摘要：本文探索獲得富鐵面包酵母的富集條件。篩選獲得一株富鐵能力較強的面包酵母菌株 QN006。通過單因素實驗確定該菌株富鐵工藝條件為：鐵鹽種類為硫酸亞鐵，亞鐵離子濃度為 900μg/mL，添加時間為 0h，溫度為 28℃，pH 為 5.0。在此條件測得面包酵母 QN006 的鐵富集量為 13.92mg/g 干菌體，不加糖面團發(fā)酵力達到 623mL/h。鐵是我國膳食攝取中最容易缺乏的三種礦物元素之一。研究表明，90%的貧血是由缺鐵引發(fā) ，貧血會使人嗜睡、乏力或胸悶，免疫力降低，誘發(fā)口腔炎癥、貧血性心臟病和各種感染性疾病等多種疾病，也會促進腫瘤的發(fā)生和發(fā)展并降低治療的效果。
傳統(tǒng)的鐵強化劑多采用無機鐵，口感差，胃腸道副反應較大，吸收率較低。而面包酵母具有較強富集微量元素的能力，能在生長中自主吸收和轉化，將鐵由無機態(tài)轉變?yōu)橛袡C態(tài)，對胃腸道刺激少，吸收快，無毒副作用。另外，面包酵母中還含有多種人體必需氨基酸、維生素和生理活性物質等，廣泛應用于面包和饅頭等日常食品。因此，開發(fā)富鐵面包酵母可實現(xiàn)飲食補鐵，是預防鐵缺乏的有效手段，是高效補鐵劑的研究方向。本文通過篩選高富鐵面包酵母，并對酵母富鐵的影響因素進行研究，為富鐵面包酵母和高效補鐵劑的開發(fā)提供理論支持。

1 材料與方法
1.1 材料與試劑
酵母 1008、法式酵母、馬利酵母、酵母 2006、酵母 2009、酵母 QN006，食品微生物實驗室保藏；硫酸亞鐵、硫酸亞鐵銨、硫化鐵、氯化鐵、磷酸鐵、鹽酸羥胺、鄰菲羅啉，均為化學純。
1.2 優(yōu)良富鐵酵母的篩選
分別接種酵母 1008、法式酵母、馬利酵母、酵母2006、酵母 2009、酵母 QN006，測定 0h，2h，6h，10h，14h，17h，20h 和 24h 發(fā)酵液中鐵含量并測定菌體干重，計算鐵富集量。
鐵富集量（mg/g 干菌體）=（發(fā)酵液初始鐵含量-發(fā)酵液鐵剩余量）/酵母干重
發(fā)酵液鐵含量的測定：鄰菲羅啉分光光度法。
1.3 影響面包酵母富鐵的因素研究
以硫酸亞鐵為鐵鹽，培養(yǎng) 0h 添加的亞鐵離子濃度為 500μg/mL，接種量為 5%，pH 為 6.0，溫度定為30℃，搖瓶培養(yǎng) 24h 為基礎，進行以下單因素實驗。
1.3.1 鐵鹽種類對富鐵面包酵母鐵富集量的影響
用硫酸亞鐵、硫酸亞鐵銨、磷酸鐵、氯化鐵和硫化亞鐵五種鐵鹽來替代基礎中 FeSO4，測定發(fā)酵液中鐵含量，計算鐵富集量，確定最佳鐵富集用鐵鹽種類。
1.3.2 亞鐵離子濃度對富鐵面包酵母鐵富集量的影響
用亞鐵離子濃度為 300μg/mL，500μg/mL，700μg/mL，900μg/mL，1100μg/mL，1300μg/mL 來代替基礎中 500μg/mL，測定發(fā)酵液中鐵含量，計算鐵富集量，確定最佳鐵富集用亞鐵離子濃度。
1.3.3 鐵添加時間對富鐵面包酵母鐵富集量的影響
在培養(yǎng) 0h，2h，4h，8h，12h 和 18h 后添加鐵鹽來代替基礎中的 0h，測定發(fā)酵液中鐵含量，計算鐵富集量，確定最佳鐵添加時間。
1.3.4 溫度對富鐵面包酵母鐵富集量的影響
在溫度為 7℃，18℃，28℃，30℃，36℃培養(yǎng)富鐵面包酵母來代替基礎中的 30℃，測定發(fā)酵液中鐵含量，計算鐵富集量，確定最佳鐵富集溫度。
1.3.5 不同 pH 對富鐵面包酵母鐵的富集量的影響
將 pH 分別調為 3.0、4.0、5.0、6.0、7.0、8.0 來代替基礎中的 6.0，測定發(fā)酵液中鐵含量，計算鐵富集量，確定最佳鐵富集 pH。
