赛里木酸奶源酵母的分离鉴定、多重胁迫耐受与产气特性解析:基于ITS rDNA的传统发酵乳功能菌株资源挖掘

《Journal of Fungi》:Isolation, Identification, Stress-Tolerance and Gas-Producing Characteristics of Yeasts from Sayram Yogurt

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年11月04日 来源:Journal of Fungi 4.3

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  摘要:赛里木酸奶(Sayram yogurt)为新疆阿克苏地区拜城县赛里木镇传统自然发酵乳制品,其特征风味与功能属性很大程度上来源于原料中固有的本土酵母群落。研究人员从当地手工制作酸奶中回收并纯化出6株优势酵母分离物(Y4、Y6、Y10、Y18、Y35、Y44

  
摘要:赛里木酸奶(Sayram yogurt)为新疆阿克苏地区拜城县赛里木镇传统自然发酵乳制品,其特征风味与功能属性很大程度上来源于原料中固有的本土酵母群落。研究人员从当地手工制作酸奶中回收并纯化出6株优势酵母分离物(Y4、Y6、Y10、Y18、Y35、Y44)。通过ITS rDNA(内转录间隔区核糖体DNA)测序,鉴定其中5株为马克思克鲁维酵母(Kluyveromyces marxianus),1株为发酵毕赤酵母(Pichia fermentans)。研究人员进一步系统评估了与乳品发酵及胃肠存活相关的关键生理胁迫响应,包括酸碱耐受、胆盐耐受、高糖与高渗耐受、乙醇耐受、温度适应性,以及模拟胃肠液(SGF/SIF)耐受。结果表明,待测酵母在pH 2.5–6.5、胆盐0.25%–2%、葡萄糖300–900 g/L、乙醇10%–20%、培养温度25–37 ℃范围内均保持可观生长;经人工模拟胃液与肠液处理后,细胞浊度(OD600)仍维持较高水平。各菌株产气特征差异显著,其中Y4与Y6产气启动更早、产气体积更大。该研究明确了赛里木酸奶源酵母的生理耐受边界与功能优势,为新疆传统发酵乳微生物多样性利用、功能性发酵食品开发及候选益生菌(probiotic)菌株筛选提供了实验依据与菌种资源。
赛里木酸奶源酵母的分离、胁迫耐受与产气特性研究解读
研究背景与立项逻辑
赛里木酸奶是新疆阿克苏地区拜城县赛里木镇特有的维吾尔族传统手工自然发酵乳,以黏稠质地与独特感官风味成为区域饮食文化与非遗标识。其自然发酵体系由酵母与乳酸菌(LAB)协同驱动,参与乳糖降解、乙醇生成与风味化合物积累;酵母因对严苛胃肠环境具较强耐受,被视为潜在益生菌候选。既有研究多聚焦于乳酸菌筛选、胞外多糖(EPS)与工艺优化,对酵母群落的系统性生理画像——特别是多因子胁迫耐受与产气行为——长期缺位。研究人员由此从真实家庭手工酸奶样本中分离本土酵母,旨在补齐这一认知短板,并为功能菌剂开发提供可验证的体外证据链。
主要技术路径(简明)
研究人员采集赛里木镇6户家庭手工酸奶样本(S1–S6)为队列来源,经梯度稀释涂布YPD(酵母浸出粉胨葡萄糖)琼脂分离单菌落,结合革兰氏染色与过氧化氢酶初筛;以真菌基因组DNA提取结合ITS rDNA区PCR扩增与Sanger测序,用BLAST比对与最大似然法(ML)系统发育树完成物种鉴定。胁迫评价统一以2%(v/v,约109 CFU/mL)接种量、OD600空白校正读取生物量,覆盖pH、牛胆盐、葡萄糖高渗、乙醇、温度、模拟胃液(SGF,含胃蛋白酶,pH 1.5)与模拟肠液(SIF,含胰蛋白酶与胆盐,pH 7.0)时序处理;产气能力采用杜氏发酵管(Durham tube)法半定量记录气泡出现与积累动态。
研究结果
酵母分离与物种鉴定
从16个疑似分离物中保留6株纯化代表株。显微与染色显示酵母样形态、革兰氏阳性;ITS鉴定显示Y4、Y10、Y18、Y35、Y44为Kluyveromyces marxianus,Y6为Pichia fermentans。K. marxianus为优势种,P. fermentans在新疆发酵乳中较少见。
酸性pH耐受
在pH 1.5–6.5梯度中,pH 1.5时全部菌株生长受抑;生物量随pH升高在4.5–5.5达最优,pH 2.5仍具可测生长,说明野生酵母适应弱酸发酵基质且耐酸表型偏强,但单一pH耐受不等于体内定植能力。
胆盐耐受
胆盐0.25%–2%呈剂量抑制,但2%超高浓度下无完全灭活,Y44与Y4在高胆盐下生物量领先,满足候选功能菌体外筛选基线。
葡萄糖耐受(高渗)
葡萄糖300–900 g/L下所有菌株均可生长;300 g/L时OD600为1.20–2.56,900 g/L仍残留可观生物量。Y4在各梯度生物量最高,显示强高渗适应,利于高糖发酵乳或果基发酵矩阵。
乙醇耐受
乙醇10%–20%下生长递减;10%–14%仍旺盛,20%时Y4约OD600 1.10,Y6仅0.121。K. marxianus Y4耐乙醇远超常规乳源同类,P. fermentans Y6适低醇场景。
温度适应性
25–37 ℃均可生长,29 ℃生物量峰值,37 ℃(近体温)未失活,支持其作为体外功能候选的温度兼容基础。
模拟胃肠液耐受
SGF 4 h接续SIF 6 h后,各株OD600(经稀释因子校正)未低于初始值,提示复合酸-酶-胆盐胁迫下浊度信号可维持;但OD不能替代活菌计数与黏附实验。
产气性能
杜氏管分为三型:Y4、Y6为早发高产型(24 h见泡、48 h充盈);Y35、Y44为中产型(36 h显现);Y10延迟低产、Y18最低产。Y4兼具强胁迫耐受与高产气,Y6产气优但乙醇耐受弱,提示应用需按产品工艺权衡。
讨论与结论翻译
讨论指出,本研究扩展新疆传统发酵乳酵母种质资源,首次系统刻画赛里木酸奶源酵母的多重体外胁迫边界与产气分化。Y4以“高生物量+耐高糖/高乙醇/胃肠液+早产气”成为首选候选;Y6产气强但乙醇短板限定其低醇用途;Y18适低泡风味型产品。所有结论限于体外水平,ITS鉴定未覆盖全基因组功能基因,缺乏动物模型验证,后续需结合全基因组测序(WGS)、活菌存活计数、肠上皮黏附及体内益生功效与食用安全评价。
结论(浓缩直译):研究人员从赛里木酸奶分离6株酵母,ITS rDNA鉴定5株为Kluyveromyces marxianus、1株为Pichia fermentans。体外胁迫显示六株在宽pH、高胆盐、900 g/L葡萄糖、20%乙醇及25–37 ℃下均保留可测生长;序贯胃肠模拟后OD600不低于初始值。菌株间差异显著:Y4综合耐受最强且产气早而高,Y6产气强但乙醇耐受差。该研究为传统发酵乳酵母资源挖掘、功能菌剂与候选益生菌筛选提供初步体外依据,并指明需以体内实验与基因组安全评估接续验证。
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