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1、氮源對(duì)酵母發(fā)酵中葡萄糖和麥芽糖型式變化的影響曾琳娟周國(guó)泉摘譯福建省燕京惠泉啤酒股份有限公司362100【摘要】啤酒酵母發(fā)酵中利用麥芽糖和葡萄糖，這兩種物質(zhì)受到氮源結(jié)構(gòu)復(fù)合程度的強(qiáng)烈影響。在該項(xiàng)研究中，用到兩株啤酒酵母，酵母菌在含有葡萄糖、麥芽糖和某一種氮源的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，氮源有銨鹽（硫酸銨）、游離氨基酸（酪蛋白氨基酸）和肽（蛋白胨）。即使在沒(méi)有氮源和糖類型的情況下，酵母菌在低糖濃度發(fā)酵中會(huì)產(chǎn)生二次生長(zhǎng)。高濃度糖發(fā)酵會(huì)改變糖的型式，菌量的增加和乙醇的產(chǎn)生有賴于氮源，在啤酒酵母菌中是有差異的。從試驗(yàn)結(jié)
2、果來(lái)看，在含有麥芽糖、蛋白胨和酪蛋白氨基酸的兩株酵母中產(chǎn)生的菌量都多，在只含有酪蛋白氨基酸的酵母中，一株啤酒酵母產(chǎn)生的菌量和酒精含量高。相反的，在含有蛋白胨和酪蛋白氨基酸的培養(yǎng)基中，另一株啤酒酵母產(chǎn)生的菌量濃度和酒精濃度更高。在含葡萄糖培養(yǎng)基培養(yǎng)的所有菌株上，蛋白胨產(chǎn)生的較高的發(fā)酵性能，在蛋白胨和酪蛋白氨基酸的培養(yǎng)基中，啤酒酵母產(chǎn)生的酒精量是一樣的。銨鹽產(chǎn)生的總是較差的酵母性能。該文的研究結(jié)果表明，培養(yǎng)基中不同組成的復(fù)合氮源環(huán)境與誘發(fā)緩慢發(fā)酵的條件有類似之處，這就說(shuō)明了糖的種類和濃度、氮源的組成和
3、酵母特性對(duì)酵母的發(fā)酵特性起著主要的影響?！娟P(guān)鍵詞】氨基酸；發(fā)酵；葡萄糖利用；不完全發(fā)酵；麥芽糖利用；氮源代謝；肽；酵母介紹自然界中，碳源和氮源是復(fù)合物的主要構(gòu)成元素。酵母在利用氮源和碳源過(guò)程中。有一條標(biāo)準(zhǔn)主要考慮其發(fā)酵可發(fā)酵糖類的速度和程度。麥汁中是一個(gè)典型的營(yíng)養(yǎng)基的天然復(fù)合物，其中含有蔗糖、果糖、葡萄糖、麥芽糖、麥芽三糖、糊精、氨基酸、肽類、蛋白質(zhì)、維生素、離子、核酸和其他成分。為了從各種氮源和碳源中選擇最佳的組合，酵母已經(jīng)發(fā)展了感官和調(diào)節(jié)的分子機(jī)制，這包括了關(guān)鍵系統(tǒng)的誘導(dǎo)和抑制機(jī)制。糖降解物阻
4、遏確保了糖利用的次序，在啤酒酵母發(fā)酵上，酵母按葡萄糖、果糖、蔗糖、麥芽糖和麥芽三糖這種順序發(fā)酵的，在程度上是交迭一起的。但在啤酒發(fā)酵菌株中對(duì)糖的利用形式也會(huì)改變，這方面已經(jīng)有報(bào)道過(guò)。在很多活有機(jī)體的高分子物質(zhì)中，氮是一個(gè)主要元素，在分子結(jié)構(gòu)和功能中起著中心作用，大多數(shù)有機(jī)體中都有復(fù)雜的控制機(jī)制來(lái)提供一個(gè)穩(wěn)定的氮供應(yīng)。類似于碳降解物阻遏機(jī)制，糖降解物阻遏可以誘發(fā)不同的氮源復(fù)合物。在酵母發(fā)酵中曾發(fā)現(xiàn)，氨、天冬酰胺酸、谷氨酸鹽和谷氨酸酯先被酵母的發(fā)酵利用。一旦這些主要氮源缺失或者濃度極低，接著利用其他氮
