白水杜康太空酒曲中功能菌的研究进展
2008-04-11 09:50
酿酒科技
如今，航天科技与现代生物技术相结合的太空育种已成为动植物及微生物育种的新方向。由于太空中存在着微重力、强辐射、高能粒子、交变磁场等多种独特的作用环境，可以使生物发生一些在地面环境难以完成的基因变异，且变异的速度要比地面快成千上万倍，为发展新材料、新物
如今，航天科技与现代生物技术相结合的太空育种已成为动植物及微生物育种的新方向。由于太空中存在着微重力、强辐射、高能粒子、交变磁场等多种独特的作用环境，可以使生物发生一些在地面环境难以完成的基因变异，且变异的速度要比地面快成千上万倍，为发展新材料、新物种、新医药等提供了理想的实验场所和生产基地。所以，可利用返回式空间飞行器，将微生物送入太空，在地面难以模拟的空间环境下，促使菌种的基因发生变异，取得地面上无法获得的诱变效果，并且在返回地面后进行培育、筛选得到生产性能优良的微生物菌种，应用于生产。
陕西白水杜康集团的酿酒曲药搭载神舟4号飞船（简称太空酒曲）于2003年1月5日返地，我们对其功能菌进行了分离、选育及生物学特性方面的研究。同时，用原生产中使用的曲药中的微生物进行对照。
1.材料与方法
1.1 材料：太空酒曲；对照曲药。
1.2 功能菌的分离
1.2.1 分离培养基：察氏琼脂、麦芽汁琼脂（10°Be）。
1.2.2 分离方法：稀释涂布平板法。
1.2.3 倒平板：培养基中加入青霉素溶液再倒平板，28℃培养，将平皿上生长的菌落挑取，平板划线法纯化，纯菌株移入斜面。
1.2.4 平皿分离：将样品适当稀释后，取0.1mL分别注入察氏琼脂、麦芽汁琼脂平皿上，用玻棒均匀涂布，于28℃培养，将平皿上生长的菌落挑取，平板划线法纯化，纯菌株移入斜面。
1.3 酶活测定
1.3.1 培养：麸皮加入70%水分，混合均匀，分装后灭菌，冷却后接种，28℃培养24h、36h、48h、72h后备用。
1.3.2 酶液制备：培养物中加入缓冲液振荡提取1h后过滤，收集滤液，测定酶活。
1.3.3 测定方法
1.3.3.1 糖化酶：碘量法
1.3.3.2 液化酶：60℃法
1.3.3.3 蛋白酶：福林法
2.结果
2.1 菌种分离
分离出根霉、黑曲霉、米曲霉各数株，测定各株菌酶活性，挑选出各类菌群中酶活性最强的菌株作为后续研究菌株，分别为：
太空酒曲：根霉SKR3、黑曲霉SKA2、米曲霉SK03。
未上太空的对照曲药：根霉SNR1、黑曲霉SNA4、米曲霉SN02。
2.2 酶活测定
2.2.1 根霉
两株菌的糖化酶、液化酶活化均随着培养时间的延长而增加，但在各个培养时间，SKR3的酶活性均比SNR1高出两倍以上，SKR3在培养36h后酶活性已较高，均已达到SNR1培养72h的近两倍（见表1）。
2.2.2 黑曲霉
在各个培养时间，SKA2的糖化酶、液化酶活性均比SNA4高出近3倍，SKA2在培养48h后，其糖化酶、液化酶活性已达到最高值，且均达到SNA4培养72h的3倍水平；蛋白酶方面，SKA2的中性蛋白酶在36h出现一个高峰，比SNA4培养72h的高出2倍多，两株菌的酸性蛋白酶活性均随着培养时间的延长而增加，但在各个培养时间，SKA2均比SNA4高出1倍多（见表2、表3）。
2.2.3 米曲霉
SK03和SN02在各个培养时间，其糖化酶、液化酶、蛋白酶活性均无多大差异（见表4、表5）。
3.分析与讨论
白水杜康集团的曲药搭载神舟4号飞船经太空诱变育种后，其功能菌的活性发生了很大改变，根霉和黑曲霉的糖化酶、液化酶活性均比未上太空的对照菌株高出2至3倍，黑曲霉的蛋白酶活性也提高了1至2倍，并且根霉在培养36小时、黑曲霉在培养48小时后，糖化酶、液化酶活性均比对照菌株培养72小时的酶活性高。将育种后的功能菌应用于凤型酒的生产，极大地改善了曲药性能，缩短生产周期，降低生产成本。据白水杜康酒业总工程师李英俊等人的生产实践证明，可提高原料出酒率5.6%，大曲用量减少15%，大大降低了生产成本，且酒质得到了明显改善。
