白水杜康太空酒曲中功能菌的研究進展
2008-04-11 09:50
釀酒科技
如今,航天科技與現代生物技術相結合的太空育種已成為動植物及微生物育種的新方向。由于太空中存在著微重力、強輻射、高能粒子、交變磁場等多種獨特的作用環境,可以使生物發生一些在地面環境難以完成的基因變異,且變異的速度要比地面快成千上萬倍,為發展新材料、新物
如今,航天科技與現代生物技術相結合的太空育種已成為動植物及微生物育種的新方向。由于太空中存在著微重力、強輻射、高能粒子、交變磁場等多種獨特的作用環境,可以使生物發生一些在地面環境難以完成的基因變異,且變異的速度要比地面快成千上萬倍,為發展新材料、新物種、新醫藥等提供了理想的實驗場所和生產基地。所以,可利用返回式空間飛行器,將微生物送入太空,在地面難以模擬的空間環境下,促使菌種的基因發生變異,取得地面上無法獲得的誘變效果,并且在返回地面后進行培育、篩選得到生產性能優良的微生物菌種,應用于生產。
陜西白水杜康集團的釀酒曲藥搭載神舟4號飛船(簡稱太空酒曲)于2003年1月5日返地,我們對其功能菌進行了分離、選育及生物學特性方面的研究。同時,用原生產中使用的曲藥中的微生物進行對照。
1.材料與方法
1.1 材料:太空酒曲;對照曲藥。
1.2 功能菌的分離
1.2.1 分離培養基:察氏瓊脂、麥芽汁瓊脂(10°Be)。
1.2.2 分離方法:稀釋涂布平板法。
1.2.3 倒平板:培養基中加入青霉素溶液再倒平板,28℃培養,將平皿上生長的菌落挑取,平板劃線法純化,純菌株移入斜面。
1.2.4 平皿分離:將樣品適當稀釋后,取0.1mL分別注入察氏瓊脂、麥芽汁瓊脂平皿上,用玻棒均勻涂布,于28℃培養,將平皿上生長的菌落挑取,平板劃線法純化,純菌株移入斜面。
1.3 酶活測定
1.3.1 培養:麩皮加入70%水分,混合均勻,分裝后滅菌,冷卻后接種,28℃培養24h、36h、48h、72h后備用。
1.3.2 酶液制備:培養物中加入緩沖液振蕩提取1h后過濾,收集濾液,測定酶活。
1.3.3 測定方法
1.3.3.1 糖化酶:碘量法
1.3.3.2 液化酶:60℃法
1.3.3.3 蛋白酶:福林法
2.結果
2.1 菌種分離
分離出根霉、黑曲霉、米曲霉各數株,測定各株菌酶活性,挑選出各類菌群中酶活性最強的菌株作為后續研究菌株,分別為:
太空酒曲:根霉SKR3、黑曲霉SKA2、米曲霉SK03。
未上太空的對照曲藥:根霉SNR1、黑曲霉SNA4、米曲霉SN02。
2.2 酶活測定
2.2.1 根霉
兩株菌的糖化酶、液化酶活化均隨著培養時間的延長而增加,但在各個培養時間,SKR3的酶活性均比SNR1高出兩倍以上,SKR3在培養36h后酶活性已較高,均已達到SNR1培養72h的近兩倍(見表1)。
2.2.2 黑曲霉
在各個培養時間,SKA2的糖化酶、液化酶活性均比SNA4高出近3倍,SKA2在培養48h后,其糖化酶、液化酶活性已達到最高值,且均達到SNA4培養72h的3倍水平;蛋白酶方面,SKA2的中性蛋白酶在36h出現一個高峰,比SNA4培養72h的高出2倍多,兩株菌的酸性蛋白酶活性均隨著培養時間的延長而增加,但在各個培養時間,SKA2均比SNA4高出1倍多(見表2、表3)。
2.2.3 米曲霉
SK03和SN02在各個培養時間,其糖化酶、液化酶、蛋白酶活性均無多大差異(見表4、表5)。
3.分析與討論
白水杜康集團的曲藥搭載神舟4號飛船經太空誘變育種后,其功能菌的活性發生了很大改變,根霉和黑曲霉的糖化酶、液化酶活性均比未上太空的對照菌株高出2至3倍,黑曲霉的蛋白酶活性也提高了1至2倍,并且根霉在培養36小時、黑曲霉在培養48小時后,糖化酶、液化酶活性均比對照菌株培養72小時的酶活性高。將育種后的功能菌應用于鳳型酒的生產,極大地改善了曲藥性能,縮短生產周期,降低生產成本。據白水杜康酒業總工程師李英俊等人的生產實踐證明,可提高原料出酒率5.6%,大曲用量減少15%,大大降低了生產成本,且酒質得到了明顯改善。
