基于响应面法的鲁氏酵母发酵培养基优化

鲁氏酵母（Zygosaccharomyces rouxii ）是酱油及酱类生产中风味形成的重要微生物之一。为了获得大量菌体,采用响应面法（RSM）对鲁氏酵母CCTCC M 2013310培养基进行了优化,Plackett-Burman（PB）设计对培养基中相关影响因素的效应进行评价,结果表明,葡萄糖、玉米浆和磷酸二氢钾对生物量影响显著。由中心组合及响应面分析优化确定优化培养基为葡萄糖12.03%,玉米浆2.24%,酵母粉1%,磷酸二氢钾0.26%,甘油3%,VB1 0.001%。优化培养基的生物量为28.28 g/L,比未优化前提高了4.5倍。     

鲁氏接合酵母产葡萄糖醛酸发酵条件优化

以1株产葡萄糖醛酸的鲁氏接合酵母ZSR2为研究对象,通过单因素优化确定了鲁氏接合酵母ZSR2发酵产葡萄糖醛酸的最佳发酵条件(发酵培养基含有80 g/L蔗糖、30 g/L大豆蛋白胨,培养基初始p H 5. 0,种龄9 h,接种量为3%)。在此条件下,鲁氏接合酵母ZSR2产葡萄糖醛酸水平提高到14. 68 g/L,是优化前的3. 8倍。此外,通过在发酵过程中采用补料策略,使葡萄糖醛酸产量进一步提高到22. 36 g/L,是目前纯菌发酵法产葡萄糖醛酸的最高水平。研究结果可为微生物发酵法生产葡萄糖醛酸的工业化进程奠定基础。     

酱油发酵用菌鲁氏接合酵母的安全性

对传统酱油发酵用菌鲁氏接合酵母的安全性进行研究。利用气相色谱-质谱联用法探讨了菌株在酱醪汁发酵中的代谢产物并研究传统菌株的代谢安全性;通过胆盐羟化酶活性检测、溶血实验及耐药性实验研究菌种自身的安全性。结果表明:鲁氏接合酵母在酱汁发酵代谢产物分析中未检出有害代谢物,并能够利用糖类及氨基酸转化成相应的醇类和酯类物质;在培养过程中鲁氏接合酵母不产生胆盐羟化酶也不具有溶血性;对伏立康唑、酮康唑、制霉菌素、两性霉素B四种基本抗生素敏感,对氟康唑存在剂量依赖性。进一步测定了两性霉素B对鲁氏酵母的最低抑菌浓度(minimum inhibitory concentration,MIC)为2μg/mL,氟康唑对鲁氏酵母的MIC为8μg/mL,低于美国临床实验室标准化委员会的药物耐药判断标准。     

强化鲁氏接合酵母对酱油品质的影响

为了研究强化鲁氏接合酵母（JL-02）对酱油品质的影响。通过测定JL-02菌株耐盐性、成曲pH和中性酶活力、不同酿造工艺两种酱油的理化指标以及挥发性风味物质并进行分析。结果表明,JL-02菌株耐盐性高达16%,成曲pH为6.85±0.08,中性蛋白酶活力为（2109.2±45.2）U/g;强化鲁氏接合酵母后的酱油总酸含量为（1.14±0.01）g/100 mL,较对照组有所增加,而还原糖含量为（1.06±0.01）g/100 mL,pH为5.09±0.03,均较对照组有所降低,氨基态氮含量并无明显差异,均达到特级酱油标准。同时成曲、对照组和实验组挥发性风味物质分别为15、52和57种,而后者新增呋喃类风味物质（2-正戊基呋喃、4-甲氧基-2,5-二甲基-3(2H)-呋喃酮和2,3-二氢苯并呋喃）,对三组样品挥发性风味物质进行主成分分析,聚类分析结果良好。本研究为今后酱油企业进行强化酵母菌株酿造酱油工艺提供一定的思路和技术方法。     

