一、背景及概述
產(chǎn)朊假絲酵母，異名食用球擬酵母(Torulopsisutilis)或產(chǎn)朊圓酵母(Torulautilis)。真菌門(mén)、半知菌亞門(mén)、芽孢綱、隱球酵母目、隱球酵母科、假絲酵母屬的一種。其有性型稱(chēng)為杰丁漢遜酵母(Hansenulajadinii)。在葡萄糖、酵母汁、蛋白胨液體培養基中培養(25)3天后，細胞圓形、橢圓形或臘腸形，大小為3.5～4.5μm×7.0～13.0μm。液面無(wú)醭，管底有菌體沉渣。在麥芽汁瓊脂斜面上，菌落呈乳白色，平滑，有或無(wú)光澤，邊緣整齊或不整齊。在玉米粉瓊脂培養基上蓋上蓋玻片培養后，僅產(chǎn)生原始假菌絲、不發(fā)達的假菌絲或不產(chǎn)生假菌絲。不形成真菌絲。能發(fā)酵的糖類(lèi)有葡萄糖、蔗糖和棉子糖，不發(fā)酵麥芽糖、半乳糖、乳糖和蜜二糖。能同化的碳源有葡萄糖、麥芽糖、蔗糖、棉子糖、纖維二糖、D-木糖，不能同化半乳糖、乳糖、蜜二糖、可溶性淀粉、D-阿拉伯糖和L-阿拉伯糖。不分解脂肪。能利用KNO3、(NH4)2SO4和尿素作氮源。
本菌分布很廣，可從酒廠(chǎng)的酵母沉淀物、牛消化道、花朵和人的唾液等處分離到。因本菌能利用多種己糖、戊糖和尿素或是廉價(jià)工農業(yè)副產(chǎn)品、廢料等合成營(yíng)養豐富的蛋白質(zhì)，例如，可利用造紙廠(chǎng)亞硫酸廢液、糖蜜、淀粉廠(chǎng)廢液和木材水解液作碳源，以尿素或硝酸鹽作氮源生長(cháng)，其蛋白質(zhì)和維生素B含量均超過(guò)釀酒酵母(Saccharomycescerevisiae)，故是生產(chǎn)食用、藥用或飼料用單細胞蛋白的優(yōu)良菌種。
二、分類(lèi)
經(jīng)過(guò)不斷的研究和試驗，酶母菌的研究大致經(jīng)歷了經(jīng)典分類(lèi)學(xué)、化學(xué)分類(lèi)學(xué)、分子分類(lèi)學(xué)方法3個(gè)階段。常見(jiàn)的酵母菌可分為酵母菌屬、裂殖酵母屬、漢遜酵母屬、畢赤酵母屬、假絲酵母屬、球擬酵母屬、紅酵母屬。其中產(chǎn)朊假絲酵母菌屬于假絲酵母屬，其細胞為圓形、卵形或長(cháng)形，多邊芽殖，有些種屬具有發(fā)酵能力，有些種屬能氧化碳氫化合物，用以生產(chǎn)單細胞蛋白，供食用或作飼料，但少數菌能致病。
三、營(yíng)養特性
產(chǎn)朊假絲酵母的菌體蛋白質(zhì)約占菌體干物質(zhì)的32％~75％，其含量因菌種、培養條件不同而差異較大。在菌體細胞中含有核糖核酸4.5％~8.5％和B族維生素約2％和多種礦物質(zhì)。產(chǎn)朊假絲酵母菌本身還含有豐富的酶類(lèi)，如單胃蛋白酶、淀粉酶、纖維素酶及植酸酶等，這些酶類(lèi)可以將淀粉、纖維素水解成小分子糖、氨基酸、醇類(lèi)等易被消化和吸收的低分子物質(zhì)。產(chǎn)朊假絲酵母的細胞壁約占整體重量的20％，成分主要有內壁的β-葡聚糖57％、外壁的甘露寡糖6.6％和糖蛋白22％，此外還有幾丁質(zhì)、蛋白質(zhì)、脂類(lèi)和灰分等。甘露糖和β-葡聚糖具有免疫促進(jìn)劑的功能，能夠激發(fā)或增強機體免疫功能。并且其菌體中所含有的脂類(lèi)主要是類(lèi)脂、磷脂、固醇等脂溶性化合物，固醇類(lèi)主要是麥角固醇，其經(jīng)紫外線(xiàn)照射能轉變?yōu)榫S生素D2，是生產(chǎn)天然維生素D的主要來(lái)源
四、特點(diǎn)及生長(cháng)條件
1、菌體特點(diǎn)
1）正常生長(cháng)時(shí)的特點(diǎn)
