基於酵母測試片促生長因子的研究

□ 賈晨 北京良潤生物科技有限公司

□ 陶文靖 周琦 北京美正生物科技有限公司

□ 付敏 中農孚德檢測技術(北京)有限公司

摘　要：本文以黴菌酵母測試片為基礎，添加不同濃度的硫酸鎂、氯化錳、甘油、氯化鈣等金屬離子和助表麵活性劑來研究對酵母菌生長的影響。結果表明，在硫酸鎂15mmol/L、氯化錳0.55mmol/L、甘油2.5g/L、氯化鈣4.5mmol/L的條件下對酵母菌的生長有明顯的促進作用，且可以縮短顯色及培養時間。

關鍵詞：酵母菌 金屬離子 促生長

酵母菌是一群單細胞，呈球狀或橢球狀，以芽殖或裂殖方式繁殖的真核細胞型微生物。酵母菌是兼性厭氧菌，在自然界中分布廣泛，主要生長在偏酸性的潮濕環境中，且在生長過程中對糖的利用較高。在食品行業中，酵母菌有著非常重要的地位，如釀酒、焙烤食品等均需使用酵母菌。此外，酵母菌在化學和醫藥行業也是不可或缺的存在[1]。因此酵母菌也被作為評價食品衛生質量的指示菌，並且以酵母的計數來判定食品被汙染的程度。目前，國家標準采用孟加拉紅培養基或馬鈴薯葡萄糖瓊脂(PCA瓊脂)來檢測黴菌酵母的數量[2]，但是該方法耗時較長，操作繁瑣，會給檢測工作帶來較大的工作量。酵母等微生物在生長過程中需要依靠金屬離子和助表麵活性劑等調節滲透壓以增強微生物的活性[3]，並且金屬離子和助表麵活性劑在許多酶的催化反應中起著重要作用[4-6]。本文以不同濃度的硫酸鎂、氯化錳、甘油、氯化鈣等金屬離子和助表麵活性劑為對象，通過單因素和正交實驗及數據分析，研究對酵母菌生長及顯色的影響，希望為黴菌酵母測試片提供一定的理論基礎和實踐指導意義。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

黴菌酵母測試片：北京良潤生物科技有限公司;其他試劑均為國藥分析純試劑。

馬鈴薯葡萄糖液體培養基：青島高科技工業園海博生物技術有限公司。

1.2 儀器與設備

SHP-80型生化培養箱，上海森信實驗儀器有限公司;YXQ-70A立式壓力蒸汽滅菌器，上海博迅實業有限公司醫療設備廠;SW-CJ-2FD雙人單麵垂直淨化台，蘇州智淨淨化設備有限公司。

1.3 實驗方法

菌液製備：從甘油管中活化釀酒酵母ATCC 9763至馬鈴薯葡萄糖液體培養基，28℃培養2天。

將酵母菌進行梯度稀釋至10-1、10-2、10-3、10-4、10-5、10-6、10-7、10-8，分別添加不同濃度的金屬離子和表麵活性劑，在黴菌酵母測試片上進行檢測，28℃培養2天後進行計數，采用黴菌酵母可計數範圍內的數據進行統計。

金屬離子和助表麵活性劑進行單因素的結果分析，並采用四因素三水平L9(34)的正交實驗以確定最優組合，采用統計學分析進行數據統計。

2 結果與分析

2.1 硫酸鎂單因素實驗結果

鎂離子在糖和蛋白質的代謝中有著極其重要的作用。將單因素實驗中硫酸鎂的濃度分別設定為5、10、15、20、25mmol/L，其他培養條件不變，檢測培養基中硫酸鎂濃度對酵母菌生長的影響。由圖1可知，隨著硫酸鎂濃度逐漸升高，酵母菌總數呈上升趨勢，當濃度達到15mmol/L時，酵母菌總數趨於穩定，並且相對於陽性對照組而言，顯色時間縮短了0.5天。經F檢驗和LSD兩兩比較，硫酸鎂濃度在15mmol/L時的酵母菌總數與濃度為20、25mmol/L時的酵母菌總數均不存在統計學差異(p<0.05)，從經濟成本考慮，將15mmol/L作為正交實驗中硫酸鎂的中間濃度水平。

