酒精协会酵母专题资料（安琪） .doc

酒精酵母与酒精发酵（酒精协会） 酵母与人类的伙伴关系，已经有几千年的历史。 4000多年前，修建金字塔的古埃及人用发酵的面包作为主食，古代中国人用酒曲来酿造美酒，但那时人们并不知道主要是酵母在发挥作用。17世纪，列文虎克首次通过显微镜发现了酵母，它的神奇之谜才被逐渐解开！如今，小小的酵母已作为生物工程、基因工程的重要材料，人类的智慧使酵母的价值发挥得淋漓尽致。酵母是卓越的酿酒大师，它在酿酒过程中充当了重要角色。在酵母的作用下，人类酿造出了美味的葡萄酒、威士忌和中国白酒；在人类遇到能源紧缺的今天，酵母正在将更多糖类物质转化为燃料乙醇，为人类提供了更多清洁能源。 酒精酵母介绍 一、酵母的形态与基本结构 目前酒精（酿酒）高活性干酵母的菌种来源于酵母属的酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）或葡萄汁酵母（Saccharomyces uvarum）。 酵母菌比细菌粗约10倍，其直径一般为2—5μm，长度为5—30μm，最长可达100μm。 例如：酿酒酵母（S.cerevisiae） 宽度：2.5—10μm 长度：4.5—21μm 酵母的大小、形态与菌龄、环境有关。一般成熟的细胞大于幼龄的细胞，液体培养的细胞大于固体培养的细胞。有些种的细胞大小、形态极不均匀，而有些种的酵母则较为均匀。 酒精发酵所用的酵母菌，属于典型的真核微生物，其细胞是由明显的细胞核、细胞壁、细胞膜、细胞质、内含物、线粒体、液泡等构成。 酵母细胞壁厚度0.1—0.3μm，重量占细胞干重的18%—25%。 化学组成：葡聚糖、甘露聚糖、蛋白质、脂类、几丁质。 几丁质并不是所有的酵母菌中都有，其含量也因种而异。裂殖酵母一般不含几丁质，酿酒酵母含1～2%，有的假菌丝酵母含量超过了2%。 酵母出芽繁殖时，子细胞与母细胞分离，在子、母细胞壁上都会留下痕迹。在母细胞的细胞壁上出芽并与子细胞分开的位点称出芽痕，子细胞细胞壁上的位点称诞生痕。由于多重出芽，致使酵母细胞表面有多个小突起。根据酵母细胞表面留下芽痕的数目，就可确定某细胞产生过的芽体数，因而可估计该细胞的菌龄。 酵母细胞膜是双磷脂层构造，其间镶嵌着蛋白质和甾醇。酵母菌的细胞膜与原核生物的基本相同。但有的酵母菌如酿酒酵母中含有固醇类（甾醇）,这在原核生物是罕见的。细胞膜的功能是1、调节细胞外溶质运送到细胞内的渗透屏障；2、细胞壁等大分子的生物合成和装配基地；3、部分酶的合成和作用场所。 细胞核酵母具有由多孔核膜包裹着的细胞核，核膜是一种双层单位膜，上面有大量的核孔。（核膜包裹，轮廓分明）。核膜： 核孔40～70nm ，透性比任何生物膜都大。 染色体:由DNA和组蛋白牢固结合而成，呈线状, 数目因种而异。 核仁：核内有一或几个区域rRNA含量很高，这一区域为核仁，是合成核糖体的场所。 中心体: 在核膜外，由蛋白质亚基组成的细丝状结构，在细胞繁殖分裂中起作用。细胞核的功能:携带遗传信息，控制细胞的增殖和代谢。 二、酵母菌的组成、营养源 酵母菌一般含：蛋白质30～40％，碳水化合物18～40％，核酸5～9％，脂肪4～5％，灰分6～9％，以及丰富的维生素酒精发酵的酵母菌生长、繁殖和其它单细胞微生物一样，具有四个阶段即调整期(迟滞期)、对数期(生长旺盛期)、平衡期(稳定期)、死亡期(衰亡期)。 比生长速率——指单位菌体的生长速率(1/h)，可理解为1克菌体在单位时间(h)内新菌体的增加量(克) 定义： μ= (dx/dt)/x 对数生长式： ln(x/x0) = μt 指数生长式： x/x0 = eμt 或 x = x0 eμt 倍增时间： td = ln2/μ = 0.693/μ 酵母的比生长速率与基质浓度有关，从Mnnod方程可知，要提高比生长速率，就必须提高限制基质（糖）的浓度。而糖的浓度的提高，又会促使酵母产生较多的乙醇，抑制酵母生长，使酵母浓度下降。为了获得较高的酵母收得率，不仅发酵性糖的浓度必须限制，而且还必须控制酵母的比生长速率。当比生长速率超过0.25/h时，酵母的得率将显著减少。在厌氧条件下酵母的比生长速率为0.35，而在好氧条件下酵母比生长速率为0.2 。 四、影响酵母生长与代谢的因素 1、营养物（底物抑制） 糖：最适生长糖浓度：2-5%；生长和代谢受明显抑制糖浓度：＞10-12% 氮：游离氨基氮浓度为100mg/L时酵母的繁殖呈直线形增长，870mg/L对酵母 繁殖没有明显影响。 磷：磷是构成核酸、磷脂和许多辅酶的成分，它参与碳水化合物代谢主要步骤的磷酸化过程，生成高能磷酸化合物ATP，贮存和运送能量；同时磷酸盐又是重要的PH缓冲剂。磷酸盐的添加量克由氮源的添加量来确定，一般3份N2需要1份P2O5，按干酵母产量计，P2O5的添加量一般为2.