基于酵母测试片促生长因子的研究

□ 贾晨 北京良润生物科技有限公司

□ 陶文靖 周琦 北京美正生物科技有限公司

□ 付敏 中农孚德检测技术(北京)有限公司

摘　要：本文以霉菌酵母测试片为基础，添加不同浓度的硫酸镁、氯化锰、甘油、氯化钙等金属离子和助表面活性剂来研究对酵母菌生长的影响。结果表明，在硫酸镁15mmol/L、氯化锰0.55mmol/L、甘油2.5g/L、氯化钙4.5mmol/L的条件下对酵母菌的生长有明显的促进作用，且可以缩短显色及培养时间。

关键词：酵母菌 金属离子 促生长

酵母菌是一群单细胞，呈球状或椭球状，以芽殖或裂殖方式繁殖的真核细胞型微生物。酵母菌是兼性厌氧菌，在自然界中分布广泛，主要生长在偏酸性的潮湿环境中，且在生长过程中对糖的利用较高。在食品行业中，酵母菌有着非常重要的地位，如酿酒、焙烤食品等均需使用酵母菌。此外，酵母菌在化学和医药行业也是不可或缺的存在[1]。因此酵母菌也被作为评价食品卫生质量的指示菌，并且以酵母的计数来判定食品被污染的程度。目前，国家标准采用孟加拉红培养基或马铃薯葡萄糖琼脂(PCA琼脂)来检测霉菌酵母的数量[2]，但是该方法耗时较长，操作繁琐，会给检测工作带来较大的工作量。酵母等微生物在生长过程中需要依靠金属离子和助表面活性剂等调节渗透压以增强微生物的活性[3]，并且金属离子和助表面活性剂在许多酶的催化反应中起着重要作用[4-6]。本文以不同浓度的硫酸镁、氯化锰、甘油、氯化钙等金属离子和助表面活性剂为对象，通过单因素和正交实验及数据分析，研究对酵母菌生长及显色的影响，希望为霉菌酵母测试片提供一定的理论基础和实践指导意义。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

霉菌酵母测试片：北京良润生物科技有限公司;其他试剂均为国药分析纯试剂。

马铃薯葡萄糖液体培养基：青岛高科技工业园海博生物技术有限公司。

1.2 仪器与设备

SHP-80型生化培养箱，上海森信实验仪器有限公司;YXQ-70A立式压力蒸汽灭菌器，上海博迅实业有限公司医疗设备厂;SW-CJ-2FD双人单面垂直净化台，苏州智净净化设备有限公司。

1.3 实验方法

菌液制备：从甘油管中活化酿酒酵母ATCC 9763至马铃薯葡萄糖液体培养基，28℃培养2天。

将酵母菌进行梯度稀释至10-1、10-2、10-3、10-4、10-5、10-6、10-7、10-8，分别添加不同浓度的金属离子和表面活性剂，在霉菌酵母测试片上进行检测，28℃培养2天后进行计数，采用霉菌酵母可计数范围内的数据进行统计。

金属离子和助表面活性剂进行单因素的结果分析，并采用四因素三水平L9(34)的正交实验以确定最优组合，采用统计学分析进行数据统计。

2 结果与分析

2.1 硫酸镁单因素实验结果

镁离子在糖和蛋白质的代谢中有着极其重要的作用。将单因素实验中硫酸镁的浓度分别设定为5、10、15、20、25mmol/L，其他培养条件不变，检测培养基中硫酸镁浓度对酵母菌生长的影响。由图1可知，随着硫酸镁浓度逐渐升高，酵母菌总数呈上升趋势，当浓度达到15mmol/L时，酵母菌总数趋于稳定，并且相对于阳性对照组而言，显色时间缩短了0.5天。经F检验和LSD两两比较，硫酸镁浓度在15mmol/L时的酵母菌总数与浓度为20、25mmol/L时的酵母菌总数均不存在统计学差异(p<0.05)，从经济成本考虑，将15mmol/L作为正交实验中硫酸镁的中间浓度水平。

图 1 不同浓度硫酸镁对酵母菌生长的影响

2.2 氯化锰单因素实验

氯化锰可以作为乳制品中的营养增强因子，同时也是微生物生长过程中必不可少的微量元素。将单因素实验中氯化锰的浓度分别设定为0.2、0.4、0.6、0.8、1mmol/L，其他培养条件不变，检测培养基中氯化锰浓度对酵母菌生长的影响。由图2可知，随着氯化锰浓度逐渐升高，酵母菌总数呈上升趋势，当浓度达到0.6mmol/L时，酵母菌总数趋于稳定。经F检验和LSD两两比较，氯化锰浓度在0.6mmol/L时的酵母菌总数与浓度为0.8、1mmol/L时的酵母菌总数均不存在统计学差异(p<0.05)，因此，将0.6mmol/L作为正交实验中氯化锰的中间浓度水平。

