学文网摘要:在高活性干酵母的扩大培养第14小时起,分别取样测定发酵液中可利用氮含量,并将发酵液抽滤获得鲜酵母,测定鲜酵母中氮、磷、海藻糖等理化物质的含量以及干酵母的发酵力变化趋势。发酵液中可利用氮的含量以及酵母细胞中氮磷等理化物质的含量随着发酵时间的延长缓慢降低,而海藻糖含量和干酵母的发酵力则反之,发酵越往后越高。
关键词:酵母培养;发酵液测定;游离氨基氮;可利用氮;理化物质;发酵力
中***分类号:S818文献标识码:A文章编号:1009-2374 (2010)10-0195-02
高活性干酵母在发酵培养过程中,主要营养物质如碳源和氮源均采取流加方式。经验得知,发酵后期发酵培养液氮源充足的话,营养过剩,酵母细胞仍会快速繁殖,不利于储藏物质海藻糖的积累。因此,一般采取氮源前期流加完,后期让酵母细胞不再出芽,在继续流加糖蜜的基础上,吸收积累海藻糖,以利于后续干燥工序更好地保护细胞活性。
实际酵母发酵培养中发现,在发酵前期按既定C/N比例流加氮源,其游离氨基氮含量都正常,但往往在氮源流加完毕后游离氨基氮突然升高。这是否是酵母细胞在培养后期出现自溶导致细胞内物质释放出来?
本工作为此展开研究,通过在发酵中后期取发酵液测定游离氨基氮含量、并将发酵液抽滤获得鲜酵母,测定滤液的可利用氮含量,以及鲜酵母的氮、磷、海藻糖含量;将所获得的鲜酵母在小型干燥器中干燥得干酵母,测定干酵母的发酵力等,观察这些物质含量的变化趋势,为生产提供指导性理论。
一、材料与方法
(一)材料
1.菌种:面用酵母高糖菌种:广东丹宝利酵母有限公司菌种室所藏。
2.主要原料:糖蜜:为东糖集团属下企业制糖有限公司副产品;尿素:市售。
3.主要仪器:凯氏定氮仪:华烨 KDN-2C型,上海市嘉定纤检仪器;发酵仪:SJA瑞士进口;旋光仪:Hergestellt in der DDR,811902;分光光度计:TECHCOMP VIS7200;170m3发酵罐:为广东丹宝利酵母有限公司所设计;pH计:梅特勒仪器有限公司;小型干燥器:为广东丹宝利酵母有限公司所设计。
(二)实验方法
1.鲜酵母、滤液的获得:面用高糖酵母菌进行扩大培养过程中,在发酵第14小时起至发酵结束,每小时取发酵液,并且抽滤得鲜酵母,收集滤液;分析鲜酵母氮、磷、海藻糖的含量以及滤液中可利用氮含量。
2.干酵母的获得:将上述的鲜酵母 (含水约70%)在小型干燥器中干燥获得水分在5%以下的干酵母,并且测定干酵母的水分和发酵力。
3.关于取样次数:连续取5个发酵编号。将所测的数据取平均数,分别做折线***分析讨论。
(三)分析方法
1.游离氨基氮的测定:电位滴定法。
2.可利用氮的测定:凯氏定氮法。
3.氮的测定:凯氏定氮法。
4.磷的测定:分光光度法。
5.海藻糖的测定:旋光法。
6.发酵力的测定:国标GB/20886。
二、结果与分析
(一)发酵液中游离氨基氮和可利用氮的含量的变化趋势
***1游离氨基氮、可利用氮含量变化趋势***
由***1可见,随着发酵的深入,发酵液中的游离氨基氮含量呈显著上升趋势;而相对应的发酵液中可利用氮的含量却呈明显下降趋势。这说明在发酵中后期,氮源流加完毕后,发酵液中可利用氮含量是在逐步降低。说明发酵中后期,游离氨基氮含量升高并非由酵母自溶引起。因为,如果是酵母细胞在后期发生自溶等恶劣反应,那么酵母细胞内的氮源将释放出来,那么释放出来的这部分的氮会游离在发酵液中,使发酵液中可利用氮含量升高。从上面***1可以知道,这假设并不成立。
(二)干酵母细胞中氮和五氧化二氮含量的变化趋势
***2氮、磷含量变化趋势***
含氮量较高的酵母,磷的含量也高,在细胞生长过程中,培养液中丰富的磷含量,有利于细胞利用培养液中的氮素,使细胞组成中有较高的含氮量。因此在控制氮源流加时,同时控制磷源的流加量,对成品酵母含氮量的控制;往往会取得更好的效果。
由***2可见,鲜酵母中氮和磷的含量是随着发酵时间的推移呈逐步下降的趋势。这可表明在氮饥饿培养阶段,细胞经过多次***后,氮、磷含量有所下降。
磷含量的高低对海藻糖的积累和细胞含氮量水平以及酶的活性都有一定的影响,而以P2O5表示的磷含量约为氮含30%～40%,氮含量约为7% (折算为蛋白质含量44%左右)的成品酵母细胞比较合适。
(三)成品酵母海藻糖含量及发酵力的变化趋势
***3海藻糖及发酵力变化趋势***
由***3可见,随着发酵的延长,鲜酵母海藻糖含量和干酵母的发酵力呈明显的上升趋势。发酵第14小时、15小时,尽管细胞积累了好几代,但细胞大小不均匀,芽体还没完全脱离,细胞内储藏物质海藻糖含量还不够多。表现为干燥过程中活性受损大,发酵力较低。而发酵到后期,尤其是经过后熟期后,海藻糖含量快速增加,使细胞在干燥过程中耐高温和快速脱水,活性受损失少,表现为发酵力高。
由于海藻糖对生物体具有非常重要的生物学意义,它是能源和碳源的储备物,是蛋白质和生物膜分子在脱水、高温、氧自由基、低温等恶劣环境中的稳定剂和保护剂,是信号传感复合物和生长调控因子。而且较高海藻糖含量有利于延长活性干酵母的贮存期,一般活性干酵母的海藻糖含量达干物质的14%左右具有较好的贮存稳定性。所以,酵母生产企业一般都想法设方在酵母培养后期提高酵母细胞海藻糖的含量。
三、结论
本研究通过在发酵中后期采样测定发酵液中的游离氨基氮、可利用氮含量,以及测定抽滤所得的酵母理化物质含量等,得出结论:随着发酵的不断深入,酵母细胞储藏物质如海藻糖等含量升高,干酵母发酵力的不断升高;同时得知:发酵液中后期游离氨基氮含量升高,并不是正在培养的酵母细胞出现了自溶导致细胞内的氮游离了出来。如果出现细胞自溶,则细胞内各储藏物质都会出现不同程度地游离到细胞壁外,造成细胞不耐干燥、酶系少、活性差、发酵力低。
据资料介绍,酵母在生长期间,随着氮素同化作用的减弱,氮的分解速度加快。发酵过程中的酵母细胞对氨基酸和核苷酸物质的渗漏与再吸收是一种正常的生理现象。由于电位滴定法测定发酵液中游离氨基氮含量是一种常用但比较粗犷的方法,因此其所测值可能包括细胞渗漏出来的一些氨基酸和核苷酸物质等物质,造成所测值升高。
参考文献
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作者简介:蒋晓玲,广东丹宝利酵母有限公司食品工程师,研究方向:食品。
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