2酵母工艺学 第二章 酵母菌的微生物学概要

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贮藏蛋白酶、酸性海藻糖酶等酶类; 贮藏锌、铁等金属离子; 贮藏磷酸盐等无机盐类; 对毒性金属的脱毒。




第三节 酵母菌的繁殖方式

酵母菌的繁殖方式有多种类型。可分为无性繁殖和有性繁殖 两大类:无性繁殖包括芽殖、裂殖和产生无性孢子;有性繁 殖主要是以形成子囊和子囊孢子的方式进行的。

无性繁殖是指不经过性细胞接合,由母体直接产生子代的生 殖方式。
谢谢大家!
第五节 常用酵母菌
一、酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)

酿酒酵母(啤酒酵母)是发酵工业最常用的酵母 菌。目前酿酒酵母的应用包括如下四个方面: 酿酒工业,包括酒精及白酒、葡萄酒、啤酒、清 酒等各种饮料酒。 酵母工业,包括面包酵母、药用酵母和食用酵母 等。 生产酵母抽提物等胞内、胞外产品。 作为基因工程的受体菌用来生产重组蛋白。




二、葡萄汁酵母(Saccharomyces uvarum Beijerinek)

属于酵母属。它与酿酒酵母相类似,最主要的区别是它能全发酵棉子 糖和蜜二糖。而酿酒酵母能发酵葡萄糖、蔗糖、麦芽糖及半乳糖,但 不能发酵乳糖及蜜二糖,对棉子糖也只能发酵1/3左右。

此酵母除用于啤酒酿造外,亦可作食用、药用和饲料酵母。
能够产生假菌丝; 氧化烃类的能力强,是生产石油蛋白质的重要菌种; 用农副产品和工业废弃物也可培养热带假丝酵母。如用生产味精的废 液培养热带假丝酵母作饲料,既扩大了饲料来源,又减少了工业废水 对环境的污染。

八、 光滑球拟酵母(Torulopsis glabrata)

可以耐受高盐渗透压环境的耐盐性酵母; 工业发酵生产丙酮酸最具竞争力的菌株。

体积大、而且生活力强,所以发酵 工业上多利用双倍体细胞进行生产。
①子囊孢子发芽产生单倍体营养细胞;
②单倍体营养细胞不断地进行芽殖繁殖; ③两个性别不同的营养细胞彼此结合,质配后发生核配,形成双倍体; ④双倍体营养细胞不立即进行核分裂,而是不断地进行出芽繁殖; ⑤在一定条件下,双倍体营养细胞转变为子囊,核减数分裂形成四个子囊孢子; ⑥子囊经自然或者人为破壁后,可释放出其中的子囊孢子。
第二章 酵母菌的微生物学概要

第一节 酵母菌的形态 第二节 酵母菌的细胞结构 第三节 酵母菌的繁殖方式 第四节 酵母菌的分类 第五节 常用酵母菌
前言 酵母菌

早在几千年前,人类就已经开始利用酵母菌来制作各种发酵产品。 酵母菌也是现代发酵工业中最常用的微生物,具有极高的商业价值。 另外,酵母菌是一群单细胞的真核微生物。在真核微生物中,酿酒酵 母的遗传背景是研究最为清楚的,成为研究真核遗传的模式生物。
第四节 酵母菌的分类

酵母菌的分类较复杂,除了根据其形态特征外,还必须结合其生理 生化特征进行分类。在近期的分类学研究中,核糖体RNA编码基因 的序列一致性( 18S rDNA/ITS菌种鉴定 )在分类中占有重要地位。

所有属于真菌的生物可分为四类:藻状菌纲、子囊菌纲、担子菌纲
和半知菌纲。自然界中的酵母菌大部分属于子囊菌纲(产孢子)和 半知菌纲(不产孢子),有一些属于担子菌纲(产担孢子)。
六、巴斯德毕赤酵母(Pichia pastoris)

近年来,巴斯德毕赤酵母已经发展成为一种 新型的基因表达系统,是目前最为成功的外 源蛋白表达系统之一。与大肠杆菌相比,它 具有高表达、高稳定、高分泌、高密度生长 及可用甲醇严格控制表达等优点。
七、热带假丝酵母(Candida tropicalis)
奶油色,少数呈红色(Rhodotorula
红酵母属),个别为黑色 (Aureobasidium 黑酵母属)。
各种酵母菌产生不相同的菌落,
因此酵母菌的菌落特征就成为 鉴定酵母菌的依据之一。
Aureobasidium namibiae
第二节 酵母菌的细胞结构
酿酒酵母是最典型和重要的酵母菌,它具 有典型的真核细胞结构,有细胞壁、细胞 膜、细胞核、细胞质以及内质网、核糖体 、高尔基体、线粒体、液泡等细胞器,有 的还具有过氧化物酶体。
高温,广泛地适用于制造酒精;用于糊精和
含菊芋糖的原料发酵,能得到很高的酒精产量。
五、汉逊酵母(Hanssenula H. et. P. Sydow)

