抗冻酵母的筛选及其代谢物的研究

作     者：刘薇丛 

作者单位：中南林业科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：付湘晋

授予年度：2018年

学科分类：081703[工学-生物化工] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 

主      题：抗冻酵母 冷胁迫 GC-MS 代谢物 T检验 Pearson相关性分析 

摘      要：酵母代谢对相关食品品质有决定性影响,食品加工过程中,酵母需要经常耐受低温胁迫;但目前,低温胁迫对酵母代谢的影响还研究很少。本文采用冻融法对抗冻酵母进行富集,涂布平板法和平板划线法分离、纯化抗冻酵母,获得25株具有抗冻特性的酵母;并分析了这些酵母菌株的生长特性、发酵特性。酵母产气量试验结果表明,菌株J3、J7、J8、J9、J12、J15、J18、J25发酵力较好,其中,菌株J8的产气能力最好;通过5.8SrDNA测序法,及系统发育分析,8株耐冻酵母均鉴定为异常威克汉姆酵母（Wickerhamo,yces anomalus）。进一步采用菌株J8研究了冷胁迫处理（4°C）时间对酵母发酵力的影响;结果表明,菌株J8在短期（0.5h）冷胁迫的条件下,酵母的发酵力明显降低;当冷胁迫为4h时,酵母的发酵力有所恢复提高,但当冷胁迫超过24h时,酵母的发酵力不断降低。采用SPME-GC/MS法测定了冷胁迫处理（4°C）对8株抗冻酵母的挥发性代谢物的影响。共测定到43种主要的代谢产物,包括醇类15种,酯类7种,醛类7种,酮类3种,烃类8种,酚类2种,其他物质1种。主成分分析结果表明,冷胁迫对菌株J7挥发性代谢产物的影响最明显,菌株J8对冷胁迫最稳定。对冷胁迫不同时间酵母的挥发性代谢物质的峰面积数据进行T检验,结果表明,72h冷胁迫过程中,挥发性物质含量显著（P0.05）增加的是2,4-双（1,1-二甲基乙基）苯酚和丙酸-2-甲基-1-（1,1-二甲基乙基）-2-甲基-1,3-丙二基酯;显著（P0.05）减少的是辛醛。它们可能是异常威克汉姆酵母（Wickerhamomyces anomalus）冷胁迫相关的特征性代谢物。通过对挥发性代谢物质峰面积数据进行Pearson相关性分析,结果表明,辛醛与4-壬酮、2-乙基己醇相关性较强,2,4-双（1,1-二甲基乙基）苯酚和丙酸-2-甲基-1-（1,1-二甲基乙基）-2-甲基-1,3-丙二基酯相关性较强。通过甲氧胺、BSTFA-TMS对8株抗冻异常威克汉姆酵母（Wickerhamomyces anomalus）菌株的培养液进行衍生化,采用GC/MS法测定了冷胁迫处理（4°C）对8株耐冻酵母的非挥发性代谢物的影响。共测定到41种代谢产物。其中胺类有5种,酸类有7种,醇类有5种,烃类有1种,糖类有18种,其他有5种,反映了异常维克汉姆酵母（Wickerhamomyces anomalMs）复杂的糖代谢能力。主成分分析结果表明,冷胁迫对菌株J9、J12的影响最明显,菌株J8在冷胁迫中代谢轮廓最稳定。通过对冷胁迫不同时间酵母的代谢物质峰面积数据进行T检验,发现酵母在短期冷胁迫时（24h）,合成积累甘油;冷胁迫48h,则合成积累赤藓糖醇、角鲨烯,冷胁迫72h,合成积累角鲨烯、赤藓糖醇、D-半乳糖。甘油、角鲨烯、赤藓糖醇、D-半乳糖可能是异常维克汉姆酵母冷胁迫特征性代谢物。通过对非挥发性代谢物质峰面积数据进行Pearson相关性分析结果表明,内消旋赤藓糖醇、D-半乳糖、角藍烯相关性较强,蔗糖、N-乙基乙酰胺相关性较强。本研究可为酵母冷胁迫机制、酵母发酵食品食味品质形成机制的研究提供理论参考。