍋,保溫30min,取出自然冷卻至室溫;重復(fù)3次,取上清液備用。

        1.2.2 菌種活化與接種

        (1) 菌種活化 將降酸酵母菌Yds-10接種至活化培養(yǎng)基中,于28℃恒溫箱培養(yǎng)24h進(jìn)行活化,取出備用。

        (2) 接種 取活化后菌懸液于離心管中,3000r/min離心10min,棄去上清液,將沉淀的菌接種于滅菌的培養(yǎng)基,接種量10%。

        1.2.3 基礎(chǔ)培養(yǎng)基的篩選

        按1.2.2接種方法將降酸酵母菌Yds-10分別接種于活化培養(yǎng)基、葡萄汁培養(yǎng)基、麥芽汁培養(yǎng)基、馬鈴薯培養(yǎng)基和YPD培養(yǎng)基中,測(cè)28℃下培養(yǎng)24 h和48 h降酸酵母菌Yds-10的生長(zhǎng)量,每種培養(yǎng)基重復(fù)培養(yǎng)三份,結(jié)果取平均值。

        1.2.4 單因素試驗(yàn)

        不改變YPD培養(yǎng)基中其它成分的用量,分別對(duì)葡萄糖(10、20、30、40、50)g/L、蛋白胨(0、2.0、4.0、6.0、8.0)g/L、胰蛋白胨(0、2.0、4.0、6.0、8.0)g/L及酵母浸粉(0、2.0、4.0、6.0、8.0)g/L的添加量進(jìn)行單因素試驗(yàn)。測(cè)28℃下培養(yǎng)24 h和48 h培養(yǎng)液降酸酵母菌Yds-10的生長(zhǎng)量,重復(fù)培養(yǎng)每種培養(yǎng)基各三份,取其平均值。

        1.2.5 正交試驗(yàn)

        在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上,對(duì)YPD培養(yǎng)基成分葡萄糖、酵母浸粉、蛋白胨、胰蛋白胨進(jìn)行四因素三水平正交試驗(yàn)L9(34),因素水平設(shè)計(jì)見(jiàn)表1.

        表1 正交試驗(yàn)因素水平

        1.2.6 檢測(cè)方法

        菌體生長(zhǎng)量測(cè)定[5]:采用測(cè)定光密度值的方法。 將培養(yǎng)液從培養(yǎng)箱中取出,搖晃均勻后立即倒入帶刻度、滅菌、干燥的離心管中,每個(gè)離心管倒入5mL培養(yǎng)基懸浮液,于3000r/mim離心10min后,棄去上清液,用無(wú)菌水定容至10mL,搖均,倒入比色管中,以無(wú)菌水做空白對(duì)照,立刻放入可見(jiàn)分光光度計(jì)中,在波長(zhǎng)600nm下測(cè)定其的光密度值(OD600)。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 基礎(chǔ)培養(yǎng)基的篩選

        測(cè)降酸酵母菌Yds-10在基礎(chǔ)培養(yǎng)基、山葡萄培養(yǎng)基、麥芽汁培養(yǎng)基、馬鈴薯培養(yǎng)基和YPD培養(yǎng)基中生長(zhǎng)量光密度值OD600,結(jié)果見(jiàn)表2。

        表2 基礎(chǔ)培養(yǎng)基的篩選結(jié)果

        分析表2,在接種量相同,培養(yǎng)時(shí)間相同的情況下,比較降酸酵母菌Yds-10在五種培養(yǎng)基中培養(yǎng)中培養(yǎng)24h和48h培養(yǎng)的生長(zhǎng)量及三次測(cè)量結(jié)果的平均值,YPD培養(yǎng)基的生長(zhǎng)量OD600值最高,高于基礎(chǔ)培養(yǎng)基、山葡萄培養(yǎng)基、麥芽汁培養(yǎng)基和馬鈴薯培養(yǎng)基四種培養(yǎng)基,YPD培養(yǎng)基生長(zhǎng)量OD600值培養(yǎng)24h和48h的測(cè)量結(jié)果的平均值為1.035,比活化培養(yǎng)基高出0.322,故選擇YPD培養(yǎng)基作為降酸酵母菌Yds-10初篩基礎(chǔ)培養(yǎng)基。

        2.2 單因素試驗(yàn)

