68876-77-7 / 釀酒酵母培養(yǎng)物的制備方法和應(yīng)用

背景及概述^[1][2]

釀酒酵母又稱(chēng)“啤酒酵母”，子囊菌綱，酵母科，酵母屬。細(xì)胞圓形、亞圓形、卵形、橢圓形、圓柱形或長(zhǎng)形。單個(gè)。成雙偶成短鏈或小簇。在麥汁固體培養(yǎng)基上，菌落呈乳白色，不透明，有光澤。按照細(xì)胞長(zhǎng)寬比可分成三組。第一組長(zhǎng)寬比為：1～2，小于2。其中又分大、中、小型。無(wú)假菌絲或有較發(fā)達(dá)但不典型的假菌絲。該組主要用于制造酒精、白酒和面包酵母。第二組細(xì)胞以長(zhǎng)卵形為主，長(zhǎng)與寬比為2。還可分成大中小型。常能形成假菌絲，但不發(fā)達(dá)不典型。該組酵母主要用于葡萄酒、果酒和上面發(fā)酵啤酒生產(chǎn)，也用于酵母工廠。第三組細(xì)胞為橢圓形，長(zhǎng)與寬比大于2?？煞殖纱笾行⌒?。常能形成假菌絲，但不典型，是長(zhǎng)型細(xì)胞連接成樹(shù)枝狀。該組酵母常用于糖蜜釀酒。耐高滲透壓，耐高濃度鹽。啤酒酵母能發(fā)酵葡萄糖、果糖、麥芽糖、蔗糖、半乳糖和1/3棉子糖，但不發(fā)酵乳糖、蜜二糖。

應(yīng)用^[2-3]

一、抗菌素應(yīng)用泛濫的是全球性的問(wèn)題，特別是養(yǎng)殖業(yè)相對(duì)不發(fā)達(dá)的國(guó)家，由于飼養(yǎng)環(huán)境惡劣，疫病常發(fā)，所以問(wèn)題更加嚴(yán)重。據(jù)報(bào)道：中國(guó)每年生產(chǎn)抗生素原料大約21萬(wàn)噸，其中46.1％(9.7萬(wàn)噸)被用在了畜牧養(yǎng)殖業(yè)，主要用于動(dòng)物的促增長(zhǎng)和預(yù)防疾病的作用，抗生素的濫用對(duì)公共衛(wèi)生、食品安全和環(huán)境污染造成巨大的影響，減少畜禽養(yǎng)殖過(guò)程中抗生素 的使用已經(jīng)成為當(dāng)今畜禽養(yǎng)殖業(yè)種面臨的亟待解決的問(wèn)題。

有鑒于此，CN201610771718.X提出一種釀酒酵母培養(yǎng)物及其制備方法和應(yīng)用，以減少或替代抗生素的使用，降低畜禽產(chǎn)品中抗生素殘留?；谏鲜瞿康?，本發(fā)明提供的釀酒酵母培養(yǎng)物的制備方法，包括以下步驟：

1)將釀酒酵母進(jìn)行種子培養(yǎng)，得到釀酒酵母種子培養(yǎng)物；

2)將釀酒酵母種子培養(yǎng)物接種于液體培養(yǎng)基中進(jìn)行有氧發(fā)酵，得到釀酒酵母液體培養(yǎng)物；

3)將釀酒酵母液體培養(yǎng)物接種到固體培養(yǎng)基中進(jìn)行厭氧發(fā)酵，發(fā)酵結(jié)束后對(duì)酵母菌進(jìn)行破壁處理，再將破壁處理后的釀酒酵母固體培養(yǎng)物烘干，即得到所述釀酒酵母培養(yǎng)物。

二、水中的有機(jī)污染物種類(lèi)繁多，難以分別測(cè)定各種組分的定量數(shù)值，因此在水質(zhì)評(píng)價(jià)過(guò)程中，生化需氧量(biochemical oxygen demand，BOD)是一個(gè)重要的參數(shù)，它是指一定體積水體中的有機(jī)物在微生物作用下氧化所消耗的溶解氧的量，單位是mg/L。從以上定義可以看出，BOD代表水體中有機(jī)污染物的污染程度。

