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据美国物理学家组织网12月27日报道,美国伊利诺伊大学香槟分校食品科学与人类营养系、加州大学劳伦斯伯克利国家实验室和英国石油公司(BP)的科学家表示,他们对酿酒酵母进行了基因改造,新得到的酵母菌株可以发酵葡萄糖、纤维二糖(葡萄糖的前体物,由两个结合在一起的葡萄糖组成)和木糖,能更好更多地把植物发酵成替代燃料乙醇。相关研究发表在最新一期的美国《国家科学院院刊》上。酵母以糖为生,并在这个过程中能产生很多对人来说是“宝物”的废物——乙醇和二氧化碳,因此生物燃料工业也使用酵母将植物糖转变为生物乙醇。然而,大多数酵母无法将植物中的葡萄糖、纤维二糖和木糖这三种糖全部转化成有用的燃料,比如,酿酒酵母能很好地发酵葡萄糖,但对木糖却有心无力,这使得利用酵母制造生物燃料的成本居高不下。之前,科学家对酵母菌种进行基因改造,让其代谢木糖,但速度很慢,效率过低。研究小组成员之一、伊利诺伊大学食品科学和人类营养学教授金泳恕(音译)表示,经过基因改造的酵母无法发酵木糖的主要问题是,它接触木糖之前会吸收所有葡萄糖,酵母表面的葡萄糖转运蛋白更愿意同葡萄糖依附在一起。在此项新研究中,基因改造后的酿酒酵母可以同时将纤维二糖和木糖转化为乙醇。转化效率和转化得到的乙醇数量都提高了一倍,这主要归结于混合发酵的协同作用。金泳恕表示,新酵母菌种将木糖转化为乙醇的效率至少比目前已知酵母菌高20%,使其成为最好的发酵木糖的细菌。研究团队通过对酿酒酵母做出几个关键的改进而获得了这样的结果。首先,他们给予这种酵母一个纤维二糖转运蛋白,这意味着其能将纤维二糖直接带入细胞中,而只有当纤维二糖进入到细胞内部时,它才会被转化为葡萄糖。这种方法可以战胜酿酒酵母本身对葡萄糖的偏好,从而专注于将木糖吸收进酵母细胞中。接着,研究人员将从一个消耗木糖的酵母中提取的3种蛋白质插入酿酒酵母中,由此提高了新酵母菌种代谢木糖的速度和效率。他们也对一种人造的同功酶进行了基因修改,让木糖代谢的正常中间产物木糖醇积聚的数量最少。最后,该研究团队使用“进化工程”让新菌种利用木糖的能力达到最大。研究人员表示,混合发酵的成本优势也很明显,其乙醇产量也高于工业标准,这种研究很快将被商业化。
β-葡聚糖的活性结构是由葡萄糖单位组成的多聚糖,它们大多数通过β-1,3结合,这是葡萄糖链连接的方式。它能够活化巨噬细胞、嗜中性白血球等,因此能提高白细胞素、细胞分裂素和特殊抗体的含量,全面刺激机体的免疫系统。那么,机体就有更多的准备去抵抗微生物引起的疾病。β-葡聚糖能使受伤机体的淋巴细胞产生细胞因子(IL-1)的能力迅速恢复正常,有效调节机体免疫机能。大量实验表明,β-葡聚糖可促进体内IgM抗体的产生,以提高体液的免疫能力。这种葡聚糖活化的细胞会激发宿主非专一性防御机制,故应用在肿瘤、感染病和治疗创伤方面深受瞩目。经特殊步骤萃取且不含内毒素的β-1,3-葡聚糖在美国FDA已认定是一种安全的物质,可添加在一般食品,许多报导显示老鼠口服酵母β-1,3-葡聚糖,可增加强腹膜细胞抗菌之吞噬作用。酵母葡聚糖是存在于酵母细胞壁中的一种具有增强免疫力活性的多糖——β-葡聚糖。β-葡聚糖广泛存在于各种真菌和植物,如香菇、灵芝、燕麦中,是它们发挥保健作用的主要功效物质。而酵母葡聚糖的免疫增强活性更强,并具有改善血脂、抗辐射、改善肠道功能的作用。
