大鯢肽在釀酒酵母發酵過程中的應用

何鳳梅，余睿智，胡斯杰，曹 陽，佟長青，李 偉

（大連海洋大學 食品科學與工程學院，遼寧大連 116023）

0 引言

釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae） 是食品工業中發酵和焙烤食品時常用的一種重要應用微生物。因此，人們對釀酒酵母增殖及發酵性能的改進進行了多方面的研究，如培養溫度、時間、搖床轉速、培養基葡萄糖濃度、pH 值、檸檬酸濃度、酵母細胞膜透性，以及氮源、氨基酸、激活劑、外源酶等外源添加物等[1-7]。莫芬等人[8]與趙海鋒等人[9]研究發現，不同水解度的小麥面筋蛋白水解物對釀酒酵母的發酵性能的促進效果不同。盧敏[10]發現，大豆蛋白水解物對酵母的生長代謝和發酵性能的促進作用高于小麥面筋蛋白，并確定了大豆蛋白水解物起作用的成分。萬春燕[11]研究發現，分子量為3 kDa 的大豆活性肽可以改善酵母細胞的代謝環境，從而提高酵母發酵和代謝能力，減短發酵周期。因此，肽類活性物質是一種潛在的具有提高釀酒酵母發酵能力的活性物質。試驗以大鯢肽為對象，研究了其在釀酒酵母發酵過程中的作用，旨為其在發酵過程中的應用提供科學參考依據。

1 材料與方法

1.1 材料

大鯢肽按照王文莉等人[12]的方法制備；釀酒酵母為葡萄酒活性干酵母RV002，購于安琪公司；蛋白胨、酵母浸粉，購于北京奧博星生物技術有限責任公司；淀粉，購于大連黑石礁大商超市；其余試劑為國產分析純。

1.2 方法

1.2.1 發酵液體培養基配制

將葡萄糖75 g，酵母浸粉2.5 g，蛋白胨5 g 溶于500 mL 去離子水中，于121 ℃條件下滅菌20 min。

1.2.2 活化釀酒酵母

將0.5 g 釀酒酵母加到2%的葡萄糖無菌水50 mL中（121 ℃，20 min），于35 ℃條件下活化30 min，得到釀酒酵母懸液。

1.2.3 大鯢肽與釀酒酵母共同培養

將活化好的釀酒酵母懸液倒入液體培養基中（1∶10，V/V），分別加入0，0.5，1.0，2.0 g 的大鯢肽，充分搖勻，得到4 組樣品：0，1，2，4 mg/mL。取30 mL 混合液于50 mL 三角瓶內（干熱法滅菌），在轉速150 r/min，溫度30 ℃的條件下于搖床內培養。分別在0，6，12，18，24 h 時，對該發酵過程進行檢測。每個時間點進行3 次平行檢測。

1.2.4 發酵液參數測定

發酵液OD600值、pH 值、殘糖量和乙醇產量的分析按照劉帥[13]的方法進行。

2 結果與分析

2.1 大鯢肽對釀酒酵母增殖的影響

在不同質量濃度的大鯢肽作用下，考查釀酒酵母RV002 的生長曲線。

大鯢肽與釀酒酵母RV002 共同培養酵母生長曲線見圖1。

由圖1 可知，活化后的釀酒酵母需經過6 h 左右的適應期，在6～12 h 進入酵母生長的對數期，12 h后酵母生長速度較對數期有所減緩，18 h 后酵母生長逐漸進入穩定期。含有1，2，4 mg/mL 大鯢肽的釀酒酵母在12 h 后增殖速度明顯高于對照組的釀酒酵母（p＜0.05）。在發酵結束時，4 mg/mL 組的OD600值為0.476，較對照組增加了0.141。

按照王文莉等人[12]的方法制備的大鯢肽，其分子量小于2 000 Da。相關研究表明，小分子肽在發酵過程中更容易被酵母細胞利用[8]。而Ikeda K 等人[14]的研究認為小分子肽可以影響酵母的脂質代謝系統，進而促進酵母的增殖。因此，小分子大鯢肽對酵母生理功能的影響和酵母具體吸收利用大鯢肽的機制，還有待進一步研究。

2.2 大鯢肽對釀酒酵母發酵性能的影響

碳源和氮源是釀酒酵母發酵期間的主要營養物質，這些營養物質對釀酒酵母發酵過程中的物質轉化有著重要作用。

大鯢肽對釀酒酵母RV002 糖代謝的影響見圖2。

圖2 大鯢肽對釀酒酵母RV002 糖代謝的影響

由圖2 可知，在6～18 h 的發酵期間，添加大鯢肽的3 組釀酒酵母消耗葡萄糖的速度明顯高于對照組，大鯢肽質量濃度為4 mg/mL 組消耗糖的速度最高。

大鯢肽對釀酒酵母RV002 乙醇生成的影響見圖3。

圖3 大鯢肽對釀酒酵母RV002 乙醇生成的影響

乙醇的產量是評價釀酒酵母發酵能力的指標之一，產量高說明酵母的發酵性能高。由圖3 可知，添加大鯢肽的3 組釀酒酵母的乙醇產量高于對照組。在24 h 釀酒酵母發酵過程中，大鯢肽質量濃度為4 mg/mL 組的乙醇產量最高，乙醇含量0.071 g/mL，與對照組相比乙醇產量提高了7.6%（V/V）。試驗結果顯示，大鯢肽可以顯著提高釀酒酵母的發酵性能。莫芬等人[8]得到了類似的結果，認為小分子面筋蛋白活性肽（＜1 kDa） 可能促進酵母的代謝機制，促進其對糖類物質的利用，進而提高酵母發酵性能。Da Cruz SH 等人[15]研究表明，酵母發酵過程中乙醇的產量受到氮源結構復雜性的影響。大鯢肽經過時間飛行質譜（MALDI-TOF） 測定表明，它的分子量主要為948.365，1 020.105，1 150.219，1 262.864，1 435.411，1 830.835 Da，具有一定的復雜性[12]。肽類物質的結構復雜性可以在一定程度上降低糖代謝物的抑制效應[11]。從試驗結果可以看出，大鯢肽具有類似的作用。

大鯢肽對釀酒酵母RV002 發酵過程中pH 值的影響見圖4。

圖4 大鯢肽對釀酒酵母RV002 發酵過程中pH 值的影響

由圖4 可知，發酵液的pH 值隨著時間的增加而降低，大鯢肽添加組的pH 值明顯低于對照組，經過24 h 釀酒酵母的發酵，大鯢肽質量濃度為4 mg/mL組與對照組最終的pH 值分別為3.16 和3.26。釀酒酵母發酵過程中，pH 值的總體趨勢是下降的[16]。

3 結論

大鯢肽可促進釀酒酵母的增殖、提高釀酒酵母的發酵能力，不同質量濃度的大鯢肽對釀酒酵母促增殖和發酵性能的影響不同。將大鯢肽與釀酒酵母共同培養24 h 后，含有4 mg/mL 大鯢肽組和對照組的OD600值分別是0.476 和0.335，糖度分別為4.07和4.10 °Bx，pH 值分別為3.16 和3.31，乙醇含量分別為0.071 和0.066 g/mL，乙醇產量提高了7.6%。因此，大鯢肽可以作為提高釀酒酵母性能的外源添加物。