生物吸附剂耐盐性鲁氏酵母培养基的优化

耐盐性鲁氏酵母可以用作吸附水中重金属的生物吸附剂。为了获得大量的耐盐性鲁氏酵母,采用响应面分析法对鲁氏酵母CICC1379培养基进行了优化。单因素试验结果表明,最佳碳源为葡萄糖和麦芽糖、最佳氮源为酵母膏。部分因子试验结果表明,葡萄糖、麦芽糖和酵母膏对生物量影响显著,硫酸镁、氯化钠、磷酸二氢钾和氯化钙对生物量影响不显著。由中心组合试验及响应面分析优化确定培养基组成:葡萄糖5.0%,麦芽糖3.3%,酵母膏2.8%,硫酸镁0.3%和氯化钠0.6%,得到二次拟合回归模型,并预测最大生物量为10.13 mg/mL。验证试验表明了该模型的正确性。利用该优化培养基培养得到的生物量比麦芽汁、YEPD、YM培养基分别增加了44.0%、82.8%和102.6%,提升了鲁氏酵母CICC1379作为生物吸附剂的应用潜力。     

酱油中鲁氏接合酵母的安全性初步评价

鲁氏接合酵母（Zygosaccharomyces rouxii）在食品发酵中应用广泛,但该菌株安全性的研究相对缺乏,故该研究对酱油中的鲁氏接合酵母进行急性毒性及亚慢性毒性评价。通过给予小鼠低（7.5×109 CFU/mL）、中（3.75×1010 CFU/mL）、高（7.5×1010 CFU/mL）剂量组的鲁氏接合酵母,测定小鼠的基本指标、脏器系数、血常规、血生化指标等。急性毒性实验结果表明,最大给药剂量为7.5×1010 CFU/mL时,未测出鲁氏酵母的半数致死量（LD50）。从体质量增长率和脏器系数来看,各组间无显著差异（P＞0.05）,无菌株易位现象。亚慢性毒性实验结果表明,小鼠的一般体征、行为、饮食、粪便无异常现象,各组小鼠体质量正常增长,与对照组相比,低、中、高剂量组的小鼠一般指标、血常规指标、血生化指标及机体指标无明显差异（P＞0.05）,高剂量组小鼠主要脏器组织无明显病理变化。实验结果表明在一定的剂量范围内鲁氏接合酵母对小鼠没有明显的毒副作用。     

响应面法优化鲁氏酵母菌与植物乳杆菌复配培养条件

试验探索了鲁氏酵母菌与植物乳杆菌的复配培养条件,在单因素试验基础上进行响应面中的Box-Behnken试验设计,以pH和菌落总数为评价指标,优化用于发酵肉制品生产发酵剂的制备条件。结果表明,两组试验的预测模型均极显著,培养温度、培养时间和复配比例间两两交互作用对发酵液pH值和菌落总数影响显著。最终以菌落总数为响应值优化复配培养条件为培养温度20.71℃,培养时间22.99h,Z.rouxii和L.plantarum的复配比例为1.32。对优化结果进行了验证,实际结果与预测值拟合度达94.12%。     

响应面法优化海洋细菌产几丁质酶培养条件

目的:海洋细菌产几丁质酶培养条件优化。方法:在单因素试验的基础上,利用响应面法分析各因素之间的交互作用对几丁质酶产率的影响。结果:通过响应面试验得到最佳培养条件:温度为26.4℃,NaCl的百分浓度为3.39%,培养基初始pH值为6.3。结论:在最适产酶发酵条件下,菌株产几丁质酶的活性比优化前提高了5.4倍。     

天然抑菌剂对鲁氏接合酵母的抑菌作用

本课题研究植物源、动物源与微生物源三种来源的20种天然抑菌剂对鲁氏接合酵母的抑菌活性。采用双层平板打孔法,根据抑菌圈直径判断20种天然抑菌剂的抑菌活性;采用二倍稀释法测定天然抑菌剂对鲁氏接合酵母的最小抑菌浓度(Minimum inhibitory concentration,MIC);用比色法测定鲁氏接合酵母在YPD培养基和果汁中的生长情况;用比色法分别测定两种天然抑菌剂以及两者以不同的添加比例加入果汁中对鲁氏接合酵母生长状况的影响;研究柠檬酸浓度、温度、紫外线照射时间对复合抑菌剂抑菌稳定性的影响。研究结果表明微生物源抑菌剂对鲁氏接合酵母的抑菌效果最好;鲁氏接合酵母在YPD中的生长情况要好于在果汁中;筛选出了纳他霉素和ε-聚赖氨酸两种微生物源抑菌剂,且两者具有协同作用;柠檬酸浓度、温度、紫外线照射时间会影响复合抑菌剂的抑菌稳定性。     

响应面法优化酒精酵母产海藻糖发酵培养基

采用酒精酵母为研究对象,对其发酵培养基产海藻糖进行研究.采用响应面法研究了酒精酵母培养基中不同种碳源、氮源、盐及浓度的影响.实验表明,最佳培养基组分为3.76%的蔗糖,1.44%的酵母膏,1.88%的氯化钠,此时海藻糖含量可达到0.7410 g/L.     

