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導(dǎo)讀

產(chǎn)朊假絲酵母屬于假絲酵母屬，其蛋白質(zhì)產(chǎn)量高，可用于飼料原料、食品用香精等，還可以生產(chǎn)谷胱甘肽，同時可以供給硒，給人類和動物帶來益處。文章對產(chǎn)朊假絲酵母營養(yǎng)特性、菌體特點、生長條件及其在生產(chǎn)中的應(yīng)用進行論述。

關(guān)鍵詞：酵母菌；產(chǎn)朊假絲酵母；營養(yǎng)特性；生長條件；實際應(yīng)用

1產(chǎn)朊假絲酵母菌的研究現(xiàn)狀及分類

1.1 研究現(xiàn)狀

產(chǎn)朊假絲酵母又名產(chǎn)朊圓酵母或食用圓酵母，作為安全的微生物，和啤酒酵母、克魯維酵母被美國食品及藥物管理局（FDA）認證為可作為食品添加劑的酵母，也是我國衛(wèi)生部規(guī)定的可用于保健食品的真菌菌種。產(chǎn)朊假絲酵母廣泛應(yīng)用于食品和制藥業(yè)，還能夠以各種廢棄物為原料生產(chǎn)食用蛋白質(zhì)，包括竹廢水、米糠以及馬鈴薯淀粉液廢水等。通過培養(yǎng)產(chǎn)朊假絲酵母菌，來獲得更高含量的蛋白質(zhì)，可生產(chǎn)動物飼料、咸味香精等。

1.2 分類

經(jīng)過不斷的研究和試驗，酶母菌的研究大致經(jīng)歷了經(jīng)典分類學(xué)、化學(xué)分類學(xué)、分子分類學(xué)方法3個階段。常見的酵母菌可分為酵母菌屬、裂殖酵母屬、漢遜酵母屬、畢赤酵母屬、假絲酵母屬、球擬酵母屬、紅酵母屬。其中產(chǎn)朊假絲酵母菌屬于假絲酵母屬，其細胞為圓形、卵形或長形，多邊芽殖，有些種屬具有發(fā)酵能力，有些種屬能氧化碳氫化合物，用以生產(chǎn)單細胞蛋白，供食用或作飼料，但少數(shù)菌能致病。

2產(chǎn)朊假絲酵母菌的營養(yǎng)特性

產(chǎn)朊假絲酵母的菌體蛋白質(zhì)約占菌體干物質(zhì)的32％~75％，其含量因菌種、培養(yǎng)條件不同而差異較大。在菌體細胞中含有核糖核酸4.5％~8.5％和B族維生素約2％和多種礦物質(zhì)。產(chǎn)朊假絲酵母菌本身還含有豐富的酶類，如單胃蛋白酶、淀粉酶、纖維素酶及植酸酶等，這些酶類可以將淀粉、纖維素水解成小分子糖、氨基酸、醇類等易被消化和吸收的低分子物質(zhì)。產(chǎn)朊假絲酵母的細胞壁約占整體重量的20％，成分主要有內(nèi)壁的β-葡聚糖57％、外壁的甘露寡糖6.6％和糖蛋白22％，此外還有幾丁質(zhì)、蛋白質(zhì)、脂類和灰分等。甘露糖和β-葡聚糖具有免疫促進劑的功能，能夠激發(fā)或增強機體免疫功能。并且其菌體中所含有的脂類主要是類脂、磷脂、固醇等脂溶性化合物，固醇類主要是麥角固醇，其經(jīng)紫外線照射能轉(zhuǎn)變?yōu)榫S生素D₂，是生產(chǎn)天然維生素D的主要來源。