此属酵母多能产乙酸乙酯,并可自葡萄糖产生磷酸甘露聚糖,应用于 纺织及食品工业。汉逊酵母有降解核酸的能力,并能微弱利用十六烷 烃,汉逊酵母也常是酒类饮料的污染菌,它们在饮料表面生长成干而 皱的菌醭。

酵母菌有其一定的大小、形状,但也决定于菌龄及环境条 件。即使在纯培养中,各个细胞的形态、大小亦有差别。 一般地,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。

环境对于细胞形态和大小影响很大。例如,在磷酸盐、镁
离子和生物素充足的液体培养基中,酿酒酵母的个体比在 不新鲜的培养基中大;当细胞处于连续发酵的状态时一些 酿酒酵母菌种能形成长的、丝状芽体。
细胞膜中是否含有甾醇(固醇)与否是真核 生物和原核生物的重要区别之一;


麦角甾醇(麦角固醇)是酿酒酵母细胞膜的 重要组成成分,麦角甾醇具有明显的抑菌、 抗肿瘤功效。因其经紫外线照射后可转变成 维生素D2,故可作为维生素D的来源。
三、液泡

在成熟的酿酒酵母细胞中,有一个非常典型 的大的液泡;

调节渗透压;
隔膜而核分裂,或者形成隔膜而子细胞暂时不
分开,类似于菌体,但最后仍会分开。
四、无性孢子和有性孢子

节孢子:即菌丝依靠隔膜裂断而产生的孢子, 故又称裂生孢子。

源自文库
掷孢子:是营养细胞上生出的小梗上形成的。 孢子成熟后通过一种特殊的喷射机制将孢子射 出。
节孢子

厚垣孢子:也叫厚壁孢子,是直接由营养细胞
通过细胞壁加厚和断裂方式产生的孢子。壁厚,
寿命长,能抗御不良外界环境。

子囊孢子:子囊菌在有性繁殖阶段形成子囊。 子囊孢子存在于子囊内,并排成一列。
五、酿酒酵母的接合型转换

接合型转换又称性别转换或者基因转换。
单倍体酿酒酵母是a型还是α型,由单个基因座MAT所决定。
六、生活史

酵母菌的生活史可以分为以下三种类型: (1) 单倍体型(这种类型的特点是在其生活史中,单倍体营养阶段较长 和双倍体营养阶段较短,以八孢裂殖酵母为代表)。
有 性
产子囊孢子
酵母属(Saccharomyces)、 接合酵母属(Zygosaccharomyces)等
二、芽殖
芽殖是酵母菌最常见的一种繁殖方式;
母细胞与子细胞(芽体)不分离,形成假菌丝; 母细胞与子细胞分离,在母细胞上留下芽痕。
三、裂殖

少数种类的酵母菌与细菌一样,借细胞横分裂 而繁殖,如裂殖酵母属。圆形或卵圆形细胞, 长到一定大小后,细胞进一步增大或伸长,核 分裂,然后在细胞中产生一隔膜,将两个细胞 分开,末端变圆。两个新细胞形成后又长大而 重复循环。在快速生长中,细胞可以没有形成


从动物粪便、有机肥料、烂菜、泡菜、树叶、青贮饲料和垃圾中都能分 离到白地霉,其中已烂菜中最多,肥料和动物粪便中次之。

生产药用、食用或饲用单细胞蛋白,也可用于提取核酸。白地霉还能合 成脂肪,但其产量不及红酵母和脂肪酵母等。
十二、解脂耶氏酵母(Yarrowia lipolytica)

1. 解脂耶氏酵母是一种具有典型代表性的非常规

九、酒香酵母(Brettanomuces knfferathet Van laer)

该菌耐酒精,在通气条件下能氧化酒精产生醋酸; 在长期缺氧条件下,可产生特有的香气; 葡萄酒中固有的一种微生物,适量的酒香酵母往往能够赋予葡萄酒特 色的风味,过量的酒香酵母能够诱发葡萄酒不良气味的产生。
十、法夫红酵母(Rhodotorula harrison)