5、源（如氨基復(fù)合物、氨基酸和肽類）。對(duì)次要氮源的利用要求分解酶和透性酶的合成，這種合成與氮降解物阻遏密切相關(guān)——在首選氮源存在時(shí)，透性酶會(huì)被阻止。在麥汁發(fā)酵過(guò)程中，氨基酸消化是順序是按其型式來(lái)的，氨基酸基團(tuán)的型式是以發(fā)酵基被利用的速率為基礎(chǔ)來(lái)鑒定的。麥汁氨基酸也是通過(guò)酵母代謝中酮酸類似物的基本作用來(lái)劃分的。麥汁中含有大量復(fù)合的肽類。不管在酵母生長(zhǎng)和發(fā)酵中肽類起著如何重要的作用，但對(duì)麥汁肽類及其產(chǎn)生對(duì)啤酒發(fā)酵影響的研究卻很少，哪些范圍的肽類或是什么順序的肽類從麥汁中被發(fā)酵出來(lái)不得而知?？紤]到氮源復(fù)合物
6、的大概數(shù)量和轉(zhuǎn)化對(duì)于工業(yè)發(fā)酵進(jìn)程和成品質(zhì)量是重要的，對(duì)于選擇的發(fā)酵菌株來(lái)說(shuō)，不僅快速又高效利用所有的糖，而且可以正確使用所有不同的氮源是至關(guān)重要的，因?yàn)檫@可以確保最終的產(chǎn)品質(zhì)量。在該項(xiàng)研究中，培養(yǎng)基的補(bǔ)充物中含有麥芽糖或葡萄糖，或者是一個(gè)更復(fù)雜結(jié)構(gòu)的氮源如蛋白胨，這種物質(zhì)可以引發(fā)更多的生物量和酒精產(chǎn)物。曾有報(bào)道啤酒酵母在發(fā)酵半乳糖的能力上是有區(qū)別的，這有賴于氮源的組成和酵母在發(fā)酵糖類時(shí)的降解物阻遏。在該項(xiàng)研究中，研究者繼續(xù)從氮源和碳源組成對(duì)酵母代謝的影響方面從事研究。兩株啤酒酵母（ale酵母和la
7、ger酵母）被用來(lái)做進(jìn)一步的研究。結(jié)果顯示，培養(yǎng)基中的氮源組成與糖的種類及其濃度搭配，所形成的環(huán)境與工業(yè)生產(chǎn)中的緩慢發(fā)酵類似，這會(huì)嚴(yán)重影響到酵母增殖和酒精生成。酵母在該項(xiàng)研究中，利用到的酵母菌株有：愛(ài)爾啤酒酵母LBCCA3和拉格爾啤酒酵母LBCCL52，兩株酵母取自加拿大拉貝特釀造培養(yǎng)收集中心。酵母菌株保存在蛋白胨-酵母浸出萃取-葡萄糖瓊脂斜面培養(yǎng)基中，溫度保持在4℃，每個(gè)月培養(yǎng)一次。培養(yǎng)基的化學(xué)成分及其組成6培養(yǎng)基：包括不含氨基酸、硫酸銨、酪蛋白氨基酸、蛋白胨和酵母萃取物的酵母氮基。其它所有培養(yǎng)
8、基成分取自工業(yè)生產(chǎn)，具有最高的可利用純度。培養(yǎng)和生長(zhǎng)條件酵母發(fā)酵的培養(yǎng)基中含有0.17%（w/v）酵母氮基、2%麥芽糖或1.5%葡萄糖（w/v）、1%（w/v）氮源（硫酸銨、酪蛋白氨基酸或蛋白胨）。糖液經(jīng)過(guò)高壓煮沸，按要求濃度的兩倍來(lái)濃縮，在接種前迅速加入培養(yǎng)基中。從斜面瓊脂中移出接種物，在無(wú)菌水中做細(xì)胞懸浮培養(yǎng)，添加量為0.02g干質(zhì)每升。細(xì)胞在125mL錐形瓶中生長(zhǎng)，事先瓶中加入25mL培養(yǎng)基，然后在30℃保溫下做搖床培養(yǎng)，搖晃速度為250rpm。分析方法在發(fā)酵過(guò)程中的特定時(shí)間
