干燥箱使用于小麦啤酒酵母高密度培养研究

以麦芽为首要原料，以稻米、粟米作为次要原料经过 酵母发酵而制成的啤酒是一种风味丰富多变、有助于人们 消化的低酒精度饮品。到现在为止，进行着啤酒的酿造生 产与销售的国家在全球有上百个，可称得上是全球上的首 要酒种。经过多年持续增长的中国啤酒行业已经呈现出 销量不断萎缩的低档啤酒与销量快速增涨的中高端啤酒 此起彼伏的新局面。以外来高端啤酒的身份进入中国市场 的精酿啤酒，成功得到了中国年轻消费者的认可，精酿啤 酒的市场占额增长十分迅速，已经达到了工业啤酒的 40%。目前，我国精酿啤酒还处于起步阶段，相较于广阔的啤 酒市场来说，具有巨大的可发展潜力。

DM3 啤酒酵母：生命科学与工程系工程中心保藏；澳 洲优质大麦芽。

碘；麦芽汁培养基；琼脂；亚甲基蓝；无水乙醇。

大容量离心机；蒸汽压力锅；恒温鼓风干燥箱；恒温培养箱(上海精宏实验设备有限公司)；电子天平；手持式糖度计；血细胞计数板；光学显微 镜；可调万用电炉。

1.2 试验方法

1.2.1 DM3 酵母的高密度培养流程

1.2.2 DM3 酵母的分离、纯化与筛选

用接种环将从冰箱中取出的试管斜面的表面刮取一 环 DM3 酵母菌，接入到 5mL 用麦芽汁培养基干粉制成的 麦芽汁培养基中，活化培养，重复操作至十二组。在 20℃的 恒温培养箱中培养 36h，在培养期间摇瓶转速调整为 150rpm；选取发酵情况比较旺盛的试管培养基进行平板划线操作，在 20℃的温度下培养 36h；从平板中挑取的形态较 为饱满健壮的菌落接种至 10mL 麦汁培养基试管中进行培 养。重复以上操作至少三次。用接种环刮取最终筛选出的 试管的菌种，在平板培养基上进行划线操作，调整恒温培 养箱为 20℃，将划线的平板放置其中培养至长出菌落，备用。

摇瓶培养可以让菌液的代谢产物或底物能够更好地在菌体的内部进行发挥与转移。摇瓶培养可以让空 气的流动，使空气中更多的氧气溶解到培养液，使培养液 中的溶氧值发生变化，从而影响菌体的繁殖。从图 1 可以 看出，由于酵母菌对溶氧量的需求达到峰值，所以当摇瓶 转速 200rpm 与 250rpm 时菌种的繁殖曲线较为接近。当摇 瓶转速达到 150rpm 时，酵母菌数目最多，生长迅速。故选 择最佳的摇瓶转速为 100rpm、150rpm、200rpm。选择麦汁培养基的 pH 为 4.0、4.5、5.0、5.5 的四个三角 瓶，接种，在麦汁浓度 12°Bx、摇瓶转速 150rpm 的培养条件 下进行培养。从图 2 可知，当麦芽汁 pH 为 5.5 时酵母菌的 数目与 pH 为 4.5 时重合度较高，达到稳定期时酵母菌数 目差距不大。当 pH 在 4.0～5.5 时，酵母菌数目变化不大，说 明酵母菌具有较为宽泛的 pH 适应范围，pH 取在这个范围 可以正常高效的进行繁殖。故选出较佳的麦汁 pH 为 4.5、 5.0、5.5。选取培养基麦芽汁的浓度分别为 8°Bx、10°Bx、12°Bx、 14°Bx 的四个三角瓶，接种，在麦汁 pH4.5、摇瓶转速 150rmp 的培养条件下进行培养。由图 3 可知，当麦汁浓度 为 10°Bx，酵母菌较早到达生长稳定期。故选择较佳的麦汁 浓度为 10°Bx、12°Bx、14°Bx。

对酵母菌 扩培时培养条件 pH 值与摇瓶转速的研究跟本试验的数据曲线相似，说明培养时 pH4.5~5.5 与 摇瓶转速 150~200rpm 是酵母菌扩 培的最佳范围。但是本次试验与他 们试验的主要偏差出现在单因素试 验水平的取值与单因素的选取上， 朱作华等人的单因素试验水平数据 取值更为细化，单因素选取更为广 泛。本次试验仅仅在所选水平内确 定了最佳的培养条件，但若要寻求 更加精确的最佳培养条件，还需要 扩大试验规模，增加单因素试验项 目、细化单因素数据选取。

以 DM3 啤酒酵母作 为培养菌株，通过设置摇瓶转速、麦 汁 pH、麦汁浓度三个变量，结合单 因素试验和正交试验的数据统计方 法，确定在所选水平内最佳酵母扩 培的培养条件是摇瓶转速 150rpm、 麦汁 pH4.5、麦汁浓度 12°Bx，经此条 件扩培的酵母数目达到了 6.84×108 个/mL，为精酿啤酒酿造提供了更多 的菌种来源选择，缓解了目前精酿 啤酒菌种来源单一的局面，使精酿 啤酒口味更加多元化。