發酵驢乳中酵母菌的分離鑒定及發酵特性研究

劉飛 姜蕾 丁真真 魏健 張甜 吳江超

摘要：酵母菌在乳制品發酵過程中對其風味提升、品質改良有重要作用。為獲得具有良好發酵特性的酵母菌株，該研究以喀什地區岳普湖縣發酵驢乳為原料，從中分離篩選到9株酵母菌。結合WL培養基菌株形態特征及生理生化實驗結果，將9株菌初步鑒別為葡萄汁有孢漢遜酵母、克魯維畢赤酵母、釀酒酵母和拜爾接合酵母。同種各選一株活性較強的菌株J2、J4、J6、J9，對其耐受性及發酵特性進行研究，得出J6菌株的發酵能力及耐受性較優，以期為發酵驢乳制品的開發提供幫助。

關鍵詞：酵母菌；分離篩選；耐受性；發酵特性

中圖分類號：TS201.3????? 文獻標志碼：A???? 文章編號：1000-9973（2023）12-0075-04

Study on Separation， Identification and Fermentation Characteristics of Yeast in Fermented Donkey Milk

LIU Fei， JIANG Lei， DING Zhen-zhen， WEI Jian， ZHANG Tian， WU Jiang-chao

（College of Life and Geographic Science， Kashi University， Kashi 844006， China）

Abstract： Yeast plays an important role in improving flavor and quality during the fermentation of dairy products.In order to obtain yeast strains with good fermentation characteristics， in this study， with fermented donkey milk in Yopurga County， Kashgar area as the raw material， nine strains of yeast are isolated and screened from it. Based on the morphological characteristics of the strains in WL medium and the results of physiological and biochemical experiments， the nine strains are preliminarily identified as Hanseniaspora uvarum， Pichia kluyveri， Saccharomyces cerevisiae and Zygosaccharomyces. Select J2， J4， J6 and J9， one strain with higher activity from each species， to study their tolerance and fermentation characteristics. It is concluded that J6 strain has better fermentation ability and tolerance， in order to provide assistance for the development of fermented donkey dairy products.

Key words： yeast; separation and screening; tolerance; fermentation characteristics

收稿日期：2023-06-23

基金項目：喀什大學校內課題（（19）2647）；國家級大學生創新創業訓練計劃項目（S201910763004）

作者簡介：劉飛（1993－），男，講師，博士研究生，研究方向：乳制品發酵。

發酵驢乳是生驢乳在特定發酵劑作用下，經發酵制成的風味優良、形態均一的凝乳狀產品[1]。驢乳發酵后的風味物質和營養價值得到較大提升[2]，在乳酸菌、酵母菌作用下，發酵驢乳中乳酸、醋酸、醇類、胞外多糖和游離氨基酸等風味活性物質含量明顯增加[3]，并提高了人體對鈣、鐵、磷、維生素及蛋白質的吸收利用率[4]，使非酯化脂肪酸含量增加，更易消化吸收[5]。而酵母菌作為發酵過程中的重要參與者，在發酵食品中應用廣泛，如在發酵肉制品、酒類、黃豆醬、醬油[6]及發酵乳品生產中，對產品的風味提升、品質改良有重要作用[7-8]。因此，對發酵驢乳中酵母菌的分離篩選及發酵特性研究對其產品風味提升、品質改良有重要意義。

酵母菌種類繁多，在食品、藥品、發酵行業及農業生產中有很高應用價值[9]。目前，酵母菌的分離鑒定技術較成熟，楊雪峰等[10]利用WL營養培養基鑒定葡萄酒中相關酵母菌，王冠群等[11]通過YPD菌落形態、WL營養培養基聚類分析研究新疆傳統發酵食品中的酵母菌菌群結構。本文使用YPD及WL培養基對新疆岳普湖縣發酵驢乳中的酵母菌進行分離、篩選、純化和表型初步鑒定，對活性較優菌株的發酵特性及耐受性進行研究，以期得到可提升發酵乳制品風味品質及營養價值的優良酵母菌株，為新疆發酵驢乳制品的開發研究提供一些幫助。

