面包酵母的誘變選育、培養(yǎng)基優(yōu)化及發(fā)酵過程

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1、河北師范大學(xué)發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)：面包酵母的誘變選育、培養(yǎng)及優(yōu)化及發(fā)酵過程2010年12月25日面包酵母的誘變選育、培養(yǎng)基優(yōu)化及發(fā)酵過程姓名：孫曉晴學(xué)號(hào)：2008011107年級(jí)：2008級(jí)專業(yè)：生物技術(shù)指導(dǎo)教師：邊艷青2010-12-25第12頁(yè)共11頁(yè)河北師范大學(xué)發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)：面包酵母的誘變選育、培養(yǎng)及優(yōu)化及發(fā)酵過程2010年12月25日面包酵母的誘變選育、培養(yǎng)基優(yōu)化及發(fā)酵過程孫曉晴2008011107（河北師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院生物技術(shù)專業(yè)石家莊050000）【摘要】發(fā)酵工程是生物技術(shù)的五大技術(shù)之一,

2、是生物技術(shù)的重要組成部分,是生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要環(huán)節(jié),它是微生物學(xué)、生物化學(xué)和化學(xué)工程學(xué)有機(jī)的結(jié)合的后續(xù)課程,發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)是配合發(fā)酵工程教學(xué)開設(shè)的一門課程。根據(jù)課程特點(diǎn),本學(xué)期發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容為模擬整個(gè)發(fā)酵過程,從菌種選育開始,經(jīng)過培養(yǎng)基的優(yōu)化,發(fā)酵過程控制,最終確定面包酵母突變株的最適生長(zhǎng)培養(yǎng)基、生長(zhǎng)規(guī)律、pH變化規(guī)律以及溶氧規(guī)律等。【關(guān)鍵詞】面包酵母;誘變育種;培養(yǎng)基優(yōu)化;發(fā)酵酵母生產(chǎn)是發(fā)酵工業(yè)的一個(gè)重要組成部分,目前世界酵母年產(chǎn)量約200萬噸,主要應(yīng)用于食品工業(yè),面包酵母是其中最典型的一種。

3、酵母菌通常形成球形或橢圓形,對(duì)制作面包而言橢圓形的品種為最佳,俗稱真酵母菌。面包酵母是在制備焙烤產(chǎn)品時(shí)常用的一種添加劑,它利用面粉中可發(fā)酵性糖產(chǎn)生的CO2膨脹面團(tuán)的體積,通過面團(tuán)體積的膨脹來改良面團(tuán)的組織結(jié)構(gòu)并改善面包的風(fēng)味。因此,選育優(yōu)良的面包酵母菌種有著巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。我國(guó)在面包生產(chǎn)中存在的問題之一是生產(chǎn)周期長(zhǎng)（一般為8-12小時(shí)）,生產(chǎn)效率低,與國(guó)外先進(jìn)的生產(chǎn)方法相比,有較大差距。本實(shí)驗(yàn)在改良面包酵母菌種的基礎(chǔ)上,對(duì)培養(yǎng)基進(jìn)行優(yōu)化,對(duì)發(fā)酵過程進(jìn)行全面合理控制,從而進(jìn)一步完善面包酵母的發(fā)酵

4、工藝。1.材料1.1菌種面包酵母（來自邊老師提供）1.2培養(yǎng)基1.2.1PAD培養(yǎng)基馬鈴薯（去皮）200g,切成小塊,加1000mL水,煮沸1h,用雙層紗布濾,取出濾液,加葡萄糖20g使其完全溶解,加水定容到1L,pH自然。若為固體培養(yǎng)基,則加瓊脂20g/L。1.2.2發(fā)酵培養(yǎng)基經(jīng)過2.2優(yōu)化步驟選出的最優(yōu)培養(yǎng)基配方,在文章中會(huì)介紹到。1.3試劑瓊脂;葡萄糖;酵母膏;蛋白胨;(NH4)2SO4;自來水1.4器材及用具第12頁(yè)共11頁(yè)河北師范大學(xué)發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)：面包酵母的誘變選育、培養(yǎng)及優(yōu)化及發(fā)酵過程