响应面法优化玉米生产酵母培养基

利用响应面法优化了玉米生产酵母的培养基,最佳培养基组成为：硫酸铵3.1128g/L,磷酸氢二钾1.51g/L,硫酸镁0.0976g/L,其最佳质量比（NH4）2SO4∶KH2PO4∶MgSO4·7H2O=2∶1∶0.1。且在此条件下进行发酵试验,酵母的细胞浓度达到了38.103g/L,比优化前提高了14.3%。     

响应面法优化酵母富硒发酵条件

利用响应面法对酵母富硒的发酵条件进行优化.首先通过Plackett-Burman法分析出4个重要因素,然后经最陡爬坡试验及响应面法(RSM)中的Box-Behnken法设计优化试验,确定主要因素的最佳值,即接种量24.9%(V:V)、Se添加量18.7 mg/L、培养时间29.4 h、装液量68.8 mL/250 mL三角瓶,此时,酵母生物量和硒含量分别达到12.861 4,2.659 3 mg/g,与有关报道[1]相比分别增加了19.54%,5.99%.     

吡哆醇对鲁氏接合酵母高盐胁迫耐受的影响

为了提高鲁氏接合酵母抗高盐胁迫能力,作者探索了添加吡哆醇对鲁氏接合酵母高盐胁迫耐受的影响。通过测量甘油、海藻糖含量以及Na⁺/K⁺-ATP酶活性等一系列生理表征来验证鲁氏接合酵母高盐适应性的变化。实验结果表明,鲁氏接合酵母在高盐胁迫条件下外源添加吡哆醇,在延滞期时,菌株提前24 h积累细胞内甘油,并且加快了细胞内海藻糖分解代谢速率;在对数期时,细胞内钠钾比率（Na⁺/K⁺）降低82.3%,细胞膜上Na⁺/K⁺-ATP酶活性增加16.9%,2-苯乙醇产量（质量浓度）提高6.42倍;在稳定期时,生物量提高10.6%,乙醇产量（质量浓度）提高5%,2-苯乙醇产量（质量浓度）提高1.26倍。综上所述,吡哆醇的添加能有效提高鲁氏接合酵母的高盐胁迫耐受能力,进一步增强了鲁氏接合酵母在酱油等高盐发酵食品中的应用前景。     

香芹酚对鲁氏接合酵母的抗菌活性及其机制

为研究植物源活性物质香芹酚对食品腐败菌鲁氏接合酵母的抗菌活性,首次从细胞凋亡角度解析其潜在的抑菌机制。采用牛津杯抑菌圈法和双倍稀释法分别测定抑菌圈直径(DIZ)、最小抑菌浓度(MIC)和最小杀菌浓度(MFC),扫描电镜观察酵母细胞形态变化。采用流式细胞仪和酶标仪检测细胞凋亡系列典型生化和形态特征,并通过qRT-PCR检测凋亡关键调控因子转录水平的变化。香芹酚处理后鲁氏接合酵母的DIZ、MIC和MFC分别为(13.67 ± 0.58)mm,0.156 mg/mL和0.3125 mg/mL,MIC和MFC香芹酚处理后鲁氏接合酵母细胞表面产生褶皱;MIC香芹酚处理后鲁氏接合酵母胞内活性氧迸发,Ca2+浓度升高,线粒体膜电位去极化,半胱氨酸蛋白酶活化,磷脂酰丝氨酸外翻及DNA断裂,且促凋亡因子Yca1、Dnm1、Cyc1、Nuc1及Ndi1转录水平上调1~4倍。上述结果表明香芹酚可能通过依赖半胱氨酸蛋白酶的线粒体途径诱导鲁氏接合酵母凋亡,从而发挥抗菌活性。研究结果对解析香芹酚的抑菌机制提供了新思路,也为绿色、高效食品防腐剂的开发应用奠定了理论基础。     