細胞呈圓形、橢圓形或臘腸形，大小為3.5~4.5μm×7.0~13.0μm，以多邊出芽方式進(jìn)行無(wú)性繁殖，形成假菌絲，沒(méi)有發(fā)現有性生殖現象以及有性孢子，其屬于半知菌類(lèi)酵母菌。用麥芽汁固體培養基培養，菌落呈乳白色，表面光滑濕潤，邊緣整齊或呈菌絲狀；用玉米固體培養基培養，會(huì )產(chǎn)生原始狀假絲菌；用葡萄糖酵母汁蛋白胨液體培養基培養，表面無(wú)菌膜。液體呈渾濁狀，管底有菌體沉淀。產(chǎn)朊假絲酵母屬化能異養型，能發(fā)酵葡萄糖、蔗糖和1/3的棉籽糖，不能發(fā)酵半乳糖、麥芽糖、乳糖、蜜二糖；能同化尿素、銨鹽和硝酸鹽，不分解蛋白質(zhì)和脂肪。其兼性厭氧，有氧條件下，進(jìn)行有氧呼吸；無(wú)氧條件下，進(jìn)行酒精發(fā)酵。最適生長(cháng)溫度為25，最適生長(cháng)pH為4.5~6.5。
2）在工業(yè)生產(chǎn)中的特點(diǎn)
產(chǎn)朊假絲酵母菌在工業(yè)生產(chǎn)中也有廣泛應用，其在工業(yè)生產(chǎn)中的特點(diǎn)包括：發(fā)酵密度高，在高密度發(fā)酵中細胞干重可達到92g·L-1，其蛋白質(zhì)和維生素B的含量都比啤酒酵母高；其能以尿素和硝酸作為氮源，在培養基中不需要加入任何生長(cháng)因子即可生長(cháng)；其能利用五碳糖和六碳糖，既能利用造紙工業(yè)的亞硫酸廢液，還能利用廉價(jià)的糖蜜、木材水解液等生產(chǎn)出可食用的蛋白質(zhì)；不具有酵解抑制有氧氧化效應，因而在嚴格好氣的條件下不會(huì )產(chǎn)生乙醇。另外，產(chǎn)朊假絲酵母在工業(yè)中是一種極為重要的微生物，常被用于生產(chǎn)多種具有功能性的生物物質(zhì)，例如谷胱甘肽及一些氨基酸和酶類(lèi)。
2、自然生長(cháng)和誘變生長(cháng)的條件
1）生長(cháng)條件
溫度、搖床轉速、碳氮比等因素對產(chǎn)朊假絲酵母的生長(cháng)都會(huì )產(chǎn)生影響。通過(guò)統計學(xué)分析，各因素對母菌生長(cháng)影響不顯著(zhù)（P>0.05）。試驗得到的生長(cháng)條件為：發(fā)酵培養基（40mL·500mL-1）中按10％（v/v）的接種量接入種子后進(jìn)行搖瓶發(fā)酵培養，溫度27，搖床轉速200r·min-1，培養時(shí)間30h，碳氮比（葡萄糖和蛋白胨質(zhì)量比）為31時(shí)，菌體密度最大，生長(cháng)效果最好。以產(chǎn)朊假絲酵母1807為試驗菌，培養條件為：250mL三角瓶裝液100mL，接種量10％，搖床轉速160r·min-1，溫度30，時(shí)間18h，結果得出葡萄糖利用率為91.09％，產(chǎn)得干酵母16.29g·L-1。
2）菌種選育條件及誘變后發(fā)酵條件
誘變條件多種多樣，其中紫外照射誘變菌的方式相對簡(jiǎn)便、易行。在15W紫外燈下照射120s，致死率為89％，得到蛋白質(zhì)31.4％的誘變菌株，比誘變前的22.9％提高37.12％。對紫外誘變后的菌株進(jìn)行發(fā)酵條件的優(yōu)化，得到的最優(yōu)發(fā)酵條件為：以葡萄糖為碳源、以硫酸銨和酵母浸粉為混合氮源，在32條件下，培養箱轉速為160r·min-1進(jìn)行培養，可以得到蛋白質(zhì)含量為37％的酵母菌株。
五、在生產(chǎn)中的應用
產(chǎn)朊假絲酵母菌屬于酵母菌，酵母菌的基本特性在一定程度上體現了產(chǎn)朊假絲酵母的特性，隨著(zhù)對酵母菌的廣泛利用，一些較常用的酵母菌，例如釀酒酵母菌、熱帶假絲酵母菌、產(chǎn)朊假絲酵母菌等，其優(yōu)良特性在實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)揮了重要作用。
1、在處理馬鈴薯淀粉廢水中的應用
通過(guò)pH、接種量、無(wú)機鹽（通過(guò)加入磷酸二氫鉀進(jìn)行無(wú)機鹽補充）等對產(chǎn)朊假絲酵母處理馬鈴薯淀粉廢水的影響研究表明，在pH為5.0、產(chǎn)朊假絲酵母接種量為10％（體積分數）、磷酸二氫鉀（質(zhì)量分數為0.1％）加入量為0.5g·L-1、廢水不滅菌的條件下，廢水處理效果和產(chǎn)朊假絲酵母生長(cháng)最佳，且當廢水化學(xué)需要量（COD）為5074mg·L-1時(shí)，COD去除率達到74.86％，同可獲得2.23g·L-1的單細胞蛋白。
