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传统发酵食品浆水和甜醅中酵母菌的分离与鉴定论文

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2025-02-26 17:29:02    来源:    作者:xuling

摘要:为研究甘肃定西市传统发酵食品浆水和甜醅中酵母菌的种类,文章采用纯培养方法对酵母菌进行了分离和纯化,并根据PDA平板上的菌落特征以及显微细胞形态和生理生化特性,对酵母菌进行了初步鉴定,同时结合菌株26S rDNA的序列分析,开展了种属鉴定。

  摘要:为研究甘肃定西市传统发酵食品浆水和甜醅中酵母菌的种类,文章采用纯培养方法对酵母菌进行了分离和纯化,并根据PDA平板上的菌落特征以及显微细胞形态和生理生化特性,对酵母菌进行了初步鉴定,同时结合菌株26S rDNA的序列分析,开展了种属鉴定。试验从两种发酵食品中共分离出32株酵母菌,分18个属,包括Pichia、Geotrichum、Zygoascus、Starmera、Wickerhamiella、Saccharomyces、Wickerhamomyces、Debaryomyces、Hanseniaspora、Kluyveromyces、Cutaneotrichosporon、Millerozyma、Candida、Rhodotorula、Cyberlindnera、Metschnikowia、Torulaspora、Clavispora。研究发现,甘肃定西浆水和甜醅中的酵母菌种类丰富,对这两类发酵食品的品质和口味具有重要作用。


  关键词:发酵食品;浆水;甜醅;酵母;菌种


  浆水和甜醅因口感独特而深受西北人民喜欢。浆水是先将蔬菜等煮熟加热,再投以面汤和“酵子”(也称引子,为老浆水)后自然发酵而成的酸性食品[1-2];甜醅是以小麦、燕麦或青稞为原料,经甜酒曲在微生物发酵下制作而成的传统特色小吃[3]。已有研究表明,这两类发酵食品中的优势菌群为乳酸菌和酵母菌[1-3]。其中,酵母菌在发酵过程中主要起改善食品风味和品质、产生酒精、增加酯类物质的含量等作用[4]。


  目前,对浆水中微生物的研究仍聚焦在乳酸菌的分离和功能特性方面[2],而对酵母菌的系统分类研究则较少,同时对甜醅的研究报道也较为匮乏,且以工艺优化和营养成分分析为主[5],鲜有对甜醅中微生物菌群系统展开研究。鉴于酵母菌种类在不同发酵食品、不同产区和发酵环境下具有一定差异[4],本文以甘肃定西市浆水和甜醅为研究材料,对参与发酵的酵母菌进行分离和鉴定,并分析这两类食品中的酵母菌种类,以期为酵母菌在浆水和甜醅发酵过程中的优化应用提供数据参考。


  1材料与方法


  1.1材料与试剂


  1.1.1样品来源


  从甘肃省定西市采集家庭自制浆水样品10份;甜醅样品9份。


  1.1.2培养基和试剂


  马铃薯葡萄糖琼脂培养基(PDA),北京陆桥生物科技有限公司;葡萄糖、半乳糖、麦芽糖、乳糖、核糖、鼠李糖(均为分析纯),上海麦克林生化科技有限公司。


  糖发酵基础培养基:蛋白胨10g;蒸馏水1 000 mL,并按10 mL/管分装于含有倒置小管的试管中,121℃灭菌15 min。


  1.2仪器与设备


  MJ-350B智能型霉菌培养箱(上海琅玕试验设备有限公司);EX30光学显微镜(宁波舜宇);BAC-1300ⅡA2生物安全柜(苏州安泰空气技术有限公司)。


  1.3方法


  1.3.1酵母菌的分离与纯化


  采用平板划线法在PDA平板上挑取生长状况良好、不同形态的单菌落并进行反复分离纯化,同时观察并记录纯化菌株的形状、颜色、光滑度、边缘形状等特征;用结晶紫染色液进行单染色,并在光学显微镜下(100×物镜)观察菌体细胞的形态。


  1.3.2酵母菌的鉴定


  糖发酵试验:参照《酵母菌的特征与鉴定手册》[6],将糖加入到糖发酵基础培养液中,使各类糖的终浓度为0.5%;将酵母菌株活化后接种至上述糖发酵培养液中,于28℃下培养2~5 d,观察小导管内是否有气泡产生;延迟反应则需观察10~15 d。


  菌株的分子生物学鉴定:对酵母菌的26S rDNA序列进行扩增和测序,且引物为NL1和NL4的通用引物;将扩增产物经凝胶电泳检测后,送往生工生物工程(上海)股份有限公司测定序列。