一株耐盐产香鲁氏接合酵母FA-1的鉴定及其在酱油酿造中的应用

为提高酱油风味与品质,从酱油醪液中筛选耐盐产香酵母菌株并应用于酱油酿造。对筛选菌株进行鉴定,并采用顶空固相微萃取-气质联用法（HS-SPME-GC-MS）分别检测其在不同NaCl浓度的发酵液及酱油成品中的挥发性香气成分。结果表明,筛选出1株耐盐产香菌株FA-1,经鉴定为鲁氏接合酵母（Zygosaccharomyces rouxii）,可耐受22%的食盐浓度。在不同NaCl浓度的酱油发酵液中共检出56种挥发性风味物质,且当NaCl质量分数为18%时,更有利于醇类化合物的富集。在酱油生产试验中,添加鲁氏接合酵母FA-1的实验组中醇类化合物占比最大（72.03%）,其中苯乙醇、3-甲基-1-丁醇、乙醇的含量较高,且醇类和酯类化合物的含量分别较添加酵母As 1.039的对照组提高131.05%和189.65%。因此,菌株FA-1具有良好的耐盐产香性能,可作为潜在的酱油发酵菌株。     

响应面法优化酵母增殖培养基

为评价培养基成分(碳源、氮源、生长因子等)对酵母菌生长量的影响,利用Plackett-Burman实验研究主要影响因素,经最陡爬坡实验确定各因素峰值,再利用响应面法优化主要影响因素。结果表明,最适培养基配方为蔗糖58 g/L、苹果汁22 m L/L、蛋白胨12 g/L、马铃薯汁10 m L/L、酵母粉10 g/L、氯化钙0.1 g/L、磷酸氢二钾1 g/L,在p H4.5条件下28℃培养24 h,酵母菌的生长量为8.8748 cfu/m L。优化后的培养基与传统的YPD培养基(8.5543 cfu/m L)相比,酵母菌菌数提高明显。     

响应面法优化黑曲霉产单宁酶的固体发酵条件

通过固体发酵培养基单因素研究,确定了三个影响单宁酶产率的关键因素,对氮源用量、五倍子用量、培养温度采用响应面法的中心旋转实验设计原理,进行三因素三水平的响应面分析,以获得最佳产单宁酶的培养基及培养条件组成。结果表明,固体发酵黑曲霉最佳产酶条件为：五倍子含量为9％;氮源添加量为2．3％;温度为32℃。在此条件下进行发酵产酶重复实验,酶活力为219．4U／mL。     

响应面法优化荸荠的酶解条件

采用α-淀粉酶对荸荠进行酶解,在单因素试验基础上,以荸荠汁中可溶性固含物含量为评价指标,通过响应面法优化酶解条件。结果表明,淀粉酶用量0.17%,酶解温度52℃,酶解2.29 h,荸荠酶解液可溶性固形物达到1.88%,出汁率达到91.23%。     

响应面法优化从啤酒废酵母中提取谷胱甘肽工艺条件

从啤酒废酵母中提取谷胱甘肽(GSH),选取GSH提取的料水比、提取时间、温度和醋酸用量4个因素进行组合设计,利用响应面法对工艺参数进行优化研究。利用Design Expert软件对GSH提取率的二次多项数学模型解逆矩阵分析表明,在料水比1:4．17,提取时间4．5min,温度85．1℃,醋酸用量4%时,GSH提取率较高为23．37%,与预测值相符。     

脉冲放电等离子体杀灭苹果汁中鲁氏接合酵母及对苹果汁品质的影响

应用研制的脉冲放电等离子体杀菌设备,以鲁氏接合酵母（Zygosaccharomyces rouxii,Z.rouxii）为试验菌株,探讨电气参数（脉冲电压、通气量和处理时间）、溶液参数（果汁可溶性固形物）及菌初始浓度对苹果汁中鲁氏接合酵母的杀灭影响,并比较了不同菌株杀灭效果的差异;同时对处理前后苹果汁的基本理化指标、有机酸、多酚及挥发性风味物质含量进行测定,探讨脉冲放电等离子体对苹果汁品质的影响。结果表明：在脉冲电压24 kV、通气量150 mL/min、果汁可溶性固形物12%和果汁pH=3.84时,脉冲放电等离子体能够将初始浓度为1.08×104 CFU/mL的鲁氏接合酵母LB在5 min内杀灭。同时脉冲放电等离子体对苹果汁基本理化指标、有机酸、多酚及挥发性风味物质含量大部分影响均不显著（p<0.05）,能够较大程度保持苹果汁品质,该研究为脉冲放电等离子体在食品杀菌中应用提供了重要依据。