5、2010年12月25日分析天平、普通光學(xué)顯微鏡、高壓滅菌鍋、震蕩培養(yǎng)箱、恒溫培養(yǎng)箱、培養(yǎng)皿、超凈工作臺(tái)、發(fā)酵罐、蒸汽發(fā)生器、空氣壓縮機(jī)等;錐形瓶、槍頭（藍(lán)、黃）、移液器、涂布棒、試管、血細(xì)胞計(jì)數(shù)板、計(jì)數(shù)器、酒精燈等。1.2發(fā)酵罐發(fā)酵罐的結(jié)構(gòu)包括罐體、擋板、攪拌、空氣分布系統(tǒng)、熱交換系統(tǒng)、蒸汽系統(tǒng)等。不同的系統(tǒng)作用不同,且為穩(wěn)定發(fā)酵條件起到重要的作用。2.試驗(yàn)方法本實(shí)驗(yàn)以小組為單位自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)流程。2.1誘變選育菌種采用物理因子紫外線誘變面包酵母,DNA能夠強(qiáng)烈吸收紫外線,尤其是堿基中的胸腺嘧啶,從

6、而形成二聚體,改變DNA結(jié)構(gòu),引起基因突變。再篩選有利突變菌株進(jìn)行培養(yǎng)。常用的是15瓦的低功率紫外燈,其波長(zhǎng)集中在253.7nm,距離常用34cm,時(shí)間幾十秒到幾分鐘不等。2.1.1培養(yǎng)基配制及無菌物品準(zhǔn)備配制PAD固體培養(yǎng)基、液體培養(yǎng)基,準(zhǔn)備培養(yǎng)皿、試管、9ml無菌水試管、涂布棒、槍頭等包好,置于高壓滅菌鍋中,121℃,20min滅菌。打開超凈工作臺(tái)紫外滅菌30min。2.1.2制備菌懸液在超凈內(nèi),取1ml菌懸液加入盛有9ml無菌水的試管中,計(jì)數(shù)。順序依次進(jìn)行10-1～10-8稀釋。2.1.3涂

7、布法接種選取上述稀釋好的濃度為×10-6和×10-7的菌懸液,各吸取0.5ml涂布在固體平板培養(yǎng)基上,每個(gè)稀釋度涂15板,保證每個(gè)固體平板培養(yǎng)后菌落數(shù)在30～80個(gè),以便菌落計(jì)數(shù)和菌落形態(tài)觀察。做好標(biāo)記。2.1.4紫外誘變本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)了0s、30s、60s、90s、12s五個(gè)誘變劑量,將上述培養(yǎng)基分組置于超凈工作臺(tái)內(nèi),每個(gè)稀釋度作3個(gè)平行。由于紫外線的穿透能力很差,因此要打開平皿蓋,按照五個(gè)誘變劑量進(jìn)行紫外照射誘變。標(biāo)記。在培養(yǎng)箱中28℃倒置培養(yǎng)1～2天。第12頁(yè)共11頁(yè)河北師范大學(xué)發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)：面

8、包酵母的誘變選育、培養(yǎng)及優(yōu)化及發(fā)酵過程2010年12月25日誘變時(shí)間稀釋度0s30s60s90s120s×10-6123×10-71232.1.5突變菌株的篩選將培養(yǎng)好的培養(yǎng)皿進(jìn)行菌落計(jì)數(shù)和形態(tài)觀察,找出菌落生長(zhǎng)狀態(tài)最好的平板,記下稀釋度和誘變劑量。在無菌條件下挑單菌落,接液體培養(yǎng)基,28℃震蕩培養(yǎng)3天,挑選生長(zhǎng)好的菌液,4℃冰箱保存,備用。2.2正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)優(yōu)化培養(yǎng)基正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)（Orthogonalexperimentaldesign）是研究多因素多水平的設(shè)計(jì)方法,它是根據(jù)正交