大鲵肽在酿酒酵母发酵过程中的应用

何凤梅，余睿智，胡斯杰，曹 阳，佟长青，李 伟

（大连海洋大学 食品科学与工程学院，辽宁大连 116023）

0 引言

酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae） 是食品工业中发酵和焙烤食品时常用的一种重要应用微生物。因此，人们对酿酒酵母增殖及发酵性能的改进进行了多方面的研究，如培养温度、时间、摇床转速、培养基葡萄糖浓度、pH 值、柠檬酸浓度、酵母细胞膜透性，以及氮源、氨基酸、激活剂、外源酶等外源添加物等[1-7]。莫芬等人[8]与赵海锋等人[9]研究发现，不同水解度的小麦面筋蛋白水解物对酿酒酵母的发酵性能的促进效果不同。卢敏[10]发现，大豆蛋白水解物对酵母的生长代谢和发酵性能的促进作用高于小麦面筋蛋白，并确定了大豆蛋白水解物起作用的成分。万春燕[11]研究发现，分子量为3 kDa 的大豆活性肽可以改善酵母细胞的代谢环境，从而提高酵母发酵和代谢能力，减短发酵周期。因此，肽类活性物质是一种潜在的具有提高酿酒酵母发酵能力的活性物质。试验以大鲵肽为对象，研究了其在酿酒酵母发酵过程中的作用，旨为其在发酵过程中的应用提供科学参考依据。

1 材料与方法

1.1 材料

大鲵肽按照王文莉等人[12]的方法制备；酿酒酵母为葡萄酒活性干酵母RV002，购于安琪公司；蛋白胨、酵母浸粉，购于北京奥博星生物技术有限责任公司；淀粉，购于大连黑石礁大商超市；其余试剂为国产分析纯。

1.2 方法

1.2.1 发酵液体培养基配制

将葡萄糖75 g，酵母浸粉2.5 g，蛋白胨5 g 溶于500 mL 去离子水中，于121 ℃条件下灭菌20 min。

1.2.2 活化酿酒酵母

将0.5 g 酿酒酵母加到2%的葡萄糖无菌水50 mL中（121 ℃，20 min），于35 ℃条件下活化30 min，得到酿酒酵母悬液。

1.2.3 大鲵肽与酿酒酵母共同培养

将活化好的酿酒酵母悬液倒入液体培养基中（1∶10，V/V），分别加入0，0.5，1.0，2.0 g 的大鲵肽，充分摇匀，得到4 组样品：0，1，2，4 mg/mL。取30 mL 混合液于50 mL 三角瓶内（干热法灭菌），在转速150 r/min，温度30 ℃的条件下于摇床内培养。分别在0，6，12，18，24 h 时，对该发酵过程进行检测。每个时间点进行3 次平行检测。

1.2.4 发酵液参数测定

发酵液OD600值、pH 值、残糖量和乙醇产量的分析按照刘帅[13]的方法进行。

2 结果与分析

2.1 大鲵肽对酿酒酵母增殖的影响

在不同质量浓度的大鲵肽作用下，考查酿酒酵母RV002 的生长曲线。

大鲵肽与酿酒酵母RV002 共同培养酵母生长曲线见图1。

由图1 可知，活化后的酿酒酵母需经过6 h 左右的适应期，在6～12 h 进入酵母生长的对数期，12 h后酵母生长速度较对数期有所减缓，18 h 后酵母生长逐渐进入稳定期。含有1，2，4 mg/mL 大鲵肽的酿酒酵母在12 h 后增殖速度明显高于对照组的酿酒酵母（p＜0.05）。在发酵结束时，4 mg/mL 组的OD600值为0.476，较对照组增加了0.141。

按照王文莉等人[12]的方法制备的大鲵肽，其分子量小于2 000 Da。相关研究表明，小分子肽在发酵过程中更容易被酵母细胞利用[8]。而Ikeda K 等人[14]的研究认为小分子肽可以影响酵母的脂质代谢系统，进而促进酵母的增殖。因此，小分子大鲵肽对酵母生理功能的影响和酵母具体吸收利用大鲵肽的机制，还有待进一步研究。

2.2 大鲵肽对酿酒酵母发酵性能的影响

碳源和氮源是酿酒酵母发酵期间的主要营养物质，这些营养物质对酿酒酵母发酵过程中的物质转化有着重要作用。

大鲵肽对酿酒酵母RV002 糖代谢的影响见图2。

图2 大鲵肽对酿酒酵母RV002 糖代谢的影响

由图2 可知，在6～18 h 的发酵期间，添加大鲵肽的3 组酿酒酵母消耗葡萄糖的速度明显高于对照组，大鲵肽质量浓度为4 mg/mL 组消耗糖的速度最高。

大鲵肽对酿酒酵母RV002 乙醇生成的影响见图3。

图3 大鲵肽对酿酒酵母RV002 乙醇生成的影响

乙醇的产量是评价酿酒酵母发酵能力的指标之一，产量高说明酵母的发酵性能高。由图3 可知，添加大鲵肽的3 组酿酒酵母的乙醇产量高于对照组。在24 h 酿酒酵母发酵过程中，大鲵肽质量浓度为4 mg/mL 组的乙醇产量最高，乙醇含量0.071 g/mL，与对照组相比乙醇产量提高了7.6%（V/V）。试验结果显示，大鲵肽可以显著提高酿酒酵母的发酵性能。莫芬等人[8]得到了类似的结果，认为小分子面筋蛋白活性肽（＜1 kDa） 可能促进酵母的代谢机制，促进其对糖类物质的利用，进而提高酵母发酵性能。Da Cruz SH 等人[15]研究表明，酵母发酵过程中乙醇的产量受到氮源结构复杂性的影响。大鲵肽经过时间飞行质谱（MALDI-TOF） 测定表明，它的分子量主要为948.365，1 020.105，1 150.219，1 262.864，1 435.411，1 830.835 Da，具有一定的复杂性[12]。肽类物质的结构复杂性可以在一定程度上降低糖代谢物的抑制效应[11]。从试验结果可以看出，大鲵肽具有类似的作用。

大鲵肽对酿酒酵母RV002 发酵过程中pH 值的影响见图4。

图4 大鲵肽对酿酒酵母RV002 发酵过程中pH 值的影响

由图4 可知，发酵液的pH 值随着时间的增加而降低，大鲵肽添加组的pH 值明显低于对照组，经过24 h 酿酒酵母的发酵，大鲵肽质量浓度为4 mg/mL组与对照组最终的pH 值分别为3.16 和3.26。酿酒酵母发酵过程中，pH 值的总体趋势是下降的[16]。

3 结论

大鲵肽可促进酿酒酵母的增殖、提高酿酒酵母的发酵能力，不同质量浓度的大鲵肽对酿酒酵母促增殖和发酵性能的影响不同。将大鲵肽与酿酒酵母共同培养24 h 后，含有4 mg/mL 大鲵肽组和对照组的OD600值分别是0.476 和0.335，糖度分别为4.07和4.10 °Bx，pH 值分别为3.16 和3.31，乙醇含量分别为0.071 和0.066 g/mL，乙醇产量提高了7.6%。因此，大鲵肽可以作为提高酿酒酵母性能的外源添加物。