葡萄酒在瓶装时,必须认真考虑葡萄酒是否已经达到了除菌、灭菌的目的。为了准确达到这个目的,就要对瓶装的葡萄酒进行快速而可靠的检验。这里列举了3个检查方法,仅供同行朋友们在实际生产中,根据企业的实际条件进行参考。 一、格森海姆(Geisenheimer)检定法 将被检验的葡萄酒在无菌的条件下,接入与其等量的葡萄汁,便为酵母提供了良好的繁殖条件,酵母开始快速繁殖和发酵。酵母繁殖的速度和发酵的强度,是衡量被检样品染菌的程度。 具体操作如下: 取标准试管3支,分别注入10mL葡萄汁,并加棉塞封口,置于高压灭菌锅中灭菌;将吸管用纸包好,并在160℃下灭菌。然后小心的拔除葡萄酒瓶的软木塞,立即用火焰将瓶口附着的微生物灭除,再用无菌吸管从瓶底吸出10mL被检葡萄酒,移入已灭菌葡萄汁的试管内,每份样品做平行样3支。 若被检的样品活酵母较多,在3—5天内即可检定其发酵度;若酵母较少,发酵需要两倍于此的时间,由此可断定生产线是否处于受控状态,断定瓶装酒出厂后是否会发生浑浊等质量事故。 这个方法十分简便,不需要特别的仪器,对小型葡萄酒厂十分适用,这是其优点。缺点是只能检定出葡萄酒中是否存在酵母菌,无法进行定量分析。 二、薄膜过滤法 借助于不同孔径的过滤片(孔径一般为2微米以下),在无菌条件下过滤被检葡萄酒,分离出酵母及其它微生物,然后对滤片上的微生物进行生长培养,计算出现的菌落数,并进行其它各项必要的检查。 操作方法如下: 将所有参与过滤的仪器、器皿进行彻底消毒,在无菌的条件下进行过滤等操作。在每次分析之前,将过滤器及过滤片置于高压锅内灭菌,用经火焰烧过的镊子取已灭菌的过滤片放入过滤器中。 被检瓶酒在开启前,必须仔细用75%酒精擦拭瓶口,小心地拔除软木塞,勿使开瓶刀穿通软木塞。 开始时先将软木塞拔出四分之三,然后用手轻轻取下软木塞,瓶口在倒酒前先用火焰烧一下,再将葡萄酒一点一点地倒入过滤漏斗中。 过滤结束后,用火焰烧过的镊子在漏斗内取出滤片,置于培养皿中,并摆放平整,倒入适量的酵母培养基(约3mL),然后标明日期和试样编号,置于生物培养箱内,在25℃下培养3—5天。为避免凝结水影响菌落生长,将培养皿反扣于培养箱内。若过滤片上的酵母菌是活的,酵母即进行繁殖,在培养基上会出现菌落。 如果未发现菌落生长,说明被检的葡萄酒是稳定的,不会出现酵母菌引起的浑浊;如果每瓶样有5个以上的菌落出现,说明葡萄酒的除菌或杀菌操作不彻底,葡萄酒有不稳定的因素,应该严格检查生产过程中的每个环节,直到查出原因为止。 这一方法能对瓶装酒内各种微生物进行定量检定,但需要选择适当孔径的滤片和培养基,并由掌握基本微生物学的熟练人员操作。 三、快速检定法 薄膜过滤法可以用显微镜对滤片做仔细检查,迅速检出活酵母;快速检定法则可将死的和活的微生物区别开来,但要求瓶装酒内必须不含其他悬浮物。 在适宜的温度下,于8—14小时内,具有繁殖能力的菌体生长成为微小的菌落,用显微镜观察,可将死的、没有繁殖能力的菌落区别开来。活菌体在培养时会形成小的菌落,死菌体只有单个的存在。