由于BOD可間接表示微生物氧化有機(jī)物的含量，所以BOD成為水污染控制領(lǐng)域最廣泛采用的監(jiān)測(cè)指標(biāo)之一。CN200910090646.2公開(kāi)了以釀酒酵母作為生物識(shí)別元件快速測(cè)定BOD的方法，其特征在于，該方法包括選擇釀酒酵母作為生物識(shí)別元件、利用PVA固定化釀酒 酵母制備生物識(shí)別元件工藝和利用PVA固定化釀酒酵母生物識(shí)別元件對(duì)BOD的快速測(cè)定；所述選擇釀酒酵母作為生物識(shí)別元件是選擇釀酒酵母作為快速測(cè)定BOD生物識(shí)別材料的主要原因如下：

1)釀酒酵母是一種高活性的好氧微生物，同化碳水化合物的能力很強(qiáng)，目前已廣泛應(yīng)用于高濃度有機(jī)工業(yè)廢水的綜合治理；

2)釀酒酵母自身無(wú)毒害作用，不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生二次污染；

3)釀酒酵母的培養(yǎng)條件要求不高，并生長(zhǎng)迅速，因此宜于獲得；

4)釀酒酵母可以長(zhǎng)期干燥保存，并能長(zhǎng)久保持酶的活力；

5)釀酒酵母細(xì)胞具有耐滲透壓的特點(diǎn)，可適用于海洋污染的監(jiān)測(cè)；所述利用PVA固定化釀酒酵母制備生物識(shí)別元件工藝：將釀酒酵母細(xì)胞懸浮于去離子水中，其濃度為10-20g/100mL(w/v)，然后與溶解好的PVA溶液混合，得到均勻的混合液，PVA的最終濃度為8-10％(w/v)，將該混合液滴入飽和硼 酸溶液500mL中，充分交聯(lián)反應(yīng)10-12小時(shí)后取出，用去離子水沖洗3遍，得到作為生物識(shí)別元件的固定化釀酒酵母顆粒，放置冰箱中冷藏備用；所述利用PVA固定化釀酒酵母生物識(shí)別元件對(duì)BOD的快速測(cè)定：測(cè)量時(shí)，固定化微生物顆粒與待測(cè)樣品在測(cè)量室中混合，用微量曝氣管進(jìn)行攪拌和曝氣，使其中溶解氧飽和，固定化微生物顆粒在分解有機(jī)污染物的過(guò)程中分解水體中可生物降解的有機(jī)污染物，并且消耗水體中的溶解氧，使溶解氧濃度不斷降低，導(dǎo)致溶解氧逐級(jí)降低至一個(gè)新的穩(wěn)定狀態(tài)；根據(jù)兩個(gè)穩(wěn)態(tài)之間的溶解氧差值，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)曲線即可計(jì)算出所測(cè)水樣的BOD值。

其中兩個(gè)穩(wěn)態(tài)是指：第一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)設(shè)定 為水樣達(dá)到預(yù)定的測(cè)量溫度時(shí)，第二個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)設(shè)定為連續(xù)3次電流值讀數(shù)的變化范圍小于0.001μA。所述固定化微生物顆粒為固定化釀酒酵母顆粒。本發(fā)明的有益效果是與目前使用的BOD快速測(cè)定儀的生物識(shí)別元件相比，本發(fā)明提出的釀酒酵母彌補(bǔ)了其諸多不足：

(1)釀酒酵母的代謝活性高，分解有機(jī)污染物的能力強(qiáng)，拓寬了對(duì)多種廢水的測(cè)量范圍；

(2)根據(jù)水樣的污染程度不同，改變固定化微生物顆粒的量可以調(diào)整有 效測(cè)量范圍；

(3)固定化微生物顆粒的使用壽命更長(zhǎng)，微生物的活化和保存也更簡(jiǎn)單、方便；

(4)固定化釀酒酵母細(xì)胞具有耐滲透壓的特點(diǎn)，因此，以釀酒酵母作為生物識(shí)別元件適用于對(duì)海洋水體有機(jī)污染的快速監(jiān)測(cè)。

主要參考資料

[1] 中華酒文化辭典

[2] CN201610771718.X 釀酒酵母培養(yǎng)物及其制備方法和應(yīng)用

[3] CN200910090646.2 以釀酒酵母作為生物識(shí)別元件快速測(cè)定BOD的方法