2.3酵母菌的抗逆性分析
2.3.1酵母菌的耐高溫性比較
由圖4可知，在溫度30和35℃時(shí)，3株酵母菌的吸光度值保持穩(wěn)定;在溫度40℃時(shí)，釀酒酵母和產(chǎn)朊假絲酵母的吸光度值快速下降，菌株Y-7的吸光度值顯著高于釀酒酵母和產(chǎn)朊假絲酵母(P<0.05);在溫度45℃時(shí)，菌株Y-7能微量生長(zhǎng)，釀酒酵母和產(chǎn)朊假絲酵母不生長(zhǎng);在溫度50℃時(shí)，3種酵母菌均不生長(zhǎng)。
圖4酵母菌的耐高溫性比較數(shù)據(jù)柱標(biāo)相同小寫字母表示差異不顯著(P>0.05)，不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。下圖同。
2.3.2酵母菌的耐酸性比較
由圖5可知，當(dāng)pH=1時(shí)，3株酵母菌均不生長(zhǎng);當(dāng)pH在2~4時(shí)，3株酵母菌的吸光度值快速上升，且其吸光度值沒(méi)有顯著差異(P>0.05);當(dāng)pH在5~6時(shí)，釀酒酵母和產(chǎn)朊假絲酵母的吸光度值基本保持不變，菌株Y-7的吸光度值繼續(xù)增加。由此可見(jiàn)，釀酒酵母和產(chǎn)朊假絲酵母的最適pH為5，菌株Y-7的最適pH為6或更高。
圖5酵母菌的耐酸性比較
2.3.3酵母菌的耐鹽性比較
由圖6可知，隨著培養(yǎng)基中氯化鈉濃度的增大，3株酵母菌的吸光度值快速下降。在氯化鈉濃度5%~9%時(shí)，菌株Y-7的吸光度值顯著高于釀酒酵母和產(chǎn)朊假絲酵母(P<0.05);在氯化鈉濃度11%~13%時(shí)，3株酵母菌微量生長(zhǎng)或不生長(zhǎng)。
圖6酵母菌的耐鹽性比較
3討論
本研究從雞糞中分離出的菌株Y-7經(jīng)形態(tài)學(xué)觀察和分子生物學(xué)鑒定，確定該菌株為克魯斯假絲酵母?？唆斔辜俳z酵母被認(rèn)為廣泛分布于土壤、食物、蔬菜和水果等自然環(huán)境中。克魯斯假絲酵母在傳統(tǒng)和工業(yè)的生物技術(shù)應(yīng)用中扮演著重要角色，它在多種發(fā)酵食品生產(chǎn)中發(fā)揮作用，如乳制品、可可、木薯和酒類的發(fā)酵生產(chǎn)，對(duì)食品的風(fēng)味和質(zhì)地有顯著影響。此外，克魯斯假絲酵母在生產(chǎn)酶方面也具有潛力，例如它能夠產(chǎn)生植酸酶和羰基還原酶，這些酶在食品、飼料和制藥行業(yè)中有廣泛應(yīng)用?？唆斔辜俳z酵母常與其他酵母共培養(yǎng)生產(chǎn)SCP。例如，克魯斯假絲酵母S01和酵母LK3G共培養(yǎng)發(fā)酵高粱水解液得到SCP中蛋白質(zhì)含量為47%~50%，其氨基酸譜與聯(lián)合國(guó)糧食及農(nóng)業(yè)組織(FAO)的參考值相比具有優(yōu)勢(shì);克魯斯假絲酵母與馬克斯克魯維酵母(Kluyveromyces marxianus)在乳清中混合培養(yǎng)，得到了蛋白質(zhì)含量為43.4%的SCP。
研究表明，氨態(tài)氮被認(rèn)為是酵母菌首選氮源之一。Englezos等研究表明，當(dāng)銨作為唯一氮源時(shí)，釀酒酵母有著最短的遲滯期(9.11 h)。在酵母SCP的生產(chǎn)過(guò)程中，酵母菌的生物量直接關(guān)系到SCP的產(chǎn)量，高生物量表明可以收獲更多的酵母細(xì)胞，從而獲得更多的蛋白質(zhì);酵母蛋白質(zhì)含量是衡量SCP營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的關(guān)鍵指標(biāo)，高蛋白質(zhì)含量表明SCP的蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，這對(duì)于動(dòng)物飼料尤為重要，因?yàn)閯?dòng)物需要足夠的蛋白質(zhì)來(lái)支持生長(zhǎng)和維持生命活動(dòng)。凌曉等從奶酪中分離出一株高氨氮利用能力較強(qiáng)的酵母菌，其氨氮利用率為88.44%，菌體干重為0.75 g/L，蛋白質(zhì)含量為54.67%。