3產(chǎn)朊假絲酵母菌的特點及生長條件

3.1 菌體特點

3.1.1 正常生長時的特點

細胞呈圓形、橢圓形或臘腸形，大小為3.5~4.5 μm×7.0~13.0 μm，以多邊出芽方式進行無性繁殖，形成假菌絲，沒有發(fā)現(xiàn)有性生殖現(xiàn)象以及有性孢子，其屬于半知菌類酵母菌。用麥芽汁固體培養(yǎng)基培養(yǎng)，菌落呈乳白色，表面光滑濕潤，邊緣整齊或呈菌絲狀；用玉米固體培養(yǎng)基培養(yǎng)，會產(chǎn)生原始狀假絲菌；用葡萄糖酵母汁蛋白胨液體培養(yǎng)基培養(yǎng)，表面無菌膜。液體呈渾濁狀，管底有菌體沉淀。產(chǎn)朊假絲酵母屬化能異養(yǎng)型，能發(fā)酵葡萄糖、蔗糖和1/3的棉籽糖，不能發(fā)酵半乳糖、麥芽糖、乳糖、蜜二糖；能同化尿素、銨鹽和硝酸鹽，不分解蛋白質(zhì)和脂肪。其兼性厭氧，有氧條件下，進行有氧呼吸；無氧條件下，進行酒精發(fā)酵。最適生長溫度為25 ℃，最適生長pH為4.5~6.5。

3.1.2 在工業(yè)生產(chǎn)中的特點

產(chǎn)朊假絲酵母菌在工業(yè)生產(chǎn)中也有廣泛應(yīng)用，其在工業(yè)生產(chǎn)中的特點包括：發(fā)酵密度高，在高密度發(fā)酵中細胞干重可達到92 g · L^-1，其蛋白質(zhì)和維生素B的含量都比啤酒酵母高；其能以尿素和硝酸作為氮源，在培養(yǎng)基中不需要加入任何生長因子即可生長；其能利用五碳糖和六碳糖，既能利用造紙工業(yè)的亞硫酸廢液，還能利用廉價的糖蜜、木材水解液等生產(chǎn)出可食用的蛋白質(zhì)；不具有酵解抑制有氧氧化效應(yīng)，因而在嚴格好氣的條件下不會產(chǎn)生乙醇。另外，產(chǎn)朊假絲酵母在工業(yè)中是一種極為重要的微生物，常被用于生產(chǎn)多種具有功能性的生物物質(zhì)，例如谷胱甘肽及一些氨基酸和酶類。

3.2 自然生長和誘變生長的條件

3.2.1 生長條件

溫度、搖床轉(zhuǎn)速、碳氮比等因素對產(chǎn)朊假絲酵母的生長都會產(chǎn)生影響。通過統(tǒng)計學(xué)分析，各因素對酵母菌生長影響不顯著（P>0.05）。試驗得到的生長條件為：發(fā)酵培養(yǎng)基（40 mL·500 mL^-1）中按10％（v/v）的接種量接入種子后進行搖瓶發(fā)酵培養(yǎng)，溫度27 ℃，搖床轉(zhuǎn)速200 r · min^-1，培養(yǎng)時間30 h，碳氮比（葡萄糖和蛋白胨質(zhì)量比）為3：1 時，菌體密度最大，生長效果最好。陳合等以產(chǎn)朊假絲酵母1807 為試驗菌，培養(yǎng)條件為：250 mL 三角瓶裝液100 mL，接種量10％，搖床轉(zhuǎn)速160 r · min^-1，溫度30 ℃，時間18 h，結(jié)果得出葡萄糖利用率為91.09％，產(chǎn)得干酵母16.29 g · L^-1。陸文蔚等優(yōu)化了產(chǎn)朊假絲酵母菌的培養(yǎng)基，在250 mL三角瓶中分裝50 mL 試驗培養(yǎng)基，液體菌種接種量為10％，28 ℃、150 r · min^-1培養(yǎng)28 h，結(jié)果發(fā)酵菌體干重達到6.37 g · L^-1?？梢钥闯?，溫度在28~30 ℃，轉(zhuǎn)速在150~200 r · min^-1，培養(yǎng)時間24~36 h時，產(chǎn)朊假絲酵母菌可以表現(xiàn)出最適生長潛力。

