降解氨基甲酸乙酯酵母菌的筛选及特性分析

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近年来,国内葡萄酒产业及其它酿造业发展迅速,形成了一定的地域特色,但是在菌种选择上,大多依赖于进口,造成了十分严重的产品同质化现象。氨基甲酸乙酯(又名尿烷)是一类2A类致癌物质,在医学上可用作神经麻醉剂。研究表明,发酵食品和酒精饮料生产过程中微生物代谢会产生一定剂量的氨基甲酸乙酯,使得发酵食品存在一定安全隐患。本研究从新疆葡萄表皮分离了大量酵母菌,并基于ITS序列对酵母菌进行了种属鉴定;以氨基甲酸为唯一碳源或氮源从中筛选和驯化得到5株降解氨基甲酸乙酯的酵母菌;对5株降解氨基甲酸乙酯的酵母菌的降解特性进行了研究,具体研究如下:1.优质酵母菌的分离与鉴定为了获得安全优质的酵母菌菌株,本研究以YEPD培养基从葡萄表皮分离到88株酵母菌,并基于ITS序列分析对酵母菌进行了鉴定,结果表明:88株酵母属于梅奇酵母(Metschnikowia biscuspidata)、有孢汉生酵母(Hanseniaspora uvarum)、解脂耶罗威亚酵母(Yarrowia lipolytica)、克柔假丝酵母属(Candida xylopsoci)、发酵毕赤酵母(Pichia fermentans)和库德里阿兹威毕赤酵母(Pichia kudriavzevii)。2.降解氨基甲酸乙酯酵母菌的筛选分别以氨基甲酸乙酯为唯一碳源或氮源从88株酵母菌中筛选得到15株可以降解氨基甲酸乙酯的酵母菌,并对其进行驯化后得到5株降解氨基甲酸乙酯能力较强的酵母菌。用改良过的SPE-GC-MS法测定菌株的降解能力最后得到一株降解能力最强的酵母菌YX36,该酵母菌属于梅奇酵母(Metschnikowia biscuspidata),对氨基甲酸乙酯的降解率达到54.4%。3.相关特性研究耐受性试验表明,Metschnikowia biscuspidata.YX36对糖的最高耐受量为14%,对pH的耐受性最高为3.5,对乙醇的耐受量最高为12%,最高可耐受2%的SO2;产氨基甲酸乙酯降解酶的条件试验表明,最适产酶温度为28℃,最适产酶pH为7。接种量为2.3%,初始pH为7,反应温度为30℃时,菌株生产的降解氨基甲酸乙酯酶的活性最好。然而,此酶的热稳定性较差,50℃保持100 min,酶活性降低程度达50%以上,而Fe2+对酶活有明显的激活作用。单因素和响应面试验表明,接种量为3.5%,在30℃下发酵5.5 d,此时氨基甲酸乙酯的降解率最高。
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