紫外诱变法选育高产酒精及酯类酿酒酵母
方佩佩，王世清，李 静，谭海刚，刘晓莉，付均鹏
【摘 要】摘 要：采用紫外诱变法进行酿酒酵母的诱变，选育发酵速度较快、产酒精能力较强的酿酒酵母工业菌株。以致死率和正突变率为主要指标，以突变株的酒精发酵性能为参考，结合单因素实验和正交实验，确定出紫外诱变法的较佳诱变条件为：辐照功率20 W，紫外灯辐照时间10 min，辐照距离9 cm。以出发菌株F1为对照，对7株酵母突变株进一步进行全面的生理性能测试，结果表明，菌株F4的CO2失重量最高、残糖含量低、乙醇和酯类物质的产生量高，是一株优良的正向突变株。对该菌株进行形态观察，其细胞个体饱满呈卵圆型，群体菌落颜色呈乳白色；用于紫甘薯汁发酵，起酵速度快、发酵液酒精度可达11.08%(V/V)，香气浓郁，具有良好的工业生产潜力。 【期刊名称】粮油食品科技 【年(卷),期】2016(000)001 【总页数】5
【关键词】紫外诱变；酵母菌；育种；紫甘薯
酵母菌，一般泛指能发酵糖类的各种单细胞真菌[1]。酵母菌一般以单细胞状态存在，多数出芽繁殖，少数裂殖。酵母菌的种类很多，据Kreger Van Rij的资料，当时已知的酵母有56属，500多种，与人类关系极为密切[2]，是人类实践中应用较早的一类微生物，同时也是现代发酵工业的重要微生物[3-4]。 酵母菌能够将环境中的糖发酵分解为二氧化碳和乙醇，人们利用酵母菌能够发酵产生酒精的特点将其应用到酿酒工业中，这在中国已经有4000多年的历史[1-2]。但是传统的酵母菌在发酵酿酒过程中存在一定的局限性：一是酵母菌的
生长、发酵受酒精浓度的限制，当发酵产酒精到一定程度后受酒精浓度的限制生长缓慢，增加了生产的经济成本；二是酵母菌在利用底物的过程中能够发酵产生酯类物质，但是产生的酯类物质的质量和种类却有一定的局限，这会直接影响酒的味道和口感等[3-4]。
优良的微生物菌种是发酵工业的基础和关键，要使发酵工业产品的种类、产量和质量有较大的改善，首先必须选育性能优良的生产菌株，传统的从自然界中分离、纯化的酿酒酵母，其综合性能难以有较大提高。通过一定的物理、化学方式对酿酒酵母进行诱变，可以从基因层面上改变酵母菌的性质，这对选育综合性能较高的酵母菌株具有重要意义[5-9]。
紫外诱变效应主要是指紫外照射引起菌株DNA结构的改变，使DNA分子相邻嘧啶之间双键打开形成嘧啶二聚体，包括产生环丁烷结构和6-4光产物，并使DNA产生弯曲和扭结等[2]，阻碍DNA的复制或引起碱基排列次序的变化，从而引起基因突变[10]。在进行紫外线处理时要在红光下或者黑暗中进行照射及处理，以避免光复活作用的发生。紫外线(UV)的能量低，对核酸造成的伤害比较单一[1]，操作简便、效率高、安全性好，并且UV的诱变效率高，在避光条件下诱变结束后已产生突变的性状不易恢复，因此应用较广泛[11-12]。 本文采用紫外法对酿酒酵母进行单次诱变处理，研究了紫外诱变酿酒酵母的最佳条件，采用富含硒和花青素等营养成分的紫甘薯作为发酵原料，对诱变菌株进行筛选，得到一株发酵能力和产酯能力较强的优良酵母菌株。
1 材料与方法
1.1 材料与设备 1.1.1 材料及主要试剂
酿酒酵母：青岛农业大学微生物试验室保存的酵母F1；紫甘薯：青岛市城阳区春阳路大润发超市购买；蛋白胨：天津市巴斯夫化工有限公司；牛肉膏、酵母膏、琼脂粉：天津市博迪化工有限公司；α-淀粉酶、糖化酶：青岛生物技术有限责任公司；其他试剂均为国产分析纯。 1.1.2 主要设备
光学显微镜购自Leica BME；电热水浴锅购自龙口先科仪器公司；UV-1200型紫外可见分光光度计购自上海美谱达仪器有限公司；电子天平购自DENVER INSTRUMENT；手持式折光仪购自北京鹏程光学仪器有限公司；紫外诱变台(15 W紫外灯)购自苏州净化设备有限公司；SBA-40E生物传感分析仪购自山东省农科院。 1.1.3 培养基
培养基：YPD 培养基；PDA培养基；麦芽汁培养基。
紫甘薯糖化液发酵培养基[13]：清洗→蒸煮(蒸煮时间为100 min、蒸煮温度为100 ℃)→去皮→加水打浆(紫甘薯质量与水体积比为1∶1.5)→液化(加α-高温淀粉：调节pH至6.0，水浴温度95 ℃，添加量0.1%，液化时间为40 min)→糖化(糖化酶：调节pH至4.5，水浴温度65 ℃，添加量0.1%，液化时间为60 min)→过滤→调酸度、糖度→紫甘薯糖化液发酵培养基。 1.2 实验方法
1.2.1 酵母活化、初筛
将冷藏的酵母菌接种于YPD液体培养基上，28 ℃培养12 h，涂布平板，30 ℃培养24 h，挑取长势良好、菌落大、乳白色馒头状的单菌落作为初选菌，保存到YPD固体培养基斜面上，30 ℃培养24 h，得活化的诱变出发菌株。
紫外诱变法选育高产酒精及酯类酿酒酵母