1 材料與儀器

1.1 樣品采集

從新疆岳普湖縣農戶家中采集鮮驢乳，用滅菌的玻璃瓶密封貼標后于－4 ℃冰盒中保藏。隨后加入少量酸奶于30 ℃發酵8 h，進行酵母菌篩選實驗。

1.2 實驗試劑

酵母浸出粉胨葡萄糖（YEPD）培養基：酵母浸粉10 g、蛋白胨20 g、葡萄糖20 g、蒸餾水1 L。

酵母浸出粉胨葡萄糖（YPD）瓊脂培養基：酵母浸粉10 g、蛋白胨20 g、葡萄糖20 g、瓊脂20 g、蒸餾水1 L。

WL營養瓊脂培養基：葡萄糖50 g、瓊脂20 g、蛋白胨5 g、酵母浸粉4 g、氯化鈣0.125 g、硫酸鎂0.125 g、氯化鉀0.425 g、磷酸二氫鉀0.55 g、氯化鐵0.002 5 g、硫酸錳0.002 5 g、溴甲酚綠0.022 g、蒸餾水1 L，pH 5.5，121 ℃滅菌20 min。

1.3 儀器及設備

BSA224S萬分之一天平 美國 Mettler Toledo 公司；LE2002E/02電子天平 北京賽多利斯天平有限公司；BCD-265F冷藏冷凍箱 合肥榮事達電子電器集團有限公司；LAC-5040S全自動高壓滅菌鍋 諸城市衡石機械有限公司；PHS-3C型pH計 上海精密科學儀器有限公司；SW-CJ超凈工作臺 蘇州安泰空氣技術有限公司；DNP-9272智能生化培養箱 上海精宏實驗設備有限公司；SHZ-B水浴恒溫振蕩器 上海博迅實業有限公司；S/NS 1115989光學顯微鏡 義烏市楚達光學儀器廠。

2 實驗方法

2.1 酵母菌的分離與純化

取1 mL酸驢乳樣品于9 mL無菌水中充分混勻，28 ℃恒溫培養12 h。取1 mL接種于YEPD液體培養基中，28 ℃活化24～48 h，梯度稀釋10-2～10-7。吸取200 μL不同濃度的菌液加到含有氯霉素（50 mg/mL）的YPD培養基中進行涂布，28 ℃培養24 h。觀察菌落形態后挑取表面光滑濕潤、中間隆起、具有典型酵母菌形態特征的單菌落進行平板劃線，純化培養2次后在顯微鏡下觀察其菌體形態及繁殖方式，于4 ℃保藏備用。

2.2 WL培養基菌株形態觀察

將通過YPD培養基純化保藏的菌種活化后，劃線接種于WL培養基中，28 ℃恒溫培養5 d觀察記錄菌落的顏色和形態[12]。

2.3 生理生化實驗

以YPD培養基為基礎，配制糖發酵、碳源、氮源同化實驗所需培養基。參照《真菌鑒定手冊》[13]及《酵母菌的特征與鑒定手冊》[14]對驢酸乳中初篩到的酵母菌進行生理生化實驗，并結合菌株在WL培養基中的形態特征和生理生化實驗結果，對菌株進行初步鑒別。

2.4 發酵特性研究

2.4.1 產氣性能的測定

酵母菌的產氣情況在一定程度上反映了菌株的發酵能力。選擇杜氏小管發酵法測定菌株的產氣性能[15]：在10 mL YEPD液體培養基中加入0.5 mL菌液，放入倒置的杜氏小管（管內無氣體）中，于28 ℃恒溫靜置培養48 h。記錄產氣時間、產氣量，重復測定3次，篩選出生長和發酵性能較好的菌株。

2.4.2 還原糖的測定

將酵母菌接種至YEPD液體培養基中，28 ℃培養72 h。采用3，5-二硝基水楊酸比色法測定還原糖含量[16]，每隔24 h測定一次發酵液中還原糖含量。

2.5 耐受性的測定

2.5.1 溫度耐受性實驗

將酵母菌劃線接種于YPD固體培養基中，在不同溫度（30，35，40，45，50 ℃）條件下培養5 d，觀察菌落生長情況。通過菌株的生長情況，測定其溫度耐受性[17]。