陜西白水杜康酒業開創了釀酒微生物太空誘變育種之先河,且在鳳型酒生產中取得了理想的效果。為此,我們建議杜康酒業及相關研究人員,進一步深入研究太空飛船搭載的中高溫大曲及窖泥中釀酒功能菌的特性變異,并應用于白酒生產,為白酒的技術進步做出積極的貢獻。
陜西白水杜康集團的釀酒曲藥搭載神舟4號飛船(簡稱太空酒曲)于2003年1月5日返地,我們對其功能菌進行了分離、選育及生物學特性方面的研究。同時,用原生產中使用的曲藥中的微生物進行對照。
1.材料與方法
1.1 材料:太空酒曲;對照曲藥。
1.2 功能菌的分離
1.2.1 分離培養基:察氏瓊脂、麥芽汁瓊脂(10°Be)。
1.2.2 分離方法:稀釋涂布平板法。
1.2.3 倒平板:培養基中加入青霉素溶液再倒平板,28℃培養,將平皿上生長的菌落挑取,平板劃線法純化,純菌株移入斜面。
1.2.4 平皿分離:將樣品適當稀釋后,取0.1mL分別注入察氏瓊脂、麥芽汁瓊脂平皿上,用玻棒均勻涂布,于28℃培養,將平皿上生長的菌落挑取,平板劃線法純化,純菌株移入斜面。
1.3 酶活測定
1.3.1 培養:麩皮加入70%水分,混合均勻,分裝后滅菌,冷卻后接種,28℃培養24h、36h、48h、72h后備用。
1.3.2 酶液制備:培養物中加入緩沖液振蕩提取1h后過濾,收集濾液,測定酶活。
1.3.3 測定方法
1.3.3.1 糖化酶:碘量法
1.3.3.2 液化酶:60℃法
1.3.3.3 蛋白酶:福林法
2.結果
2.1 菌種分離
分離出根霉、黑曲霉、米曲霉各數株,測定各株菌酶活性,挑選出各類菌群中酶活性最強的菌株作為后續研究菌株,分別為:
太空酒曲:根霉SKR3、黑曲霉SKA2、米曲霉SK03。
未上太空的對照曲藥:根霉SNR1、黑曲霉SNA4、米曲霉SN02。
2.2 酶活測定
2.2.1 根霉
兩株菌的糖化酶、液化酶活化均隨著培養時間的延長而增加,但在各個培養時間,SKR3的酶活性均比SNR1高出兩倍以上,SKR3在培養36h后酶活性已較高,均已達到SNR1培養72h的近兩倍(見表1)。
2.2.2 黑曲霉
在各個培養時間,SKA2的糖化酶、液化酶活性均比SNA4高出近3倍,SKA2在培養48h后,其糖化酶、液化酶活性已達到最高值,且均達到SNA4培養72h的3倍水平;蛋白酶方面,SKA2的中性蛋白酶在36h出現一個高峰,比SNA4培養72h的高出2倍多,兩株菌的酸性蛋白酶活性均隨著培養時間的延長而增加,但在各個培養時間,SKA2均比SNA4高出1倍多(見表2、表3)。
2.2.3 米曲霉
SK03和SN02在各個培養時間,其糖化酶、液化酶、蛋白酶活性均無多大差異(見表4、表5)。
3.分析與討論
白水杜康集團的曲藥搭載神舟4號飛船經太空誘變育種后,其功能菌的活性發生了很大改變,根霉和黑曲霉的糖化酶、液化酶活性均比未上太空的對照菌株高出2至3倍,黑曲霉的蛋白酶活性也提高了1至2倍,并且根霉在培養36小時、黑曲霉在培養48小時后,糖化酶、液化酶活性均比對照菌株培養72小時的酶活性高。將育種后的功能菌應用于鳳型酒的生產,極大地改善了曲藥性能,縮短生產周期,降低生產成本。據白水杜康酒業總工程師李英俊等人的生產實踐證明,可提高原料出酒率5.6%,大曲用量減少15%,大大降低了生產成本,且酒質得到了明顯改善。
陜西白水杜康酒業開創了釀酒微生物太空誘變育種之先河,且在鳳型酒生產中取得了理想的效果。為此,我們建議杜康酒業及相關研究人員,進一步深入研究太空飛船搭載的中高溫大曲及窖泥中釀酒功能菌的特性變異,并應用于白酒生產,為白酒的技術進步做出積極的貢獻。