3.2.2 菌種選育條件及誘變后發(fā)酵條件

誘變條件多種多樣，其中紫外照射誘變菌的方式相對簡便、易行。在15 W紫外燈下照射120 s，致死率為89％，得到蛋白質(zhì)31.4％的誘變菌株，比誘變前的22.9％提高37.12％。對紫外誘變后的菌株進行發(fā)酵條件的優(yōu)化，得到的最優(yōu)發(fā)酵條件為：以葡萄糖為碳源、以硫酸銨和酵母浸粉為混合氮源，在32 ℃條件下，培養(yǎng)箱轉(zhuǎn)速為160r·min^-1進行培養(yǎng)，可以得到蛋白質(zhì)含量為37％的酵母菌株。

4產(chǎn)朊假絲酵母菌在生產(chǎn)中的應(yīng)用

產(chǎn)朊假絲酵母菌屬于酵母菌，酵母菌的基本特性在一定程度上體現(xiàn)了產(chǎn)朊假絲酵母的特性，隨著對酵母菌的廣泛利用，一些較常用的酵母菌，例如釀酒酵母菌、熱帶假絲酵母菌、產(chǎn)朊假絲酵母菌等，其優(yōu)良特性在實際生產(chǎn)中發(fā)揮了重要作用。

4.1 在處理馬鈴薯淀粉廢水中的應(yīng)用

通過pH、接種量、無機鹽（通過加入磷酸二氫鉀進行無機鹽補充）等對產(chǎn)朊假絲酵母處理馬鈴薯淀粉廢水的影響研究表明，在pH為5.0、產(chǎn)朊假絲酵母接種量為10％（體積分數(shù)）、磷酸二氫鉀（質(zhì)量分數(shù)為0.1％）加入量為0.5 g · L^-1、廢水不滅菌的條件下，廢水處理效果和產(chǎn)朊假絲酵母生長最佳，且當廢水化學(xué)需要量（COD）為5 074 mg · L^-1 時，COD去除率達到74.86％，同時可獲得2.23 g · L^-1的單細胞蛋白。

4.2 對奶牛體外瘤胃發(fā)酵參數(shù)的影響

大量研究表明，酵母菌的添加有利于瘤胃pH的穩(wěn)定。試驗中較高水平（3.3×10⁷ cfu · mL^-1）的產(chǎn)朊假絲酵母能顯著提高瘤胃氨態(tài)氮濃度，表明假絲酵母促進了日糧蛋白質(zhì)的降解。添加產(chǎn)朊假絲酵母能顯著提高瘤胃總揮發(fā)性脂肪酸量，降低乙酸濃度，表明產(chǎn)朊假絲酵母有促進瘤胃發(fā)酵類型向丙酸型發(fā)酵的趨勢。

4.3 對奶牛體外瘤胃營養(yǎng)物質(zhì)消化率的影響

丁洪濤等試驗表明，隨著酵母菌量增加，產(chǎn)氣量逐漸增加，這可能是因為產(chǎn)朊假絲酵母刺激了瘤胃微生物的合成，從而促進了瘤胃發(fā)酵所致，產(chǎn)氣量與體內(nèi)干物質(zhì)消化率存在正相關(guān)，體外干物質(zhì)消化率也有所增加。研究也表明，日糧中添加酵母菌制劑能刺激瘤胃微生物的合成，Yoon 等發(fā)現(xiàn)，酵母培養(yǎng)物能促進蛋白分解菌生長，這可能與粗蛋白質(zhì)消化率提高有關(guān)。

4.4 對有機酸利用的影響

高衛(wèi)衛(wèi)等試驗表明，產(chǎn)朊假絲酵母能夠降解細胞外的L-蘋果酸、乳酸、琥珀酸和檸檬酸，不能降解乙酸、草酸和富馬酸；當培養(yǎng)基中含有葡萄糖和L-蘋果酸、琥珀酸或檸檬酸時，葡萄糖優(yōu)先被產(chǎn)朊假絲酵母利用，其他有機酸的利用受到葡萄糖的阻遏；當培養(yǎng)基中有葡萄糖和乳酸時，產(chǎn)朊假絲酵母在利用葡萄糖的同時，也可以利用乳酸，但乳酸被利用的速度非常緩慢；當培養(yǎng)基中只存在L-蘋果酸、琥珀酸、檸檬酸和乳酸作為碳源時，乳酸比較容易被菌體利用，而L-蘋果酸、琥珀酸和檸檬酸在被菌體利用的先后順序上并沒有明顯的區(qū)別。

