酵母菌及其生物學(xué)特性簡(jiǎn)介

酵母菌是一些單細(xì)胞真菌，并非系統(tǒng)演化分類的單元。酵母菌是人類文明史中被應(yīng)用得最早的微生物?？稍谌毖醐h(huán)境中生存。目前已知有1000多種酵母，根據(jù)酵母菌產(chǎn)生孢子(子囊孢子和擔(dān)孢子)的能力，可將酵母分成三類：形成孢子的株系屬于子囊菌和擔(dān)子菌。不形成孢子但主要通過(guò)出芽生殖來(lái)繁殖的稱為不完全真菌，或者叫“假酵母”(類酵母)。目前已知大部分酵母被分類到子囊菌門。酵母菌在自然界分布廣泛，主要生長(zhǎng)在偏酸性的潮濕的含糖環(huán)境中，而在釀酒中，它也十分重要。 生理

酵母營(yíng)專性或兼性好氧生活，目前未知專性厭氧的酵母。在缺乏氧氣時(shí)，發(fā)酵型的酵母通過(guò)將糖類轉(zhuǎn)化成為二氧化碳和乙醇(俗稱酒精)來(lái)獲取能量。

C6H12O6(酶)→2C2H5OH(酒精)+2CO2+少量能量

在釀酒過(guò)程中，乙醇被保留下來(lái);在烤面包或蒸饅頭的過(guò)程中，二氧化碳將面團(tuán)發(fā)起，而酒精則揮發(fā)。

在有氧氣的環(huán)境中，酵母菌將葡萄糖轉(zhuǎn)化為水和二氧化碳。無(wú)氧的條件下，將葡萄糖分解為二氧化碳和酒精。

在溫度適合時(shí)，氧氣和養(yǎng)料充足的條件下，以出芽方式迅速增殖。

化學(xué)元素組分

酵母的化學(xué)組成與培養(yǎng)基、培養(yǎng)條件和酵母本身所處的生理狀態(tài)有關(guān)。

一般情況下：

酵母細(xì)胞的平均元素組成(%)如下： 碳-47 氫-6.5 氧-31 氮-7.5~10 磷-1.6~3.5

其他元素的含量很少(%)

鈣-0.3~0.8 鉀-1.5-2.5 鎂--0.1~0.4 鈉-0.06-0.2 硫-0.2

在酵母中發(fā)現(xiàn)的微量元素(mg/kg)

鐵--90-350 銅：20-135 鋅：100-160 鈷：15-65

細(xì)胞壁

細(xì)胞壁厚約25~70nm，細(xì)胞壁分為三層，外層為甘露聚糖;中層為蛋白質(zhì)，其中多數(shù)是酶，少數(shù)是結(jié)構(gòu)蛋白;內(nèi)層為葡聚糖，它使細(xì)胞保持一定的機(jī)械強(qiáng)度。此外，細(xì)胞壁還含有少量脂類和幾丁質(zhì)(芽痕)。

不同種屬的酵母菌細(xì)胞壁不含甘露聚糖。

細(xì)胞膜

酵母菌的細(xì)胞膜是由磷脂雙分子層構(gòu)成，中間嵌有甾醇和蛋白質(zhì)。

細(xì)胞核

每個(gè)細(xì)胞通常只有一個(gè)核，但也有含有兩個(gè)核或者甚至多個(gè)核。細(xì)胞核由核被膜、染色質(zhì)、核仁和核基質(zhì)組成。

核由雙層膜包被，核膜上有許多核孔。染色質(zhì)的基本單位是核小體，它是由DNA與組蛋白結(jié)合而成。

染色體外DNA

主要有兩類，即線粒體DNA和2μm質(zhì)粒DNA。線粒體DNA是雙鏈DNA，編碼大量呼吸酶。

細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞器

細(xì)胞質(zhì)位于細(xì)胞膜內(nèi)，是一種粘稠液體，內(nèi)含各種細(xì)胞器，如線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、核糖體、微體、液泡。

特征

多數(shù)酵母可以分離于富含糖類的環(huán)境中，比如一些水果(葡萄、蘋果、桃等)或者植物分泌物(如仙人掌的汁)。一些酵母在昆蟲(chóng)體內(nèi)生活。酵母菌是單細(xì)胞真核微生物。酵母菌細(xì)胞的形態(tài)通常有球形、卵圓形、臘腸形、橢圓形、檸檬形或藕節(jié)形等。比細(xì)菌的單細(xì)胞個(gè)體要大得多，一般為1~5微米或5~20微米。酵母菌無(wú)鞭毛，不能游動(dòng)。酵母菌具有典型的真核細(xì)胞結(jié)構(gòu)，有細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、細(xì)胞核、細(xì)胞質(zhì)、液泡、線粒體等，有的還具有微體。