2.3 甘油单因素实验结果

图 2 不同浓度氯化锰对酵母菌生长的影响

甘油又称丙三醇，是微生物代谢过程中不可缺少的重要组分[7]。将单因素实验中甘油的浓度分别设定为1、2、3、4、5g/L，其他培养条件不变，检测培养基中不同甘油浓度对酵母菌生长的影响。由图3可知，随着甘油浓度逐渐升高，酵母菌总数呈上升趋势，当浓度为3g/L时，酵母菌总数达到最高，并且显色时间明显缩短，而后随浓度的下降酵母菌数量逐渐下降，故将3g/L作为正交实验中甘油的中间浓度水平。

图3 不同浓度甘油对酵母菌生长的影响

2.4 氯化钙单因素实验结果

氯化钙能够为微生物的生长提供钙离子，并且可以作为某些酶的激活剂。将单因素实验中氯化钙的浓度分别设定为1、2、3、4、5mmol/L，其他培养条件不变，检测培养基中不同氯化钙浓度对酵母菌生长的影响。由图4可知，随着氯化钙浓度逐渐升高，酵母菌总数呈上升趋势，当浓度为4mmol/L时，酵母菌总数达到最高，随后逐渐下降，故将4mmol/L作为正交实验中氯化钙的中间浓度水平。

图4 不同浓度氯化钙对酵母菌生长的影响

2.5 金属离子和助表面活性剂正交实验结果

本试验最终确定硫酸镁、氯化锰、甘油、氯化钙为本试验的试验因素，分别记作A、B、C、D，进行四因素正交试验，各因素均取3个水平，因素水平见表1;不同金属离子和助表面活性剂对酵母菌总数的影响状况正交实验结果见表2。

由表2的极差分析可以看出，RC>RA>RD>RB，4个因素对酵母菌总数的影响大小依次为甘油C、硫酸镁A、氯化钙D、氯化锰B。因此得出，金属离子和助表面活性剂的最优配方为A2B1C1D3，即当硫酸镁15mmol/L、氯化锰0.55mmol/L、甘油2.5g/L、氯化钙4.5mmol/L时，酵母菌生长效果较好。

3 结论

本文以霉菌酵母测试片为基础，添加不同浓度的硫酸镁、氯化锰、甘油、氯化钙等金属离子和助表面活性剂来研究对酵母菌生长的影响。结果表明，在硫酸镁15mmol/L、氯化锰0.55mmol/L、甘油2.5g/L、氯化钙4.5mmol/L的条件下对酵母菌的生长有明显的促进作用，且可以缩短显色及培养时间。

金属离子和助表面活性剂在多种酶的催化作用下，对微生物的生长起着重要作用。无论是金属离子与酶相结合的方式，还是微生物在生长过程中吸收利用的金属离子或者助表面活性剂，其都在以不同的形式参与微生物的生长代谢过程[8]。本文基于酵母测试片促生长因子的研究，对霉菌酵母测试片的检测具有一定的指导实践意义。

参考文献：

[1] 管秋红.霉菌和酵母菌及其检验[J].经济技术协作信息.2007(15):81.

[2] GB 4789.15-2016《食品安全国家标准食品微生物学检验 霉菌和酵母计数》[S].

[3] 程奔，李啸，许超群，等.金属离子对低糖酵母发酵活性的影响[J].中国酿造.2017，36(5):53-57.

[4] 徐雯映，彭子强，朱晓明，等.EDTA和金属离子对酵母蔗糖酶天然酶和修饰酶酶活力的影响及其作用机理研究[J].现代农业科技.2012，(10):41-46.

[5] DING R, LI Z, CHEN S, et al. Enhanced secretion of recombinant α-cy-clodextrin glucosyltransferase from Escherichia coli, by medium additives[J]. Process Biochem, 2010, 45(6): 880-886.

[6] 华艳艳，孙玉梅，曹芳，等.金属离子对红发夫酵母的生长、细胞形态及虾青素合成的影响[J]. 食品科学，2006，27(3):137-141.

[7] 王璐，张宏武，张晓梅，等.微生物对生物柴油副产物甘油的利用研究进展[J].应用与环境生物学报.2008，14(6):885-889.

[8] 陈维新.过渡金属离子对漆酶催化活性的影响[J].分析测试学报.2004，23(4):78-80.