4.5 在風(fēng)味酵母抽提物工藝中的應(yīng)用

葉茂等以產(chǎn)朊假絲酵母為原料制備了酵母抽提物，并以氨基態(tài)氮含量和抽提物得率為主要指標考察了對酵母自溶影響的關(guān)鍵因素，并在此單因素實驗基礎(chǔ)上對酵母自溶進行正交實驗，最后確定了酵母抽提物的最佳工藝條件。最佳工藝條件為：在15％酵母懸浮液中、75 MPa 壓力下循環(huán)均質(zhì)2次后，調(diào)初始pH 6.5，并添加1.5％（w/w）的復(fù)合風(fēng)味酶，50 ℃溫度下水浴自溶48 h。

4.6 生產(chǎn)單細胞蛋白

通過利用經(jīng)航天誘變篩選的高產(chǎn)纖維素酶活菌株黑曲霉ZM-8和產(chǎn)朊假絲酵母SJ2，采用混菌固態(tài)發(fā)酵方式，來研究產(chǎn)朊假絲酵母SJ2接種量、接種時間和聯(lián)合發(fā)酵時間等因素在玉米秸稈為主要原料的培養(yǎng)基中對發(fā)酵產(chǎn)物中單細胞蛋白（SCP）含量的影響，結(jié)果表明，最優(yōu)發(fā)酵條件為先接入1：30 黑曲霉，24 h 后接種5％的產(chǎn)朊假絲酵母，黑曲霉和產(chǎn)朊假絲酵母聯(lián)合發(fā)酵36 h，在最優(yōu)發(fā)酵工藝條件下，發(fā)酵產(chǎn)物中SCP含量達到25.44％。

4.7 生產(chǎn)菌體蛋白

Watanabe 等利用產(chǎn)朊假絲酵母處理燒酒廢水生產(chǎn)飼料酵母，培育出1個可以累積大量氮的產(chǎn)朊假絲酵母突變體，用其處理高濃度的燒酒廢水，可去除未稀釋的大麥燒酒廢水中有機物62.9％、總氮38.4％、總磷44.5％，處理后的大麥燒酒廢水經(jīng)冷凍干燥得到酵母生物量約16.7 g · L^-1 ，其中含有粗蛋白質(zhì)約60％，用H₂SO₂調(diào)控pH，不僅可提高廢水硫含量，而且還可增加酵母沉淀物中蛋氨酸的含量。Jebasingh 等研究表明，產(chǎn)朊假絲酵母在含糖18.81 g · L^-1、硫酸銨8.71 g · L^-1 和硫酸鎂0.69 g · L^-1 的條件下，可以獲得生物質(zhì)6.69 g · L^-1，蛋白質(zhì)含量可達50％。高衛(wèi)衛(wèi)試驗結(jié)果表明，產(chǎn)朊假絲酵母能夠降解細胞外的L-蘋果酸、乳酸、琥珀酸和檸檬酸，不能降解乙酸、草酸和延胡索酸。

5小 結(jié)

酵母菌種類繁多，營養(yǎng)豐富，具有多種生物活性。產(chǎn)朊假絲酵母菌繼承了酵母菌的優(yōu)良特性，其應(yīng)用于食品行業(yè)和畜牧業(yè)生產(chǎn)當中，不僅可以節(jié)約成本、減少疾病發(fā)生，而且還可以提高經(jīng)濟效益，有利于獲得高品質(zhì)的食用產(chǎn)品和畜牧產(chǎn)品。今后除深入開發(fā)產(chǎn)朊假絲酵母菌的天然特性外，還可利用基因工程技術(shù)和發(fā)酵技術(shù)研究和生產(chǎn)多種劑型生物活性物質(zhì)，推廣酵母及其培養(yǎng)物、發(fā)酵產(chǎn)物在生產(chǎn)中的應(yīng)用。