简述酵母菌利用葡萄糖发酵培养基进行发酵的类型

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酵母(:(中國)jiàomǔ/(台灣)xiàomǔ;:(中國)ㄐㄧㄠˋ ㄇㄨˇ/(台灣)ㄒㄧㄠˋ ㄇㄨˇ;: Hefen;:Yeast)是非分类学术语,泛指能发酵糖类的各种单细胞真菌,不同的酵母菌在进化和分类地位上有异源性。酵母菌种类很多,已知的约有56属500多种。一些酵母菌能夠通過的方式進行,也可以通過形成的形式進行。酵母經常被用於釀造或者烘培行業。目前已知有1500多酵母,大部分被分類到。。酵母菌屬。
4000年前,古埃及人已經開始利用酵母釀酒與製作麵包了 ;中國的 時期(約3500年前),古人利用酵母釀造米酒,而酵母饅頭、餅等開始於 時期。
科學家首次利用 觀察到酵母, 但當時並沒有將其當作一個生物體看待。 1857年, 法國科學家 首次發現釀造 來之酵母體的,而並非簡單的化學催化。巴斯德曾經將空氣通進釀酒液中, 發現酵母的細胞量增加了, 但是酒精的生成量減少, 後來人們將此現象稱為“ ”。
酵母的工業化生產與商業化依賴於乾燥與壓濾技術的發展。1846年,
實現酵母的工業化生產.
酵母的工業與商業化是隨著1876年 的舉辦展開的。中國酵母的現代化生產開始於20世纪80年代中期。
琼脂平板上的酵母菌落
酵母細胞明顯比大多數細菌大,細胞大小約為 2~5 × 5~30 μm(短軸 × 長軸). 酵母多數為單細胞生物, 常呈卵圓形或者圓柱形。實際上,每種酵母確實具有自己特有的形態模式,但會隨著菌齡與環境不斷變化。一般平板培養基上的酵母菌落呈白色凸起粒狀,常帶有酒香味.
酵母属于真核微生物, 除没有鞭毛外, 一般都具有细胞壁、细胞膜、线粒体、核糖体、液泡等细胞器.
細胞壁: 厚度為0.1~0.3 , 不如細菌的堅韌; 主要成分為、 等. 酵母呈"三明治"形:內層、外層以及中間蛋白層。 有研究表明,葡聚醣是維持細胞壁內壁強度最主要的物質。
為磷脂雙分子層, 與其他生物一樣都是雙膜中間鑲嵌著蛋白質。此外, 酵母細胞膜中還含有, 其中以最為常見.
細胞核: 酵母具有成形的, 不同種的酵母染色體數不同, 且細胞核的形態會隨著細胞分裂週期而變化。細胞核是酵母菌信息的主要儲存與場所, 其量佔總細胞DNA的絕大部分。此外還有兩個""含有DNA: 線粒體與"".
線粒體: 為酵母細胞能量的主要提供場所, 酵母線粒體要比高等動物的小, 其大小為0.3~1μm × 0.5~3μm。一般在厭氧或高糖( 5% ~ 10%)條件下, 酵母菌的線粒體前體發育較差, 不具有氧化磷酸化的能力.
核醣體: 與真核生物一樣, 酵母菌為80S型的.
液泡: 大多數酵母菌都具有, 其主要用於儲藏一些營養物質或者前體物, 另外還有調劑滲透壓的作用.
酵母菌廣泛生活於潮濕且富含糖分的物體表層, 例如果皮表層, , 植物表面, 植物分泌物(如的汁), 甚至中也有分佈。此外, 有研究發現酵母還能寄生於身上與一些內.
酵母菌屬於化能、兼性厭氧型微生物, 能夠直接吸收利用多種分子, 比如, 等。一些酵母菌還能代謝利用, 或者。一部分, 例如, 能在作用下水解为单糖被吸收利用. 酵母菌不能直接利用淀粉等多糖类物质, 因此, 在啤酒酿制过程中, 原料麦必须经过才能被酿酒酵母进一步发酵利用.
許多酵母營或 的生活方式,目前尚未發現的酵母。在缺乏時,發酵型的酵母會進行缺氧呼吸作用, 當中通過糖酵解作用將葡萄糖轉化成丙酮酸, 其後丙酮酸經脫碳作用脫去碳原子, 形成乙醛, 同時釋出CO2, 乙醛再被於糖酵解作用產生的NADH2還原成乙醇並產生能量()。
C6H12O6 →2C2H5OH + 2CO2 + 2ATP
在過程中,乙醇被保留下來;在烤麵包或蒸饅頭的過程中,CO2將麵團發起,而酒精則揮發。在有氧條件下, 酵母將葡萄糖經有氧呼吸(糖酵解→三羧酸循環)代謝生成CO2和H2O.
