氮源对酵母发酵中葡萄糖和麦芽糖型式变化的影响

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1、氮源对酵母发酵中葡萄糖和麦芽糖型式变化的影响曾琳娟周国泉摘译福建省燕京惠泉啤酒股份有限公司362100【摘要】啤酒酵母发酵中利用麦芽糖和葡萄糖，这两种物质受到氮源结构复合程度的强烈影响。在该项研究中，用到两株啤酒酵母，酵母菌在含有葡萄糖、麦芽糖和某一种氮源的培养基中培养，氮源有铵盐（硫酸铵）、游离氨基酸（酪蛋白氨基酸）和肽（蛋白胨）。即使在没有氮源和糖类型的情况下，酵母菌在低糖浓度发酵中会产生二次生长。高浓度糖发酵会改变糖的型式，菌量的增加和乙醇的产生有赖于氮源，在啤酒酵母菌中是有差异的。从试验结果来看，在含有麦芽糖、蛋白胨和酪蛋白氨基酸的两株酵母

2、中产生的菌量都多，在只含有酪蛋白氨基酸的酵母中，一株啤酒酵母产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养基中，另一株啤酒酵母产生的菌量浓度和酒精浓度更高。在含葡萄糖培养基培养的所有菌株上，蛋白胨产生的较高的发酵性能，在蛋白胨和酪蛋白氨基酸的培养基中，啤酒酵母产生的酒精量是一样的。铵盐产生的总是较差的酵母性能。该文的研究结果表明，培养基中不同组成的复合氮源环境与诱发缓慢发酵的条件有类似之处，这就说明了糖的种类和浓度、氮源的组成和酵母特性对酵母的发酵特性起着主要的影响。【关键词】氨基酸；发酵；葡萄糖利用；不完全发酵；麦芽糖利用；氮源

3、代谢；肽；酵母介绍自然界中，碳源和氮源是复合物的主要构成元素。酵母在利用氮源和碳源过程中。有一条标准主要考虑其发酵可发酵糖类的速度和程度。麦汁中是一个典型的营养基的天然复合物，其中含有蔗糖、果糖、葡萄糖、麦芽糖、麦芽三糖、糊精、氨基酸、肽类、蛋白质、维生素、离子、核酸和其他成分。为了从各种氮源和碳源中选择最佳的组合，酵母已经发展了感官和调节的分子机制，这包括了关键系统的诱导和抑制机制。糖降解物阻遏确保了糖利用的次序，在啤酒酵母发酵上，酵母按葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖和麦芽三糖这种顺序发酵的，在程度上是交迭一起的。但在啤酒发酵菌株中对糖的利用形式也会

4、改变，这方面已经有报道过。在很多活有机体的高分子物质中，氮是一个主要元素，在分子结构和功能中起着中心作用，大多数有机体中都有复杂的控制机制来提供一个稳定的氮供应。类似于碳降解物阻遏机制，糖降解物阻遏可以诱发不同的氮源复合物。在酵母发酵中曾发现，氨、天冬酰胺酸、谷氨酸盐和谷氨酸酯先被酵母的发酵利用。一旦这些主要氮源缺失或者浓度极低，接着利用其他氮源（如氨基复合物、氨基酸和肽类）。对次要氮源的利用要求分解酶和透性酶的合成，这种合成与氮降解物阻遏密切相关——在首选氮源存在时，透性酶会被阻止。在麦汁发酵过程中，氨基酸消化是顺序是按其型式来的，氨基酸基团的型

5、式是以发酵基被利用的速率为基础来鉴定的。麦汁氨基酸也是通过酵母代谢中酮酸类似物的基本作用来划分的。麦汁中含有大量复合的肽类。不管在酵母生长和发酵中肽类起着如何重要的作用，但对麦汁肽类及其产生对啤酒发酵影响的研究却很少，哪些范围的肽类或是什么顺序的肽类从麦汁中被发酵出来不得而知。考虑到氮源复合物的大概数量和转化对于工业发酵进程和成品质量是重要的，对于选择的发酵菌株来说，不仅快速又高效利用所有的糖，而且可以正确使用所有不同的氮源是至关重要的，因为这可以确保最终的产品质量。在该项研究中，培养基的补充物中含有麦芽糖或葡萄糖，或者是一个更复杂结构的氮源如蛋白

6、胨，这种物质可以引发更多的生物量和酒精产物。曾有报道啤酒酵母在发酵半乳糖的能力上是有区别的，这有赖于氮源的组成和酵母在发酵糖类时的降解物阻遏。在该项研究中，研究者继续从氮源和碳源组成对酵母代谢的影响方面从事研究。两株啤酒酵母（ale酵母和lager酵母）被用来做进一步的研究。结果显示，培养基中的氮源组成与糖的种类及其浓度搭配，所形成的环境与工业生产中的缓慢发酵类似，这会严重影响到酵母增殖和酒精生成。酵母在该项研究中，利用到的酵母菌株有：爱尔啤酒酵母LBCCA3和拉格尔啤酒酵母LBCCL52，两株酵母取自加拿大拉贝特酿造培养收集中心。酵母菌株保存在蛋

7、白胨-酵母浸出萃取-葡萄糖琼脂斜面培养基中，温度保持在4℃，每个月培养一次。培养基的化学成分及其组成6培养基：包括不含氨基酸、硫酸铵、酪蛋白氨基酸、蛋白胨和酵母萃取物的酵母氮基。其它所有培养基成分取自工业生产，具有最高的可利用纯度。培养和生长条件酵母发酵的培养基中含有0.17%（w/v）酵母氮基、2%麦芽糖或1.5%葡萄糖（w/v）、1%（w/v）氮源（硫酸铵、酪蛋白氨基酸或蛋白胨）。糖液经过高压煮沸，按要求浓度的两倍来浓缩，在接种前迅速加入培养基中。从斜面琼脂中移出接种物，在无菌水中做细胞悬浮培养，添加量为0.02g干质每升。细胞在125mL锥形

8、瓶中生长，事先瓶中加入25mL培养基，然后在30℃保温下做摇床培养，摇晃速度为250rpm。分析方法在发酵过程中的特定时间