2.5.2 pH耐受性實驗[18]

用乳酸調節YEPD液體培養基的pH值為2.0，2.5，3.0，3.5，4.0，4.5。按接種量2%接入不同pH值的15 mL試管中（內放倒置的杜氏小管），28 ℃恒溫靜置培養3 d。觀察各杜氏小管內氣體充盈情況，判斷各菌株的pH耐受性。

2.5.3 糖耐受性[19]

以YPD培養基為基礎，配制不同葡萄糖濃度的固體培養基，葡萄糖濃度設置為300，350，400，450，500 g/L。將酵母菌株劃線接種在不同葡萄糖濃度的YPD培養基中，于28 ℃恒溫培養48 h觀察菌株在不同葡萄糖濃度培養基中的生長情況。

3 結果與分析

3.1 酵母菌的分離篩選

3.1.1 酵母菌的分離

驢乳自然發酵后搖勻涂布，挑取單菌落。在YPD培養基中分離純化得到9株酵母菌，編號為J1～J9。其中J6、J9 YPD培養基劃線結果見圖1。隨后通過鏡檢觀察各菌株的形態結構，J1、J2為圓形，無假菌絲，有子囊孢子；J3、J4、J5、J8、J9為橢圓形，有假菌絲和子囊孢子；J6、J7為卵圓形，具有明顯的細胞核結構，繁殖方式為芽殖，有假菌絲，較弱。

3.1.2 WL培養基菌株形態特征及生理生化實驗結果

將通過YEPD液體培養基活化后的菌株接種于WL培養基中，進行劃線分離觀察其菌落顏色、大小及形態特征。與Cavazza等描述的菌株形態特征比對分析（見圖2和表1）后，可初步鑒定菌株J1、J2、J5表型為葡萄汁有孢漢遜酵母（Hanseniapora uvarum），菌株J3、J4為克魯維畢赤酵母（Pichia kluyveri），菌株J6、J7為釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae），菌株J8、J9為拜爾接合酵母（Zygosaccharomyces）[20-22]。

在同類別酵母中選取活性較好的菌株J2、J4、J6、J9進行生理生化實驗，結果見表2。

由表2可知，在碳源同化實驗中4株菌均可同化蔗糖，J2不可同化乳糖，J4、J6不可同化木糖，J6對乳糖的同化能力較弱。氮源同化中J4、J6、J9均不能同化硝酸鉀，除J4外，其他3株菌均可同化尿素。糖發酵實驗中除J4不能利用麥芽糖、蔗糖發酵產氣外，其他3株菌均可利用麥芽糖、蔗糖。根據生理生化實驗結果對比《酵母菌的特征與鑒定手冊》[14]描述以及結合WL營養培養基表型觀察，可初步鑒別菌株J2為葡萄汁有孢漢遜酵母，J4為克魯維畢赤酵母，J6為釀酒酵母，J8為拜爾接合酵母。

3.2 發酵特性結果

3.2.1 產氣實驗結果

4株菌的產氣能力見表3。

由表3可知，菌株J6的產氣能力最強，在24 h就可使杜氏小管中產生一半氣體，在48 h可使杜氏小管中充滿氣體。菌株J9的產氣能力較強，48 h可使杜氏小管中產生3/4氣體。菌株J4的產氣能力最弱，在48 h才使杜氏小管中產生1/4氣體。

3.2.2 還原糖測定實驗結果

酵母菌生長代謝中通過糖代謝生產代謝產物。因此，還原糖的測定可以反映微生物的生長代謝能力。利用測定還原糖含量的方法來反映菌株的發酵能力。

由圖3可知，在第1天時菌株J4消耗的還原糖含量相對較多，第2天時菌株J9的還原糖總消耗量較多，而第3天時J6發酵液中剩余的還原糖含量最少，說明其消耗的還原糖含量最多，發酵能力相對最優；菌株J9次之，還原糖含量也較低，說明其也具有較好的發酵能力；而菌株J2發酵液中剩余的還原糖含量最多，消耗量最少，說明其發酵消耗還原糖的能力相對較差。

