主题：【分享】【“仪”起享奥运】发酵菌种入门：天然发酵剂——酵母菌

酵母菌这个名称，有些人也许还不太熟悉，但实际上我们几乎每天都在享受着酵母菌带来的好处。面包、馒头就是由酵母菌的参与制成的，喝的啤酒、白酒也离不开酵母菌的贡献。而对于酵素行业来讲，酵母菌更是最重要的发酵菌种之一。

酵母菌是人类实践应用得比较早的一类微生物，我国古代劳动人民就利用酵母菌酿酒。酵母菌的细胞里含有丰富的蛋白质和维生素，所以也可以做成营养品添加到食品中，或用作饲养动物的饲料。酵母菌在自然界中分布很广，尤其喜欢在偏酸性且含糖较多的环境中生长，例如，在水果、蔬菜、花蜜的表面和在果园土壤中最为常见。

基本信息

酵母是一种单细胞真菌，并非系统演化分类的单元。一种肉眼看不见的微小单细胞微生物，能将糖发酵成酒精和二氧化碳，分布于整个自然界，是一种典型的异养兼性厌氧微生物，在有氧和无氧条件下都能够存活，属于兼性厌氧菌，是一种天然发酵剂。

酵母菌是人类文明史中被应用得最早的微生物。目前已知有1000多种酵母，根据酵母菌产生孢子(子囊孢子和担孢子)的能力，可将酵母分成三类:形成孢子的株系属于子囊菌和担子菌。不形成孢子但主要通过出芽生殖来繁殖的称为不完全真菌，或者叫"假酵母"(类酵母)。

目前已知极少部分酵母被分类到子囊菌门。酵母菌在自然界分布广泛，主要生长在偏酸性的潮湿的含糖环境。2018年2月，酵母长染色体的精准定制合成荣获科技部2017年度中国科学十大进展。

细胞形态

酵母菌细胞宽度(直径)约2~6μm，长度5~30μm，有的则更长，个体形态有球状、卵圆、椭圆、柱状和香肠状等。

生理特性

酵母菌的遗传物质组成：细胞核DNA，线粒体DNA，以及特殊的质粒DNA。

大多数酵母菌的菌落特征与细菌相似，但比细菌菌落大而厚，菌落表面光滑、湿润、粘稠，容易挑起，菌落质地均匀，正反面和边缘、中央部位的颜色都很均一，菌落多为乳白色，少数为红色，个别为黑色。

生殖方式

酵母菌的生殖方式分无性繁殖和有性繁殖两大类。

无性繁殖包括：芽殖，裂殖，芽裂。

有性繁殖方式：子囊孢子。

生长条件

营养

酵母菌同其它活的有机体一样需要相似的营养物质，像细菌一样它有一套胞内和胞外酶系统，用以将大分子物质分解成细胞新陈代谢易利用的小分子物质，属于异养生物。

酸度

酵母菌能在PH值为3.0~7.5的范围内生长，最适PH值为4.5~5.0。

水分

像细菌一样，酵母菌必须有水才能存活，但酵母需要的水分比细菌少，某些酵母能在水分极少的环境中生长，如蜂蜜和果酱，这表明它们对渗透压有相当高的耐受性。

氧气

酵母菌在有氧和无氧的环境中都能生长，即酵母菌是兼性厌氧菌，在有氧的情况下，它把糖分解成二氧化碳和水且酵母菌生长较快。在缺氧的情况下，酵母菌把糖分解成酒精和二氧化碳。

酵母菌的作用

保护肝脏

酵母中有一种很强的抗氧化物，可以保护肝脏，有一定的解毒作用。酵母里的硒、铬等矿物质能抗衰老、抗肿瘤、预防动脉硬化，并提高人体的免疫力。发酵后，面粉里一种影响钙、镁、铁等元素吸收的植酸可被分解，从而提高人体对这些营养物质的吸收和利用。

制品疏松

酵母在面团发酵中产生大量的二氧化碳，并由于面筋网络组织的形成，而被留在网状组织内，使烘烤食品组织疏松多孔，体积增大。酵母还有增加面筋扩展的作用，使发酵时所产生的二氧化碳能保留在面团内，提高面团的持气能力。如用化学疏松剂则无此作用。

改善风味

可提高食品的味觉强度，还可以用来增强食品的一些风味特征，如持续性、温和感、浓厚感等。

增加营养

因为酵母的主要成分是蛋白质，几乎占了酵母干物质的一半含量，而且人体必需氨基酸含量充足，尤其是谷物中较缺乏的赖氨酸含量较多。另一方面，含有大量的维生素B1，维生素B2及尼克酸。所以，酵母能提高发酵食品的营养价值。

发酵工业中常见的酵母菌

酿酒酵母

这是发酵工业上最常用的菌种之一。目前在分类上皆采用酿酒酵母的学名。底面发酵酵母其细胞为圆形或卵圆形，直径为5～10μm。它与酿酒酵母在外形上的区别是，卡氏酵母部分细胞的细胞壁有一平端。另外，温度对这两类酵母的影响也不同。在高温时，酿酒酵母比卡氏酵母生长得更快，但在低温时卡氏酵母生长较快。酿酒酵母繁殖速度最高时的温度为33℃，而卡氏酵母需在36℃。但在8℃时卡氏酵母较酿酒酵母繁殖速度几乎快一倍。