4. 解脂耶氏酵母在其代谢过程中能够产生和(或)分泌多种代谢产物,因此具 有很好的工业应用价值。具体工业应用包括蛋白酶、脂肪酶、磷酸酶、赖氨酸、 γ-癸内酯、柠檬酸、异柠檬酸、α-酮戊二酸和单细胞油脂的生产和生物修复等。

5. 与酿酒酵母相比,解脂耶氏酵母生长速度更快、生物量更大;尤其,解脂耶 氏酵母对酸类、碱类、烃类、油类、醇类、酯类、盐类和金属都表现出更高的 耐受性。
三、卡尔斯伯酵母(Saccharomyces carlsbergensis Hansen)

菌落呈浅黄色,软质,具光泽,生微细的
皱纹,边缘生细的锯齿状,孢子形成困难。

此酵母除用于啤酒酿造外,亦可做食用、 药用和饲料酵母。
四、粟酒裂殖酵母(Schizosaccharomyces pombe)

以分裂繁殖而得名。该菌发酵力强,适于37℃

有明显的红色或黄色色素; 无酒精发酵能力,但可由菌体提取大量脂肪; 能合成β-胡萝卜素; 在一定条件下还能产生α-丙氨酸和谷氨酸,产蛋氨酸的能力也很强。
十一、白地霉(Geotrichum candidum )

参与奶酪成熟; 能水解蛋白,其中多数能液化明胶、胨化牛奶,少数只能胨化牛奶,不 能液化明胶。可用于处理发酵工业和食品加工业的有机废水。
酵母。该酵母无致病性,最高生长温度一般在
34℃以下,为严格好氧菌,并且已经被认定为 (generally regarded as safe, GRAS)安全级 微生物;

2. 解脂耶氏酵母具有二型性生长(两型现象)的 特点,碳源、氮源、pH等生长条件都会影响该菌 的菌落形态,因此它成为了研究酵母及真菌菌丝


(2) 双倍体型(这种类型的特点是在其生活史中,双倍体营养阶段较长 和单倍体营养阶段较短,以路德类酵母为代表)。
(3) 单双倍体型(这种类型的特点是在其生活史中,单倍体营养细胞和 双倍体营养细胞都可以进行芽殖繁殖,以酿酒酵母为代表)。

七、酿酒酵母的生活史(单双倍体型)
通常酿酒酵母的双倍体营养细胞
酿酒酵母的细胞构造
原核生物的细胞构造
一、细胞壁

呈三明治状; 外层主要成分为甘露聚糖; 内层主要成分为葡聚糖;



中间层主要由蛋白质和酶类组成;
蜗牛消化酶对酿酒酵母的细胞壁有 良好的水解作用,因而可以用来制 备酿酒酵母的原生质体。

二、细胞膜

基本结构为磷脂双分子层;

中间镶嵌着蛋白质和甾醇(固醇);


第一节 酵母菌的形态
一、酵母菌的形态大小

形态:依种类不同而有所差异,最常见的 有球形、椭圆形和卵圆形等。有些酵母菌 进行芽殖后,长大的子细胞不与母细胞立 即分离,并继续出芽,细胞成串排列,这 种菌丝状的细胞串就称为假菌丝。

大小:根据不同的种也差别很大,其细胞 直径一般比细菌粗10倍,约为1~10 μm, 长约5~30 μm或者更长。发酵工业上通常 培养的酿酒酵母,细胞平均直径为5~10 μm。
二、酵母菌的菌落

酵母菌在固体培养基上生长,往往聚 集在一起,形成一定形状的细胞群体, 称为酵母菌落。酵母菌落具有表面一 般是光滑、湿润及粘稠的,菌落质地 均匀,正反面以及边缘与中央部位的
颜色较一致等特点。
二、酵母菌的菌落

酵母菌落的颜色,多数为白色、
Rhodotorula mucilaginosa

两型现象(dimorphism):许多真菌
依赖环境条件变化而具有改变其形态的能力, 出现菌丝型和类酵母型两种形态,这种生长 习性的转变称为两型现象。
分化的模式菌株;
十二、解脂耶氏酵母(Yarrowia lipolytica)

3. 解脂耶氏酵母可以利用的碳源类型极为广泛,包括有机酸、烷烃、烯烃、油 类、醇类和酯类等。

有性繁殖是指通过两个具有性差异的细胞相互结合,形成新
个体的繁殖方式 。
一、几种具有代表性的酵母菌繁殖方式:
繁殖方式 芽殖 裂殖 无 性 产无性孢子 节孢子:地霉属(Geotricum) 掷孢子:掷孢酵母菌属(Sporobolomyces) 厚垣孢子:白假丝酵母(Candida albicans) 各属酵母菌都存在 裂殖酵母属(Schizosaccharomyces) 酵母属
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