陕西白水杜康酒业开创了酿酒微生物太空诱变育种之先河，且在凤型酒生产中取得了理想的效果。为此，我们建议杜康酒业及相关研究人员，进一步深入研究太空飞船搭载的中高温大曲及窖泥中酿酒功能菌的特性变异，并应用于白酒生产，为白酒的技术进步做出积极的贡献。
陕西白水杜康集团的酿酒曲药搭载神舟4号飞船（简称太空酒曲）于2003年1月5日返地，我们对其功能菌进行了分离、选育及生物学特性方面的研究。同时，用原生产中使用的曲药中的微生物进行对照。
1.材料与方法
1.1 材料：太空酒曲；对照曲药。
1.2 功能菌的分离
1.2.1 分离培养基：察氏琼脂、麦芽汁琼脂（10°Be）。
1.2.2 分离方法：稀释涂布平板法。
1.2.3 倒平板：培养基中加入青霉素溶液再倒平板，28℃培养，将平皿上生长的菌落挑取，平板划线法纯化，纯菌株移入斜面。
1.2.4 平皿分离：将样品适当稀释后，取0.1mL分别注入察氏琼脂、麦芽汁琼脂平皿上，用玻棒均匀涂布，于28℃培养，将平皿上生长的菌落挑取，平板划线法纯化，纯菌株移入斜面。
1.3 酶活测定
1.3.1 培养：麸皮加入70%水分，混合均匀，分装后灭菌，冷却后接种，28℃培养24h、36h、48h、72h后备用。
1.3.2 酶液制备：培养物中加入缓冲液振荡提取1h后过滤，收集滤液，测定酶活。
1.3.3 测定方法
1.3.3.1 糖化酶：碘量法
1.3.3.2 液化酶：60℃法
1.3.3.3 蛋白酶：福林法
2.结果
2.1 菌种分离
分离出根霉、黑曲霉、米曲霉各数株，测定各株菌酶活性，挑选出各类菌群中酶活性最强的菌株作为后续研究菌株，分别为：
太空酒曲：根霉SKR3、黑曲霉SKA2、米曲霉SK03。
未上太空的对照曲药：根霉SNR1、黑曲霉SNA4、米曲霉SN02。
2.2 酶活测定
2.2.1 根霉
两株菌的糖化酶、液化酶活化均随着培养时间的延长而增加，但在各个培养时间，SKR3的酶活性均比SNR1高出两倍以上，SKR3在培养36h后酶活性已较高，均已达到SNR1培养72h的近两倍（见表1）。
2.2.2 黑曲霉
在各个培养时间，SKA2的糖化酶、液化酶活性均比SNA4高出近3倍，SKA2在培养48h后，其糖化酶、液化酶活性已达到最高值，且均达到SNA4培养72h的3倍水平；蛋白酶方面，SKA2的中性蛋白酶在36h出现一个高峰，比SNA4培养72h的高出2倍多，两株菌的酸性蛋白酶活性均随着培养时间的延长而增加，但在各个培养时间，SKA2均比SNA4高出1倍多（见表2、表3）。
2.2.3 米曲霉
SK03和SN02在各个培养时间，其糖化酶、液化酶、蛋白酶活性均无多大差异（见表4、表5）。
3.分析与讨论
白水杜康集团的曲药搭载神舟4号飞船经太空诱变育种后，其功能菌的活性发生了很大改变，根霉和黑曲霉的糖化酶、液化酶活性均比未上太空的对照菌株高出2至3倍，黑曲霉的蛋白酶活性也提高了1至2倍，并且根霉在培养36小时、黑曲霉在培养48小时后，糖化酶、液化酶活性均比对照菌株培养72小时的酶活性高。将育种后的功能菌应用于凤型酒的生产，极大地改善了曲药性能，缩短生产周期，降低生产成本。据白水杜康酒业总工程师李英俊等人的生产实践证明，可提高原料出酒率5.6%，大曲用量减少15%，大大降低了生产成本，且酒质得到了明显改善。
陕西白水杜康酒业开创了酿酒微生物太空诱变育种之先河，且在凤型酒生产中取得了理想的效果。为此，我们建议杜康酒业及相关研究人员，进一步深入研究太空飞船搭载的中高温大曲及窖泥中酿酒功能菌的特性变异，并应用于白酒生产，为白酒的技术进步做出积极的贡献。