酵母菌

酵母菌 -簡介

以糖類、淀粉和其它工農業副產物為原料,用發酵培養法生產的微生物制品。是酵母菌的簡稱。酵母是人類直接食用量最大的一種微生物。 1986年,全世界面包酵母的年產量為180萬噸 (30%固形物計)。酵母菌體含有豐富的蛋白質、脂肪、糖分和B族維生素等,以及酶、輔酶、核糖核酸、甾醇和一些新陳代謝的中間產物。有些酵母菌如釀酒酵母在嫌氣條件下具有將糖轉化為乙醇和二氧化碳的能力。

酵母菌 -形態

酵母菌的細胞形態酵母菌的細胞形態

酵母菌是單細胞真核微生物。酵母菌細胞的形態通常有球形、卵圓形、臘腸形、橢圓形、檸檬形或藕節形等。比細菌的單細胞個體要大得多,一般為1~5微米′5~30微米。酵母菌無鞭毛,不能遊動。
酵母菌具有典型的真核細胞結構,有細胞壁、細胞膜、細胞核、細胞質、液泡、線粒體等,有的還具有微體。

酵母菌 -菌落

啤酒酵母的菌落啤酒酵母的菌落

大多數酵母菌的菌落特征與細菌相似,但比細菌菌落大而厚,菌落表面光滑、濕潤、粘稠,容易挑起,菌落質地均勻,正反面和邊緣、中央部位的顏色都很均一,菌落多為乳白色,少數為紅色,個別為黑色。

酵母菌 -發展簡史

公元前2300年,人類就開始利用含酵母的老酵制作面包。從埃及塞倍斯(Thebes)地區出土的面包房和釀酒房的殘餘模型看,早在公元前2000 年人類就已較好地利用酵母制作發酵食品和釀酒。公元前13世紀,面包焙烤的技術從埃及傳到地中海和其它地區。1680A.van列文虎克用顯微鏡從一滴啤酒中發現酵母細胞,不久,人類就開始有意識地利用酵母(啤酒酵母泥)發面。酵母的重要性逐漸引起工業界的注意。

19世紀中期,歐洲工業革命產生瞭大量人口密集地區,要求工業界大規模的生產面包酵母以滿足生產面包的需要。1846年,奧地利人 M.馬克霍夫在維也納建立世界上第一個酵母廠。該廠以糧食為原料,采用溫和的通風培養法同時得到酵母和酒精,此法被稱為維也納法。因為是采用壓榨機將酵母從培養液中分離出來,所以產品稱為壓榨酵母1876年,法國人L.巴斯德關於空氣中的氧能促進酵母繁殖理論的發表,為大規模通風培養生產酵母奠定瞭基礎。20世紀初期,由於酵母離心機的問世,丹麥和德國開始采用楚勞夫(Zulauf)法生產酵母,即將糖液緩慢地流入通風的發酵液內,俗稱流加培 養法批式培養法。楚勞夫法產品得率高,原料消耗低,過程易於控制,一直沿用至今,並不斷得到改進和完善。20世紀20年代起,酵母生產用原料擴大 到使用糖蜜、木材水解液、亞硫酸紙漿廢液和糖蜜酒精糟液等。60年代,以石油、煤炭和天然氣等碳氫化合物及其二次加工產品(如醋酸、乙醇和甲醇等)為原料的工廠相繼建立,改變瞭長期以來人們利用碳水化合物為原料的傳統。

第一次世界大戰爆發不久,德國開始研究用現代化方法生產酵母,以解決糧食缺乏和生產成本高的問題。至此,生產的實踐和科學的發展為活性幹酵母的生產提供瞭條件。第二次世界大戰的爆發客觀上推動瞭酵母生產的發展。由於壓榨酵母含水量高,易於腐敗,需要冷藏車運輸等因素,不能滿足戰時特 殊環境的要求,導致活性幹酵母的大規模生產。1945年,美國和歐洲一些軍事機構、工廠共生產 400多萬磅活性幹酵母供戰時急需。活性幹酵母除主要供應面包和糕點等焙烤行業外,已擴大到在釀酒主要是葡萄酒和其它果酒釀造中應用。由於遺傳工程和幹燥技術的發展,一種新型的、高發酵力的、可直接與面粉混合使用制成面團的快速活性幹酵母在60年代末問世,由荷蘭古斯特公司首先開發和生產。