2、對奶牛體外瘤胃發(fā)酵參數的影響
大量研究表明，酵母菌的添加有利于瘤胃pH的穩定。試驗中較高水平（3.3×107cfu·mL-1）的產(chǎn)朊假絲酵母能顯著(zhù)提高瘤胃氨態(tài)氮濃度，表明假絲酵母促進(jìn)了日糧蛋白質(zhì)的降解。添加產(chǎn)朊假絲酵母能顯著(zhù)提高瘤胃總揮發(fā)性脂肪酸量，降低乙酸濃度，表明產(chǎn)朊假絲酵母有促進(jìn)瘤胃發(fā)酵類(lèi)型向丙酸型發(fā)酵的趨勢。
3、對奶牛體外瘤胃營(yíng)養物質(zhì)消化率的影響
試驗表明，隨著(zhù)酵母菌量增加，產(chǎn)氣量逐漸增加，這可能是因為產(chǎn)朊假絲酵母刺激了瘤胃微生物的合成，從而促進(jìn)了瘤胃發(fā)酵所致，產(chǎn)氣量與體內干物質(zhì)消化率存在正相關(guān)，體外干物質(zhì)消化率也有所增加。研究也表明，日糧中添加酵母菌制劑能刺激瘤胃微生物的合成，酵母培養物能促進(jìn)蛋白分解菌生長(cháng)，這可能與粗蛋白質(zhì)消化率提高有關(guān)。
4、對有機酸利用的影響
試驗表明，產(chǎn)朊假絲酵母能夠降解細胞外的L-蘋(píng)果酸、乳酸、琥珀酸和檸檬酸，不能降解乙酸、草酸和富馬酸；當培養基中含有葡萄糖和L-蘋(píng)果酸、琥珀酸或檸檬酸時(shí)，葡萄糖優(yōu)先被產(chǎn)朊假絲酵母利用，其他有機酸的利用受到葡萄糖的阻遏；當培養基中有葡萄糖和乳酸時(shí)，產(chǎn)朊假絲酵母在利用葡萄糖的同時(shí)，也可以利用乳酸，但乳酸被利用的速度非常緩慢；當培養基中只存在L-蘋(píng)果酸、琥珀酸、檸檬酸和乳酸作為碳源時(shí)，乳酸比較容易被菌體利用，而L-蘋(píng)果酸、琥珀酸和檸檬酸在被菌體利用的先后順序上并沒(méi)有明顯的區別。
5、在風(fēng)味酵母抽提物工藝中的應用
以產(chǎn)朊假絲酵母為原料制備了酵母抽提物，并以氨基態(tài)氮含量和抽提物得率為主要指標考察了對酵母自溶影響的關(guān)鍵因素，并在此單因素實(shí)驗基礎上對酵母自溶進(jìn)行正交實(shí)驗，最后確定了酵母抽提物的最佳工藝條件。最佳工藝條件為：在15％酵母懸浮液中、75MPa壓力下循環(huán)均質(zhì)2次后，調初始pH6.5，并添加1.5％（w/w）的復合風(fēng)味酶，50溫度下水浴自溶48h。
6、生產(chǎn)單細胞蛋白
通過(guò)利用經(jīng)航天誘變篩選的高產(chǎn)纖維素酶活菌株黑曲霉ZM-8和產(chǎn)朊假絲酵母SJ2，采用混菌固態(tài)發(fā)酵方式，來(lái)研究產(chǎn)朊假絲酵母SJ2接種量、接種時(shí)間和聯(lián)合發(fā)酵時(shí)間等因素在玉米秸稈為主要原料的培養基中對發(fā)酵產(chǎn)物中單細胞蛋白（SCP）含量的影響，結果表明，最優(yōu)發(fā)酵條件為先接黑曲霉，24h后接種5％的產(chǎn)朊假絲酵母，黑曲霉和產(chǎn)朊假絲酵母聯(lián)合發(fā)酵36h，在最優(yōu)發(fā)酵工藝條件下，發(fā)酵產(chǎn)物中SCP含量達到25.44％。
7、生產(chǎn)菌體蛋白
利用產(chǎn)朊假絲酵母處理燒酒廢水生產(chǎn)飼料酵母，培育出1個(gè)可以累積大量氮的產(chǎn)朊假絲酵母突變體，用其處理高濃度的燒酒廢水，可去除未稀釋的大麥燒酒廢水中有機物62.9％、總氮38.4％、總磷44.5％，處理后的大麥燒酒廢水經(jīng)冷凍干燥得到酵母生物量約16.7g·L-1，其中含有粗蛋白質(zhì)約60％，用H2SO4調控pH，不僅可提高廢水硫含量，而且還可增加酵母沉淀物中蛋氨酸的含量。研究表明，產(chǎn)朊假絲酵母在含糖18.81g·L-1、硫酸銨8.71g·L-1和硫酸鎂0.69g·L-1的條件下，可以獲得生物質(zhì)6.69g·L-1，蛋白質(zhì)含量可達50％。試驗結果表明，產(chǎn)朊假絲酵母能夠降解細胞外的L-蘋(píng)果酸、乳酸、琥珀酸和檸檬酸，不能降解乙酸、草酸和延胡索酸。