C6H12O6 + 6O2→6CO2 + 6H2O + 30(32)ATP
有氧條件下, 酵母菌往往能夠迅速出芽繁殖.
酵母菌的最適生長溫度各異, 在自然PH或弱酸環境中生長生活力最高。畢赤酵母能在低PH(PH ≈3)條件下生長.
酵母可以通過進行,也可以通過形成進行。無性生殖即在環境條件適合時,從母細胞上長出一個芽,逐漸長到成熟大小後與母體分離。在營養狀況不好時,一些可進行有性生殖的酵母會形成孢子,在條件適合時再萌發。一些酵母,如(或稱,Candida)不能進行無性繁殖。
酵母也有發現的存在(如:2-micron circle),但沒有因此而具有明顯的優勢。
酵母具备许多诱人的特征, 广泛应用于工业、商品生产、环保以及科学研究领域。酿造酒精与面包烘培是酵母菌最常见、最古老的利用方式。此外, 许多酵母还能用于生产各类以及工业营养物, 比如(Single Cell Protein)、等。某些酵母耐酸、耐高渗透、分解吸收有毒物质, 同时被广泛应用于处理领域. 在科学研究上, (Saccharomyces cerevisiae)作为被使用; 另外一些酵母已经被开发为使用, 利用基因技术在酵母细胞内表达.
酵母菌被广泛应用于, 例如、、, 的生产中, 酵母菌在无氧条件或低氧浓度条件下,消耗谷物、等原料, 为自身提供并产生与。最常见的用于与酿造的为(Saccharomyces cerevisiae)。
酵母发酵啤酒
用于酿造啤酒的酵母菌, 根据类型的不同, 主要分为两大类: (ale yeast)与(lager yeast). 发酵期间会慢慢上升至啤酒表层, 因此又称 酵母(top fermenting yeast)。最常用的为(Saccharomyces cerevisiae). 由爱尔酵母发酵的啤酒有: 、、(stouts)等.
用于(bottom fermentation)。与方法相比, 往往采用较低的发酵, 发酵时间较长。到发酵末期, 酵母菌下沉于酒桶底部, 由此啤酒酒色也较为透明. (Saccharomyces cerevisiae)是一种典型与比较常用的之一。现在, 与已被重新归类于S. cerevisae菌属.
此外, 还有许多种类的酵母菌应用在酿制中, 以适应不同工艺与口感风味上的需要。目前, 各种各样的育种技术被引进到优良菌种的选育中; 基因工程菌技术的加入, 赋予了酵母菌自然菌种所不具备的新特性. 有研究称, 转入黑曲霉菌葡萄糖淀粉酶基因的酵母工程菌, 能够更高效的分解利用原来中的淀粉.
传统的酿造, 便是利用粘附于果皮上的天然酵母菌来酿制, 此方法亦成为法。这些果皮上的菌种, 其实是许多的“混合体”, 某种程度上可认为其增加了酿酒过程及产品质量的许多不确定因素。因此, 现在越来越多的和会选择经纯化后的纯菌种进行发酵. 不同的酵母菌, 可形成不同风味的。
, 具有高等真核表达系统的许多优点:如 、 追加等
能力, 且实验操作简单。它比
组织培养等其它真核表达系统更快捷、简单、廉价,且表达水平更高。同为酵母,
相似的分子及遗传操作优点,且它的
水平是后者的十倍以至百倍。这些使得毕赤酵母成为非常有用的蛋白表达系统。
将酵母与面粉混合,加水加糖揉和,发酵30分钟左右。发酵后做成面包形状,再发酵30分钟左右,放入烤箱烘烤熟,就可以食用了。
的显微镜照片 正在伸延的菌丝以及其他一些形态特征.
一般酵母菌被指认为是一种, 特别容易对免疫力低下的病人造成感染。酵母菌感染属于中的一种形式..
Candida albicans 能够引起以及等感染疾病。白色念珠菌在人类身上主要出现在, , 等部位的粘膜上, 小部分生活在皮肤表面。正常情况下, 念珠菌以存在, 没有致病性; 在一些因素的诱导下, 比如免疫力缺陷, 过量使用抗生素等, 大量转化为, 并大量繁殖, 入侵患者系统, 引起而发病。在怀孕晚期服用避孕药的妇女中, 极易感染, 其中一个可能的诱因便是身体上的激素出现了失衡.
Cryptococcus albidus 是一种一般对人类无害的出芽型酵母菌。但在缺陷者身上, 可能感染病人引起一种名为(cryptococcosis)的疾病. 另外, 有案例显示, 一位进行治疗的病人肺部受到的感染后, 导致出现(ARDS)的病症.
Saccharomyces sereviciae 一般不被认为是, 但是也有少量的报告显示出酿酒酵母具有致病的能力.
虽然有些酵母菌是条件性致病菌,但是有益的的种(学名:)可以防止甚至治疗一些导致的腹泻和感染性。
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