中國的酵母生產始於1922年。1949年以前隻有上海大華利衞生食料廠和上海新亞酵素廠生產面包酵母,年產量僅為12t(以幹酵 母計)。50年代,中國的酵母生產有瞭較大的發展,建立瞭數十傢生產廠,並形成瞭獨立的工業體系,80年代初,酵母生產廠已迅速增加到40多傢。廣東省酵 母生產居全國首位,1988,已建成年產2kt快速活性幹酵母工廠兩傢。此外,江蘇、河南等地建成利用味精廢液、酒精廢液等生產飼料酵母的工廠,年產量為 100500t。面包酵母的種類已由單一的壓榨酵母增加瞭活性幹酵母、快速活性幹酵母。食用酵母、藥用醇母和飼料酵母的生產也有不同程度的發展。 1985年,中國酵母總產量已達11kt,其中面包酵母為5kt左右。

世界酵母生產正向大型化和自動化方向發展,生產過程已由計算機控制,勞動生產率高,如丹麥酒精公司酵母廠平均每人每年生產200t 壓榨酵母。面包酵母產量較大的有荷蘭吉斯特公司,年產量為200kt,其中一半加工成快速活性幹酵母出口;法國勒沙夫公司為150kt;美國環球食品公司 為120kt 

酵母菌 -產品種類

酵母產品有幾種分類方法。以人類食用和作動物飼料的不同目的可分成食用酵母和飼料酵母。食用酵母中又分成面包酵母、食品酵母和藥用酵母等。

面包酵母

又分壓榨酵母、活性幹酵母和快速活性幹酵母。
①壓榨酵母:采用釀酒酵母生產的含水分70~73%的塊狀產品。呈淡黃色,具有緊密的結構且易粉碎,有強的發面能力。在4℃可保藏1個月左右,在0℃能保藏2~3個月。產品最初是用板框壓濾機將離心後的酵母乳壓榨脫水得到的,因而被稱為壓榨酵母,俗稱鮮酵母。發面時,其用量為面粉量的1~2%,發面溫度為28~30℃,發面時間隨酵母用量、發面溫度和面團含糖量等因素而異,一般為1~3小時。
②活性幹酵母:采用釀酒酵母生產的含水分8%左右、顆粒狀、具有發面能力的幹酵母產品。采用具有耐幹燥能力、發酵力穩定的醇母經培養得到鮮酵母,再經擠壓成型和幹燥而制成。發酵效果與壓榨酵母相近。產品用真空或充惰性氣體(如氮氣或二氧化碳)的鋁箔袋或金屬罐包裝,貨架壽命為半年到1年。與壓榨酵母相比,它具有保藏期長,不需低溫保藏,運輸和使用方便等優點。
③快速活性幹酵母:一種新型的具有快速高效發酵力的細小顆粒狀(直徑小於1mm)產品。水分含量為4~6%。它是在活性幹酵母的基礎上,采用遺傳工程技術獲得高度耐幹燥的釀酒酵母菌株,經特殊的營養配比和嚴格的增殖培養條件以及采用流化床幹燥設備幹燥而得。與活性幹酵母相同,采用真空或充惰氣體保藏,貨架壽命為1年以上。與活性幹酵母相比,顆粒較小,發酵力高,使用時不需先水化而可直接與面粉混合加水制成面團發酵,在短時間內發酵完畢即可焙烤成食品。該產品在本世紀70年代才在市場上出現,深受消費者的歡迎。

食品酵母

不具有發酵力的繁殖能力,供人類食用的幹酵母粉或顆粒狀產品。它可通過回收啤酒廠的酵母泥、或為瞭人類營養的要求專門培養並幹燥而得。美國、日本及歐洲一些國傢在普通的糧食制品如面包、蛋糕、餅幹和烤餅中摻入 5%左右的食用酵母粉以提高食品的營養價值。酵母自溶物可作為肉類、果醬、湯類、奶酪、面包類食品、蔬菜及調味料的添加劑;在嬰兒食品、健康食品中作為食品營養強化劑。由酵母自溶浸出物制得的5′-核苷酸與味精配合可作為強化食品風味的添加劑(見核苷酸類調味料)。從酵母中提取的濃縮轉化酶用作方蛋夾心巧克力的液化劑。從以乳清為原料生產的酵母中提取的乳糖酶,可用於牛奶加工以增加甜度,防止乳清濃縮液中乳糖的結晶,適應不耐乳糖癥的消費者的需要。

藥用酵母

制造方法和性質與食品酵母相同。由於它含有豐富的蛋白質、維生素和酶等生理活性物質,醫藥上將其制成酵母片如食母生片,用於治療因不合理的飲食引起的消化不良癥。體質衰弱的人服用後能起到一定程度的調整新陳代謝機能的作用。在酵母培養過程中,如添加一些特殊的元素制成含硒、鉻等微量元素的酵母,對一些疾 病具有一定的療效。如含硒酵母用於治療克山病和大骨節病,並有一定防止細胞衰老的作用;含鉻酵母可用於治療糖尿病等。