异常汉逊酵母

由于异常汉逊酵母能产生乙酸乙酯，故它常在调节食品的风味中起到一定作用。如将其用于无盐发酵酱油可增加香味，有的厂还用这种菌参与以薯干为原料的白酒的酿造，采用浸香和串香法可酿造出比一般薯干白酒味道醇和的白酒。

粟酒裂殖酵母

有人曾对在用菊芋（鬼子姜）制成的未水解糖液中粟酒裂殖酵母的发酵能力进行研究，结果发现，由此可得到产量很高的乙醇。

黏红酵母黏红变种

这个种能氧化烷烃，是较好的产脂肪菌种。据报道，其脂肪含量可达干物重量的50％～60％，但合成脂肪速度缓慢，如在培养液中添加氮和磷，则可增大合成速度。产1g脂肪约需4.5g葡萄糖，在一定条件下，还可产生L-丙氨酸和L-谷氨酸。其产蛋氨酸的能力很强，蛋氨酸的产量可达干重的1％。

产朊假丝酵母

在微生物蛋白中，人们研究得最多的是酵母蛋白。其中以产朊假丝酵母和啤酒酵母是最常用的，而产朊假丝酵母的蛋白质含量和维生素B含量均比啤酒酵母高，它能够以尿素和硝酸作为氮源，在培养基中不需要加入任何刺激生长的因子即可生长。

白地霉

白地霉的营养价值并不比产朊假丝酵母差，因此可供食用及用作饲料，也可用于提取核酸。白地霉还可合成脂肪，但产量不如红酵母、脂肪酵母等高。

粉状毕赤酵母

毕赤酵母是一种甲醇酵母，其表达系统已经迅速地成为重要的蛋白质表达系统之一，现广泛使用于各类实验室。用毕赤酵母表达蛋白水平高出酿酒酵母10～100倍，又适用于高密度发酵，因此更适用于工业化生产。

酵母菌的应用

食用

啤酒酵母：啤酒酵母是啤酒生产上常用的典型的上面发酵酵母。除用于酿造啤酒、酒精及其他的饮料酒外，还可发酵面包。菌体维生素、蛋白质含量高，可作食用、药用和饲料酵母，还可以从其中提取细胞色素C、核酸、谷胱甘肽、凝血质、辅酶A和三磷酸腺苷等。

面包酵母：又分压榨酵母、活性干酵母和快速活性干酵母。在面包生产中，影响渗透压大小的主要是糖，盐这两种原料。当配方中的糖量为0~5%时，对酵母的发酵不起抑制作用，反而可促进酵母发酵作用。当超过6%时，便会抑制发酵作用，如果超过10%时，发酵速度会明显减慢，在葡萄糖，果糖，蔗糖和麦芽糖中，麦芽糖的抑制作用比前三种糖小，这是因为麦芽糖的渗透压比其他糖要低。

药用

由于它含有丰富的蛋白质、维生素和酶等生理活性物质，医药上将其制成酵母片如食母生片，用于治疗因不合理的饮食引起的消化不良症。体质衰弱的人服用后能起到一定程度的调整新陈代谢机能的作用。在酵母培养过程中，如添加一些特殊的元素制成含硒、铬等微量元素的酵母，对一些疾病具有一定的疗效。如含硒酵母用于治疗克山病和大骨节病，并有一定防止细胞衰老的作用;含铬酵母可用于治疗糖尿病等。

饲料用

饲料酵母：通常用假丝酵母或脆壁克鲁维酵母经培养、干燥制成，不具有发酵力，细胞呈死亡状态的粉末状或颗粒状产品。它含有丰富的蛋白质(30~40%左右)、B族维生素、氨基酸等物质，广泛用作动物饲料的蛋白质补充物。它能促进动物的生长发育，缩短饲养期，增加肉量和蛋量，改良肉质和提高瘦肉率，改善皮毛的光泽度，并能增强幼禽畜的抗病能力。

酵母菌的危害

当然，不是所有大的酵母菌对人类都是有益的。有些酵母菌对生物或用具是有害的，例如红酵母会生长在浴帘等潮湿的家具上；白色假丝酵母(或称白色念珠菌)会生长在湿润的人类上皮组织。

念珠菌

正常情况下，念珠菌以酵母细胞型存在，没有致病性;在一些因素的诱导下，比如免疫力缺陷，过量使用抗生素等，白色念珠菌大量转化为菌丝生长型，并大量繁殖，入侵患者粘膜系统，引起炎症而发病。

白色隐球菌

是一种一般对人类无害的出芽型酵母菌。但在免疫系统缺陷者身上，可能感染病人引起一种名为隐球菌病的疾病。另外，有案例显示，一位进行免疫抑制治疗的病人肺部受到白色隐球菌的感染后，导致出现急性呼吸窘迫综合症(ARDS)的病症。

酿酒酵母

一般不被认为是条件性致病菌，但是也有少量的报告显示出酿酒酵母具有致病能力。