曹玉飛從實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)存的84株菌株中篩選出一株氨氮同化率為96.7%、生物量為3.43 g/L、粗蛋白質(zhì)含量為50.2%、總蛋白質(zhì)得率為1.72 g/L的酵母菌。本研究篩選的菌株Y-7的氨氮降解率可達(dá)97.63%，生物量可達(dá)4.92 g/L，菌體蛋白質(zhì)含量為35.66%，總蛋白質(zhì)得率為1.76 g/L。與以往的研究相比，菌株Y-7在篩選培養(yǎng)基中的生物量較高，但是蛋白質(zhì)含量較低，這可能是因?yàn)榈鞍踪|(zhì)含量是指單位細(xì)胞質(zhì)量中蛋白質(zhì)的比例，盡管單位質(zhì)量的蛋白質(zhì)含量降低了，但由于生物量的增加，酵母菌合成了相當(dāng)數(shù)量的蛋白質(zhì)，說(shuō)明該酵母菌具有較高的利用氨氮生產(chǎn)SCP的能力。此外，菌株Y-7具有較短的遲滯期且能快速達(dá)到平臺(tái)期，說(shuō)明該酵母菌能夠快速啟動(dòng)發(fā)酵過(guò)程以及具有較高的發(fā)酵效率，適合工業(yè)化發(fā)酵。
酵母菌在工業(yè)發(fā)酵過(guò)程中需要應(yīng)對(duì)的常見(jiàn)問(wèn)題是發(fā)酵環(huán)境的變化，如高溫、高滲、代謝物累積等，這些環(huán)境脅迫對(duì)發(fā)酵菌株的抗逆性提出了挑戰(zhàn)。高溫會(huì)顯著改變酵母菌的細(xì)胞形態(tài)、合成代謝和內(nèi)部結(jié)構(gòu)等特性，導(dǎo)致酵母菌死亡，從而對(duì)SCP的生成產(chǎn)生不利影響。本研究抗逆性試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著溫度的升高，酵母菌的抗逆性逐漸降低，3株酵母菌中的菌株Y-7的耐高溫能力最強(qiáng)，可在45℃高溫下微量生長(zhǎng)。pH能影響酵母菌細(xì)胞質(zhì)膜所帶的電荷狀態(tài)、離子通透性以及酶的合成和活性，從而影響酵母菌對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收利用和自身的正常的繁殖、代謝。酵母菌在發(fā)酵過(guò)程中，會(huì)不斷產(chǎn)生酸性代謝物，為了維持合適的pH，需要不斷添加中和劑來(lái)保持生產(chǎn)條件的穩(wěn)定性，這不僅可能導(dǎo)致高滲環(huán)境的產(chǎn)生，還可能增加能耗。若是選用耐酸能力強(qiáng)的酵母菌，則可以降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率。本試驗(yàn)結(jié)果表明，3株菌的適應(yīng)pH范圍較廣，在pH為2~6之間均可生長(zhǎng)，且在低pH條件下，3株酵母菌的耐酸能力相當(dāng)。為提高發(fā)酵效率，初始培養(yǎng)基中底物濃度被設(shè)定在較高水平，但由此產(chǎn)生的高滲透壓可能會(huì)抑制菌株生長(zhǎng)，從而影響發(fā)酵產(chǎn)物的產(chǎn)量。本試驗(yàn)結(jié)果表明，在氯化鈉濃度5%~11%時(shí)，3株酵母菌均可生長(zhǎng)，其中菌株Y-7的耐鹽性能最好。本研究通過(guò)將篩選菌株Y-7與2株常見(jiàn)的SCP生產(chǎn)菌株進(jìn)行抗逆性對(duì)比分析，結(jié)果表明篩選菌株Y-7的抗逆性能較好，可為酵母類SCP的生產(chǎn)提供優(yōu)良菌株。
4結(jié)論
本試驗(yàn)從雞糞樣品中篩選得到一株氨氮降解率高、菌體生物量大、菌體蛋白質(zhì)含量高、生長(zhǎng)速度快和高抗逆性的酵母菌，經(jīng)形態(tài)學(xué)觀察、分子生物學(xué)和生理生化鑒定，確認(rèn)該酵母菌為克魯斯假絲酵母。
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