酵母菌的遺傳物質(zhì)組成：細(xì)胞核DNA，線粒體DNA，以及特殊的質(zhì)粒DNA。

大多數(shù)酵母菌的菌落特征與細(xì)菌相似，但比細(xì)菌菌落大而厚，菌落表面光滑、濕潤(rùn)、粘稠，容易挑起，菌落質(zhì)地均勻，正反面和邊緣、中央部位的顏色都很均一，菌落多為乳白色，少數(shù)為紅色，個(gè)別為黑色。

未發(fā)現(xiàn)其有性階段的酵母菌稱假酵母。

用途

在醫(yī)藥工業(yè)中，酵母及其制品用于治療某些消化不良癥，并能提高和調(diào)整人體的新陳代謝機(jī)能。因此，藥用酵母的生產(chǎn)在酵母工業(yè)中占有重要的地位。

在畜牧業(yè)中，酵母廣泛用作精飼料以增加飼料中的蛋白質(zhì)含量,對(duì)提高禽畜的出肉率、產(chǎn)蛋率和產(chǎn)乳率,對(duì)肉質(zhì)的改良和毛皮質(zhì)量的提高均有明顯的效果。

生殖

酵母菌的生殖方式分無(wú)性繁殖和有性繁殖兩大類。

無(wú)性繁殖包括：芽殖，裂殖，芽裂。

有性繁殖方式:子囊孢子。

出芽繁殖

這是酵母菌進(jìn)行無(wú)性繁殖的主要方式。成熟的酵母菌細(xì)胞，先長(zhǎng)出一個(gè)小芽，芽細(xì)胞長(zhǎng)到一定程度，脫離母細(xì)胞繼續(xù)生長(zhǎng)，而后形成新個(gè)體。有多邊出芽、兩端出芽、和三邊出芽。

分裂生殖

少數(shù)種類的酵母菌與細(xì)菌一樣，借細(xì)胞橫分裂而繁殖。

芽裂

母細(xì)胞總在一端出芽，并在芽基處形成隔膜，子細(xì)胞呈瓶狀。這種方式很少。

有性繁殖：在合適的條件下接合子經(jīng)減數(shù)分裂，雙倍體核分裂為4~8個(gè)單倍體核，形成子囊孢子，包含在由酵母菌細(xì)胞壁演變來(lái)的子囊中。子囊孢子又可萌發(fā)成單倍體營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞。

酵母可以通過(guò)出芽進(jìn)行無(wú)性生殖，也可以通過(guò)形成子囊孢子進(jìn)行有性生殖。無(wú)性生殖即在環(huán)境條件適合時(shí)，從母細(xì)胞上長(zhǎng)出一個(gè)芽，逐漸長(zhǎng)到成熟大小后與母體分離。

有性生殖

在營(yíng)養(yǎng)狀況不好時(shí)，一些可進(jìn)行有性生殖的酵母會(huì)形成孢子(一般是四個(gè))，在條件適合時(shí)再萌發(fā)。一些酵母，如假絲酵母(或稱念珠菌，Candida)不能進(jìn)行有性繁殖。

酵母菌的生長(zhǎng)條件

營(yíng)養(yǎng)

酵母菌同其它活的有機(jī)體一樣需要相似的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，象細(xì)菌一樣它有一套胞內(nèi)和胞外酶系統(tǒng)，用以將大分子物質(zhì)分解成細(xì)胞新陳代謝易利用的小分子物質(zhì)。屬于異養(yǎng)。

水分

像細(xì)菌一樣，酵母菌必須有水才能存活，但酵母需要的水分比細(xì)菌少，某些酵母能在水分極少的環(huán)境中生長(zhǎng)，如蜂蜜和果醬，這表明它們對(duì)滲透壓有相當(dāng)高的耐受性。

酸度

酵母菌能在pH值為3.0-7.5 的范圍內(nèi)生長(zhǎng)，最適pH 值為pH4.5-5.0。

溫度

在低于水的冰點(diǎn)或者高于47℃的溫度下， 酵母細(xì)胞一般不能生長(zhǎng)，最適生長(zhǎng)溫度一般在20℃~30℃。

氧氣

酵母菌在有氧和無(wú)氧的環(huán)境中都能生長(zhǎng)，即酵母菌是兼性厭氧菌，在有氧的情況下，它把糖分解成二氧化碳和水，在有氧存在時(shí)，酵母菌生長(zhǎng)較快。在缺氧的情況下，酵母菌把糖分解成酒精和二氧化碳。用途 最常提到的酵母釀酒酵母(也稱面包酵母)(Saccharomyces cerevisiae)，自從幾千年前人類就用其發(fā)酵面包和酒類，在酦酵面包和饅頭的過(guò)程中面團(tuán)中會(huì)放出二氧化碳。

因酵母屬于簡(jiǎn)單的單細(xì)胞真核生物，易于培養(yǎng)，且生長(zhǎng)迅速，被廣泛用于現(xiàn)代生物學(xué)研究中。如釀酒酵母作為重要的模式生物，也是遺傳學(xué)和分子生物學(xué)的重要研究材料。

酵母菌中含有環(huán)狀DNA---質(zhì)粒，可以用來(lái)作基因工程的載體。