  2结果与分析


  2.1菌株的分离纯化


  通过PDA平板进行划线分离,并分别从浆水和甜醅中分离出13株和19株酵母菌疑似菌株。浆水中的菌株编号为JY-1~JY-13;甜醅中的菌株编号为TY-1~TY-19。


  2.2菌株的鉴定


  2.2.1菌株的形态特征


  菌株在PDA平板上的菌落形态如表1所示。菌株特征多为圆形;颜色多呈白色、灰白色、乳白色,而TY-12菌落颜色较为特殊,呈胡萝卜色(见图1);多数菌落表面光滑、边缘整齐,而TY-8菌落表面粗糙则呈褶皱状(见图1)。显微镜检观察到的细胞形态有卵圆形、椭圆形、圆形和腊肠状。其中,以椭圆形和卵圆形居多。

  2.2.2菌株的生理生化特性


  通过对菌株的生理生化测定发现,在糖发酵试验中,所有的疑似菌株均可发酵葡萄糖,但不能发酵乳糖;对核糖和鼠李糖的发酵性能较弱,且只有TY-1和TY-3分别具有发酵核糖和鼠李糖的能力;不同菌株对半乳糖、麦芽糖的发酵性能存在差异。具体结果如表2所示。


  2.2.3菌株的分子生物学鉴定


  将菌株的26S rDNA序列过NCBI数据库进行Blast同源性比对,并采用MEGA-X软件绘制系统发育树。经序列测定和分析,发现本研究分离出的32株菌株的26S rDNA序列与GenBank中序列的同源性在99%以上。结合所构建的系统发育树以及菌落形态和生理生化特性,可确定所分离的菌株均为酵母菌。其分属于18个不同属、20个不同种。菌属包括Pichia、Geotrichum、Zygoascus、Starmera、Wickerhamiella、Saccharomyces、Wickerhamomyces、Debaryomyces、Hanseniaspora、Kluyveromyces、Cutan-eotrichosporon、Millerozyma、Candida、Rhodotorula、C-yberlindnera、Metschnikowia、Torulaspora、Clavispora。具体如表3所示。

  3讨论


  和浆水中的乳酸菌相比,酵母菌的研究较为匮乏。现有研究表明,浆水中的真菌群落较细菌群落更为复杂[7]。向书娅等[8]采用高通量测序技术,发现甘肃天水、宁夏固原、陕西安康3个地区浆水中的真菌主要隶属于Dipodascus、伊Issatchenkia、Pichia和Wickerhamomyces等。李良凤[7]从陕西和甘肃浆水中分离出的酵母菌属为Candida和Trichosporon。


  目前,对甜醅中菌群构成的研究报道较少。任菲等[3]利用高通量测序技术,发现西北部分甜醅样品中含有Saccharomycopsis、A piotrichum和Cyb-erlindnera。该发现与本研究分离鉴定的菌属一致。


  4结论


  本文从甘肃定西地区的传统发酵食品浆水和甜醅中共分离出32株酵母菌,属18个属。菌属包括Pichia、Geotrichum、Zygoascus、Starmera、Wi-ckerhamiella、Saccharomyces、Wickerhamomyces、De-baryomyces、Hanseniaspora、Kluyveromyces、Cutaneot-richosporon、Millerozyma、Candida、Rhodotorula、Cyb-erlindnera、Metschnikowia、Torulaspora、Clavispora。鉴定结果表明,甘肃定西地区浆水和甜醅中的酵母菌具有丰富的多样性。

参考文献


  [1]李雪萍.浆水中可培养微生物多样性及特性的研究[D].兰州:兰州交通大学,2014.


  [2]WU Y,YE Z,FENG P Y,et al.Limosilactobacillus fermentum JL-3 isolated from“Jiangshui”ameliorates hyperuricemia by degrading uric acid[J].Gut Microbes,2021,13(1):11-18.


  [3]任菲,黎雯意,陈舒,等.燕麦甜醅真菌群落多样性及米根霉发酵对甜醅性质的影响[J].粮油食品科技,2024,32(1):36-43,13.


  [4]全昌彬,姚玉仙.贵州黔南地区泡制酸菜中酵母菌的分离与鉴定[J].食品安全质量检测学报,2022,13(13):4273-4281.


  [5]史晓萌,陈建国,党艳婷,等.响应曲面法优化燕麦甜醅发酵工艺的研究[J].食品工业,2018,39(4):88-92.


  [6]巴尼特,佩恩,亚罗.酵母菌的特征与鉴定手册[M].青岛:青岛海洋大学出版社,1991.


  [7]李良凤.浆水中益生菌群的研究及浆水发酵工艺的研究[D].西安:陕西科技大学,2013.


  [8]向书娅,翟茹,张海燕,等.不同地区发酵浆水中微生物群落结构比较及优势菌群的鉴定[J].现代食品科技,2023,39(3):121-128.