        2.2.1 葡萄糖加量

        在保持YPD培養(yǎng)基其它成分不變的情況下,對(duì)YPD培養(yǎng)基中的葡萄糖進(jìn)行單因素試驗(yàn),測(cè)培養(yǎng)24 h和48h培養(yǎng)液的OD600值,并計(jì)算兩個(gè)時(shí)間段測(cè)量結(jié)果的平均值,結(jié)果見(jiàn)圖1。

        圖1 葡萄糖單因素試驗(yàn)結(jié)果(OD600值)

        由圖1得出,不同葡萄糖加量的五個(gè)培養(yǎng)基培養(yǎng)培養(yǎng)降酸酵母菌Yds-1024h和48h培養(yǎng)液的平均OD600值分別為0.886、0.946、1.053、1.054、1.059,隨著葡萄糖加量增加,培養(yǎng)液平均OD600值逐漸增大,但后三組之間差異不大、增大的不明顯。即葡萄糖加量小于30g/L時(shí),隨著葡萄糖加量增加培養(yǎng)液OD600值增大顯著;葡萄糖加量大于30g/L時(shí),隨著葡萄糖加量增加培養(yǎng)液OD600值增大不顯著;故葡萄糖加量取30g/L即可。

        2.2.2 酵母浸粉加量

        保持YPD培養(yǎng)基其他成分不變的情況下,對(duì)YPD培養(yǎng)基中的酵母浸粉進(jìn)行單因素試驗(yàn),測(cè)培養(yǎng)24 h和48h培養(yǎng)液的OD600值,并計(jì)算兩個(gè)時(shí)間段測(cè)量結(jié)果的平均值,結(jié)果見(jiàn)圖2。

        圖2 酵母浸粉單因素試驗(yàn)結(jié)果(OD600值)

        由圖2得出,不同酵母浸粉加量的五個(gè)培養(yǎng)基培養(yǎng)培養(yǎng)降酸酵母菌Yds-10 24h和48h培養(yǎng)液的平均OD600值分別為0.741、1.016、0.911、0.802、0.812,五種培養(yǎng)液的OD600值差異較明顯;酵母浸粉加量為2.0g/L時(shí),培養(yǎng)液OD600值最大;故酵母浸粉加量取2.0g/L較適宜降酸酵母菌Yds-10的生長(zhǎng)。

        2.2.3 蛋白胨加量

        在保持YPD培養(yǎng)基其他成分不變的情況下,對(duì)YPD培養(yǎng)基中的蛋白胨進(jìn)行單因素試驗(yàn),測(cè)培養(yǎng)24 h和48h培養(yǎng)液的OD600值,并計(jì)算兩個(gè)時(shí)間段測(cè)量結(jié)果的平均值,結(jié)果見(jiàn)圖3。

        圖3 蛋白胨單因素試驗(yàn)結(jié)果(OD600值)

        由圖3可知,不同蛋白胨加量的五個(gè)培養(yǎng)基培養(yǎng)培養(yǎng)降酸酵母菌Yds-10 24h和48h培養(yǎng)液的平均OD600值分別為0.672、1.072、1.002、0.887、0.812,隨著蛋白胨加量增加,培養(yǎng)液平均OD600值呈正態(tài)分布,并且五組之間有較明顯差異;蛋白胨加量為2.0 g/L時(shí),培養(yǎng)液OD600值最大;故蛋白胨加量取2.0 g/L較適宜降酸酵母菌Yds-10生長(zhǎng)。

        2.2.4 胰蛋白胨加量

        在保持YPD培養(yǎng)基其他成分不變的情況下,對(duì)YPD培養(yǎng)基中的胰蛋白胨進(jìn)行單因素試驗(yàn),測(cè)培養(yǎng)24 h和48h培養(yǎng)液的OD600值,并計(jì)算兩個(gè)時(shí)間段測(cè)量結(jié)果的平均值,結(jié)果見(jiàn)圖4。

        圖4 胰蛋白胨單因素試驗(yàn)結(jié)果(OD600值)

        由圖4得出,胰蛋白胨加量不同的五個(gè)培養(yǎng)基培養(yǎng)培養(yǎng)降酸酵母菌Yds-10 24h和48h培養(yǎng)液的平均OD600值分別為1.011、1.014、0.905、0.887、0.812,胰蛋白胨加量為2.0 g/L,培養(yǎng)液平均OD600值最大;之后三組隨著胰蛋白胨加量增加;培養(yǎng)液OD600值逐漸減?。还室鹊鞍纂思恿繛?.0 g/L較適宜降酸酵母菌Yds-10生長(zhǎng)。