3.3 酵母菌耐受性測定

3.3.1 菌株耐溫性

酵母菌生長需要一定的溫度條件，在適宜溫度下才能進行正常發酵，但若超過或者低于適宜溫度則生長能力會受到抑制[23]。將實驗菌株J2、J4、J6、J9在不同溫度下進行培養，實驗結果見表4。

由表4可知，生長溫度在50 ℃時酵母菌全部失去生長能力；45 ℃時菌株J2、J9停止生長，J4、J6生長緩慢；而在40 ℃下菌株J2也停止生長，J9生長緩慢，J4和J6還可正常生長；35 ℃下菌株J4的生長活性最好。因此，綜合各溫度條件下菌株的耐受性情況，可得出菌株J4的耐溫性相對較好，J2相對較差。

3.3.2 pH耐受性測定

酵母菌一般在pH值為4.5～5.5時生長較好[24]。在過酸環境中其生長會受到抑制，發酵能力下降，甚至沒有活性。菌株J2、J4、J6、J9在不同pH值培養基中的生長產氣情況見表5。

由表5可知，pH值在3.0～4.5范圍內，各菌株的產氣能力相差不大，說明其發酵生長沒有受到較大影響；而當pH為2.5時，菌株J2停止產氣，其他菌株產氣量變為1/2，說明各菌株的生長活性開始受到抑制；在pH為2.0時，菌株J6的產氣能力沒有受到影響，而菌株J4、J9的產氣量變為1/4，產氣能力下降。綜上可以看出，菌株J6在各pH值下的產氣能力相對較強，生長活性較好，酸耐受性最優。

3.3.3 糖耐受性測定

糖濃度對酵母菌的生長活性具有一定影響[25]，一般乳制品中糖濃度在12%～20%時酵母菌的生長發酵能力最好，隨著糖濃度的增加，生長能力逐漸受到抑制。菌株J2、J4、J6、J9對不同糖濃度的耐受性結果見表6。

由表6可知，當糖濃度在300，350 g/L時各菌株生長狀況均較好，未受到抑制。而當糖濃度達到400 g/L時，菌株J2的生長活性略有下降，但仍可生長，其他菌株的生長活性依舊較強，不受影響。當糖濃度達到450 g/L時，菌株J6的生長活性較弱，菌株J2停止生長，菌株J4、J9仍有較好的生長能力。而當糖濃度為500 g/L時，只有菌株J9還具有較好的生長活性，菌株J4的生長受到抑制，菌株J6停止生長。因此可以看出，在高糖濃度下菌株J4 的耐受性最優，菌株J2的糖耐受性相對較差，在糖濃度高于400 g/L時停止生長。

4 結論

從喀什地區岳普湖縣發酵驢乳中分離純化得到9株酵母菌。將菌株分離純化后接種到WL固體培養基中，觀察形態特征表型并結合生理生化實驗結果，將9株酵母菌初步鑒定為葡萄汁有孢漢遜酵母（Hanseniapora uvarum）、克魯維畢赤酵母（Pichia kluyveri）、釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）和拜爾接合酵母（Zygosaccharomyces）4類。隨后同種各選取一株活性較強的菌株進行發酵特性和耐受性研究，測定了菌株在不同溫度、pH和糖濃度下的生長情況。最后得出菌株J6的產氣能力及還原糖消耗速率較優，說明其發酵能力相對較強，且在耐酸性實驗中pH為2.0時仍具有一定的發酵能力，耐酸性也相對較優。而菌株J4的耐溫性相對較好，各溫度下的生長情況均較優。菌株J9在不同糖濃度中均有良好的生長活性，耐糖性最優。但結合發酵特性及耐受性實驗結果來看，菌株J6的綜合發酵、耐受能力較優。在后續的研究中，對菌株J6在乳制品發酵中的風味及潛在益生性再進行研究篩選，以期得到一株可提升發酵乳制品風味及功能特性的優良菌株。

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