圖 1 不同濃度硫酸鎂對酵母菌生長的影響

2.2 氯化錳單因素實驗

氯化錳可以作為乳製品中的營養增強因子，同時也是微生物生長過程中必不可少的微量元素。將單因素實驗中氯化錳的濃度分別設定為0.2、0.4、0.6、0.8、1mmol/L，其他培養條件不變，檢測培養基中氯化錳濃度對酵母菌生長的影響。由圖2可知，隨著氯化錳濃度逐漸升高，酵母菌總數呈上升趨勢，當濃度達到0.6mmol/L時，酵母菌總數趨於穩定。經F檢驗和LSD兩兩比較，氯化錳濃度在0.6mmol/L時的酵母菌總數與濃度為0.8、1mmol/L時的酵母菌總數均不存在統計學差異(p<0.05)，因此，將0.6mmol/L作為正交實驗中氯化錳的中間濃度水平。

2.3 甘油單因素實驗結果

圖 2 不同濃度氯化錳對酵母菌生長的影響

甘油又稱丙三醇，是微生物代謝過程中不可缺少的重要組分[7]。將單因素實驗中甘油的濃度分別設定為1、2、3、4、5g/L，其他培養條件不變，檢測培養基中不同甘油濃度對酵母菌生長的影響。由圖3可知，隨著甘油濃度逐漸升高，酵母菌總數呈上升趨勢，當濃度為3g/L時，酵母菌總數達到最高，並且顯色時間明顯縮短，而後隨濃度的下降酵母菌數量逐漸下降，故將3g/L作為正交實驗中甘油的中間濃度水平。

圖3 不同濃度甘油對酵母菌生長的影響

2.4 氯化鈣單因素實驗結果

氯化鈣能夠為微生物的生長提供鈣離子，並且可以作為某些酶的激活劑。將單因素實驗中氯化鈣的濃度分別設定為1、2、3、4、5mmol/L，其他培養條件不變，檢測培養基中不同氯化鈣濃度對酵母菌生長的影響。由圖4可知，隨著氯化鈣濃度逐漸升高，酵母菌總數呈上升趨勢，當濃度為4mmol/L時，酵母菌總數達到最高，隨後逐漸下降，故將4mmol/L作為正交實驗中氯化鈣的中間濃度水平。

圖4 不同濃度氯化鈣對酵母菌生長的影響

2.5 金屬離子和助表麵活性劑正交實驗結果

本試驗最終確定硫酸鎂、氯化錳、甘油、氯化鈣為本試驗的試驗因素，分別記作A、B、C、D，進行四因素正交試驗，各因素均取3個水平，因素水平見表1;不同金屬離子和助表麵活性劑對酵母菌總數的影響狀況正交實驗結果見表2。

由表2的極差分析可以看出，RC>RA>RD>RB，4個因素對酵母菌總數的影響大小依次為甘油C、硫酸鎂A、氯化鈣D、氯化錳B。因此得出，金屬離子和助表麵活性劑的最優配方為A2B1C1D3，即當硫酸鎂15mmol/L、氯化錳0.55mmol/L、甘油2.5g/L、氯化鈣4.5mmol/L時，酵母菌生長效果較好。

3 結論

本文以黴菌酵母測試片為基礎，添加不同濃度的硫酸鎂、氯化錳、甘油、氯化鈣等金屬離子和助表麵活性劑來研究對酵母菌生長的影響。結果表明，在硫酸鎂15mmol/L、氯化錳0.55mmol/L、甘油2.5g/L、氯化鈣4.5mmol/L的條件下對酵母菌的生長有明顯的促進作用，且可以縮短顯色及培養時間。

金屬離子和助表麵活性劑在多種酶的催化作用下，對微生物的生長起著重要作用。無論是金屬離子與酶相結合的方式，還是微生物在生長過程中吸收利用的金屬離子或者助表麵活性劑，其都在以不同的形式參與微生物的生長代謝過程[8]。本文基於酵母測試片促生長因子的研究，對黴菌酵母測試片的檢測具有一定的指導實踐意義。

參考文獻：

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[2] GB 4789.15-2016《世界杯賽程預測國家標準食品微生物學檢驗 黴菌和酵母計數》[S].

[3] 程奔，李嘯，許超群，等.金屬離子對低糖酵母發酵活性的影響[J].中國釀造.2017，36(5):53-57.

[4] 徐雯映，彭子強，朱曉明，等.EDTA和金屬離子對酵母蔗糖酶天然酶和修飾酶酶活力的影響及其作用機理研究[J].現代農業科技.2012，(10):41-46.

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[6] 華豔豔，孫玉梅，曹芳，等.金屬離子對紅發夫酵母的生長、細胞形態及蝦青素合成的影響[J]. 食品科學，2006，27(3):137-141.

[7] 王璐，張宏武，張曉梅，等.微生物對生物柴油副產物甘油的利用研究進展[J].應用與環境生物學報.2008，14(6):885-889.

[8] 陳維新.過渡金屬離子對漆酶催化活性的影響[J].分析測試學報.2004，23(4):78-80.