        2.3 正交試驗(yàn)

        葡萄糖、酵母浸粉、蛋白胨、胰蛋白胨進(jìn)行四因素三水平正交試驗(yàn),測(cè)28℃培養(yǎng)24h培養(yǎng)液的OD600值,結(jié)果見(jiàn)表3。

        表3 L9(34)正交結(jié)果分析

        通過(guò)對(duì)表3極差R分析可得,RA>RB>RC>RD,葡萄糖、酵母浸粉、蛋白胨、胰蛋白胨四個(gè)因素對(duì)降酸酵母菌Yds-10的影響主次依次為:葡萄糖 > 酵母浸粉> 蛋白胨 > 胰蛋白胨;A因素列:K2>K3>K1,B因素列:K2>K1>K3,C因素列:K2>K3>K1,D因素列:K1>K3>K2,因此,培養(yǎng)基配方正交試驗(yàn)結(jié)果最優(yōu)組合為A2B2C2D1,對(duì)正交試驗(yàn)結(jié)果表3直接觀查可得:試驗(yàn)組4(A2B1C2D3)數(shù)據(jù)最好。

        2.4 驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果

        對(duì)培養(yǎng)基配方組合A2B2C2D1和培養(yǎng)基配方組合A2B1C2D3進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證試驗(yàn),并以YPD培養(yǎng)基培養(yǎng)結(jié)果為對(duì)照,測(cè)培養(yǎng)24 h和48 h培養(yǎng)液的生長(zhǎng)量OD600值,結(jié)果見(jiàn)表4.

        表3 驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果

        分析表4可得,培養(yǎng)24 h和48h培養(yǎng)液的生長(zhǎng)量OD600值及兩個(gè)時(shí)間段測(cè)得的生長(zhǎng)量OD600值的平均值,均為試驗(yàn)組A2B2C2D1好于試驗(yàn)組A2B1C2D3好于 試驗(yàn)組YPD,試驗(yàn)組A2B2C2D1培養(yǎng)液的OD600值的平均值比YPD試驗(yàn)組高0.041。因此,優(yōu)化培養(yǎng)基配方的最佳組合為A2B2C2D1,即葡萄糖30g/L、酵母浸粉2.0g/L、蛋白胨2.0g/L、胰蛋白胨0g/L。

        3 結(jié) 論

        通過(guò)對(duì)降酸酵母菌Yds-10最佳培養(yǎng)基的篩選優(yōu)化可知,培養(yǎng)基的成分及填加量對(duì)降酸酵母菌Yds-10的生長(zhǎng)有影響。葡萄糖對(duì)其影響較大,其次是酵母浸粉、蛋白胨、胰蛋白胨;葡萄糖加量并不是越多越好,單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)均顯示葡萄糖加量為30g/L好于10g/L、20g/L、40g/L、50g/L;蛋白胨、胰蛋白胨的加量,也不是越多越好,在單因素試驗(yàn)中胰蛋白胨加量0g/L時(shí),降酸酵母菌Yds-10的生長(zhǎng)量與2.0g/L加量差別不明顯,并且隨著加量增多生長(zhǎng)量明顯下降,正交試驗(yàn)和驗(yàn)證試驗(yàn)與單因素試驗(yàn)結(jié)果一致,最終優(yōu)化培養(yǎng)基胰蛋白胨加量0g/L;蛋白胨加量在單因素試驗(yàn)中2.0g/L明顯好于0g/L、4.0g/L、6.0g/L、8.0g/L,正交試驗(yàn)與單因素試驗(yàn)一致,最好為2.0g/L。通過(guò)單因素試驗(yàn)、正交試驗(yàn)以及驗(yàn)證性試驗(yàn)得降酸酵母菌Yds-10最佳培養(yǎng)基配方為:葡萄糖30g/L、酵母浸粉2.0g/L、蛋白胨2.0g/L、胰蛋白胨0g/L。此培養(yǎng)基培養(yǎng)降酸酵母菌Yds-10,其培養(yǎng)液的OD600值比YPD培養(yǎng)基高4.1%。

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