论文总字数：14565字

摘 要

随着社会的不断发展，人们对传统主食的需要越来越大，冷冻面团技术已成为发酵行业的一种发展趋势。抗冻酵母是冷冻面团技术的关键之一。本实验室前期研究以Saccharomyces cerevisiae CGMCC 2.1423为出发菌株，采用低温等离子体诱变结合定向驯化的手段，选育出了一株发酵能力强、耐冷冻性好的抗冻酵母S. cerevisiae AFY-1。本研究旨在探明流加培养过程中比生长速率（μ_C）线性减小对酵母生产的影响，优化抗冻酵母AFY-1的指数流加策略，实现抗冻酵母AFY-1的高效低成本培养。实验结果表明，当μ_C减小速度为0.0008h^-2时，发酵罐中的葡萄糖和乙醇含量基本不变，细胞生物量的实验值与理论值基本拟合。在累计补料体积为560mL时，最终生物量和酵母收率随着减小速度的增大而逐渐上升，而细胞生产效率则与减小速度无关。

关键词：酵母 分批培养 补料策略 比生长速率 生产效率

Optimization of Exponential Feeding Culture Strategy for the Production of Antifreeze Yeast AFY-1

Abstract

With the continuous development of society, people need more and more traditional staple food. Frozen dough technology has become a development trend of the fermentation industry. Antifreeze yeast is one of the key technologies of frozen dough. In our previous study, Saccharomyces cerevisiae CGMCC 2.1423 was used as the parent strain, and the methods of mutagenesis and low temperature plasma were used to breed the strain S. cerevisiae AFY-1. The strain had high fermentation ability and good freeze-resistance. This study aims to discuss the effect of specific growth rate (μ_C) reduction rate on yeast production, to optimize exponential feeding culture strategy for the production of antifreeze yeast AFY-1. The experimental results showed that when μ_C reduction rate was 0.0008 h^-2, the concentration of glucose and ethanol in the fermentation tank was almost unchanged, and the experimental measurement of biomass agreed with the theoretical value. When the aggregate volume was 560 mL, the final biomass and the yeast yield increased with increasing of reduction rate, but the cell production efficiency was not related to reduction rate

Key words: Yeast; Batch culture; Feeding strategy; Specific growth rate; Production efficiency

目 录

摘 要 I

Abtract II

第一章 文献综述 1

1.1 抗冻酵母 1

1.2 酵母的代谢途径 1

1.3 酵母的培养模式 2

1.3.1 一次投料分批培养 2

1.3.2 流加分批培养 2

1.3.3 连续培养 5

1.4 现有研究中存在的问题 5

1.5本研究的目的及意义 5

第二章 实验材料与方法 6

2.1 实验材料 6

2.2 指数补料培养数学模型 6

2.3 实验方法 6

2.3.1 种子培养 6

2.3.2 补料分批培养 7

2.3.3 生物量测定 8

2.3.4 葡萄糖和乙醇浓度测定 8

第三章 结果与讨论 9

3.1 指数补料培养过程特征 9

3.2 μ_C减小速度对酵母生产效率的影响 11

3.3 累计补料体积对酵母生产效率的影响 12

第四章 结论与展望 14

4.1 结论 14

4.2 展望 14

参考文献 15

致 谢 17

第一章 文献综述

1.1 抗冻酵母

包子等发酵类食品深受中国人民的喜爱，馒头、花卷、大饼等也都是很受欢迎的传统主食。主食加工用料讲究、做法独特、种类很多、面相口味俱佳，主食食品的市场前景十分明朗，在中国有很多食品生产工厂存在，但都分散在各个不同的城市，这种分散的经营方式和生产使得生产成本大大提高而且使产品的质量难以保证，而且主食食品经过加工、运输、销售等环节到消费者手中时早已成为“过期”食品。所以加工便捷、无污染、物美价廉的产品是势在必行的，为了使消费者吃上更好的发酵类食品，冷冻生胚技术应运而生，为发酵食品现代化生产模式提供了新的方向。

冷冻面点生胚在制作过程中需要添加多种原料，其中最为重要的一种就是酵母。冷冻面点生胚需要冷藏保存，保存方式以及酵母的抗冻性会对面团的质量和里面结构产生影响。在目前的研究当中，食品科研人员已经着重开始研究酵母的抗冻性，主要的研究方向集中在两点上面：一点是研发不同种类的抗冻酵母。例如日本制粉公司以及日本旭化工业公司所研发的抗冻酵母F-26，该酵母可以在零下20摄氏度以上的温度下已然保持细胞活性，同时对于酒精的耐受性也非常不错^[1]。第二点则是考虑食品安全性，食品质量及风味，来源是否充足，使用是否方便，储存、运输与处理的影响^[2]。

本实验室前期研究以Saccharomyces cerevisiae CGMCC 2.1423为出发菌株，采用低温等离子体诱变结合定向驯化的手段，选育出了一株发酵能力强、耐冷冻性好的抗冻酵母S. cerevisiae AFY-1。该酵母冷冻生胚的发酵力在-20 ℃条件下冻藏7 d时为冷冻前的93%，35 d以后一直稳定在冷冻前的86%，抗冻能力明显优于其他市售酵母，适用于冷冻生胚。

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