飼料酵母

通常用假絲酵母或脆壁克魯維酵母經培養、幹燥制成。是不具有發酵力,細胞呈死亡狀態的粉末狀或顆粒狀產品。它含有豐富的蛋白質(3040%左右)B 族維生素、氨基酸等物質廣泛用作動物飼料的蛋白質補充物。它能促進動物的生長發育,縮短飼養期,增加肉量和蛋量,改良肉質和提高瘦肉率,改善皮毛的光澤度,並能增強幼禽畜的抗病能力。

酵母菌 -繁殖

酵母菌有多種繁殖方式,有人把隻進行無性繁殖的酵母菌稱作“假酵母”,而把具有有性繁殖的酵母菌稱作“真酵母”。

酵母菌的無性繁殖

芽殖:酵母菌最常見的無性繁殖方式是芽殖。芽殖發生在細胞壁的預定點上,此點被稱為芽痕,每個酵母細胞有一至多個芽痕。成熟的酵母細胞長出芽體,母細胞的細胞核分裂成兩個子核,一個隨母細胞的細胞質進入芽體內,當芽體接近母細胞大小時,自母細胞脫落成為新個體,如此繼續出芽。如果酵母菌生長旺盛,在芽體尚未自母細胞脫落前,即可在芽體上又長出新的芽體,最後形成假菌絲狀。
裂殖:是少數酵母菌進行的無性繁殖方式,類似於細菌的裂殖。其過程是細胞延長,核分裂為二,細胞中央出現隔膜,將細胞橫分為兩個具有單核的子細胞。

酵母菌的有性繁殖

酵母菌是以形成子囊和子囊孢子的方式進行無性繁殖的。兩個臨近的酵母細胞各自伸出一根管狀的原生質突起,隨即相互接觸、融合,並形成一個通道,兩個細胞核在此通道內結合,形成雙倍體細胞核,然後進行減數分裂,形成4個或8個細胞核。每一子核與其周圍的原生質形成孢子,即為子囊孢子,形成子囊孢子的細胞稱為子囊。

酵母菌 -生產方法

利用發酵工業中常用的通風流加培養法,將瓊脂斜面試管內的純種酵母經過數次逐級擴大增殖培養,再在發酵罐內增殖培養後,經過離心分離、壓榨和幹燥得到酵母產品。

酵母菌 -分離

多數酵母可以分離於富含糖類的環境中,比如一些水果葡萄蘋果等)或者植物分泌物(如仙人掌的汁)。一些酵母在昆蟲體內生活。

酵母菌 -用途

在醫藥工業中,酵母及其制品用於治療某些消化不良癥,並能提高和調整人體的新陳代謝機能。因此,藥用酵母的生產在酵母工業中占有重要的地位。

因酵母屬於簡單的單細胞真核生物,易於培養,且生長迅速,被廣泛用於現代生物學研究中。如釀酒酵母作為重要的模式生物,也是遺傳學分子生物學的重要研究材料。

在畜牧業中,酵母廣泛用作精飼料以增加飼料中的蛋白質含量,對提高禽畜的出肉率、產蛋率和產乳率,對肉質的改良和毛皮質量的提高均有明顯的效果。

酵母菌 -危害

一般酵母菌被指認為條件性致病菌,特別容易對免疫力低下的病人造成感染.酵母菌感染屬於真菌感染中的一種形式。例如紅酵母(Rhodotorula)會生長在浴簾等潮濕的傢具上;白色假絲酵母(或稱白色念珠菌)(Candidaalbicans)會生長在陰道襯壁等濕潤的人類上皮組織。
白色念珠菌Candidaalbicans能夠引起鵝口瘡以及尿道炎等感染疾病.白色念珠菌在人類身上主要出現在口腔,腸道,尿道等部位的粘膜上,小部分生活在皮膚表面.正常情況下,念珠菌以酵母細胞型存在,沒有致病性;在一些因素的誘導下,比如免疫力缺陷,過量使用抗生素等,白色念珠菌大量轉化為菌絲生長型,並大量繁殖,入侵患者粘膜系統,引起炎癥而發病.在懷孕晚期服用避孕藥的婦女中,極易感染尿道炎,其中一個可能的誘因便是身體上的激素出現瞭失衡。
白色隱球菌Cryptococcusalbidus是一種一般對人類無害的出芽型酵母菌.但在免疫系統缺陷者身上,可能感染病人引起一種名為隱球菌病(cryptococcosis)的疾病。另外,有案例顯示,一位進行免疫抑制治療的病人肺部受到白色隱球菌的感染後,導致出現急性呼吸窘迫癥候群(ARDS)的病癥。
釀酒酵母Saccharomycessereviciae一般不被認為是條件性致病菌,但是也有少量的報告顯示出釀酒酵母具有致病的能力。