1.4 富鐵面包酵母的最優(yōu)實驗
根據(jù)單因素實驗結果進行富鐵面包酵母的最優(yōu)實驗，最終得出最佳培養(yǎng)條件和最高鐵富集量。
1.5 不加糖面團發(fā)酵力的測定
參照 GB/T 20886-2007 進行實驗，記錄 30℃下60min 內的 CO2產生量，實驗重復 3 次取平均值，誤差值小于 3%。

2 結果與分析
2.1 優(yōu)良富鐵面包酵母的篩選
0-2h 面包酵母中鐵富集量迅速上升，然后，隨時間延長鐵富集量變化不明顯，趨于穩(wěn)定，由此可知，面包酵母富鐵能力與菌株特性密切相關，面包酵母 QN006 的鐵富集量最高，培養(yǎng) 24h 的鐵富集量為 7.58mg/g 干菌體，較其他菌株高 5.81-10.02%，同時，該菌株的生物量也高于其他菌株，故選擇酵母 QN006 菌株作為富鐵面包酵母菌株進行后續(xù)研究。
2.2 面包酵母 QN006 菌株富鐵條件的優(yōu)化
2.2.1 鐵鹽種類對面包酵母 QN006 鐵富集量的影響
面包酵母 QN006 對五種鐵鹽均具有較強的富集能力，富集量的大小順序為硫酸亞鐵>氯化鐵>磷酸鐵>硫酸亞鐵銨>硫化亞鐵，面包酵母 QN006 對硫酸亞鐵的鐵富集量最高，可達7.62mg/g 干菌體。因此，選擇硫酸亞鐵作為面包酵母QN006 鐵富集用鐵鹽。
2.2.2 亞鐵離子濃度對面包酵母 QN006 鐵富集量
的影響亞鐵離子濃度在 300-900μg/mL時鐵富集量隨亞鐵離子濃度增加而增加，在 900μg/mL時鐵富集量達到最高，為 13.17mg/g 干菌體，在 900-1300μg/mL 時鐵富集量趨于穩(wěn)定，但亞鐵離子濃度在 1100-1300μg/mL 時菌體生物量略有下降。因此，選擇最佳添加亞鐵離子濃度為 900μg/mL。
2.2.3 鐵添加時間對面包酵母 QN006 鐵富集量的影響
在 0-12h 添加硫酸亞鐵，面包酵母 QN006 的鐵富集量均能達到最大量，而在 18h加硫酸亞鐵，鐵富集量則明顯下降，在 22h 添加硫酸亞鐵的鐵富集量僅為最大值的 30.97%，這可能與富集時間較短有關，也與穩(wěn)定期酵母特性有關。因此，面包酵母 QN006 在 0-12h 添加硫酸亞鐵的富鐵效果較好。
2.2.4 溫度對面包酵母 QN006 鐵富集量的影響
溫度對面包酵母 QN006 的鐵富集量有顯著影響，在 28℃和 30℃培養(yǎng)時面包酵母的鐵富集量較高，在 28℃時，面包酵母 QN006 鐵富集量達到最大，為 7.76mg/g 干菌體。在 7℃、18℃和36℃ 時鐵富集量則明顯降低。溫度對面包酵母QN006 鐵富集量的影響與溫度對酵母生長的影響具有對應性，說明酵母的生長代謝有利于鐵的富集。因此，面包酵母 QN006 鐵富集的最佳溫度為28℃。
2.2.5 pH 對面包酵母 QN006 鐵富集量的影響
pH 對面包酵母 QN006 的鐵富集量的影響較大，酸性條件有利于面包酵母 QN006 富集鐵，而中性偏堿的環(huán)境則不利于鐵的富集。在 pH5 時，面包酵母 QN006 的鐵富集量達到最大，為7.69mg/g 干菌體。因此，面包酵母 QN006 鐵富集的最佳 pH 值為 5。
2.3 面包酵母 QN006 富鐵條件的確定
以硫酸亞鐵為鐵鹽，在 0h 添加的亞鐵離子濃度為 900μg/mL，接種量為 5%，pH 為 5.0，溫度定為28℃，搖瓶培養(yǎng) 24h，測得面包酵母 QN006 的鐵富集量為 13.92mg/g 干菌體。
2.4 面包酵母 QN006 不加糖面團中的發(fā)酵力
未富集鐵和富集鐵后面包酵母QN006 的不加糖面團發(fā)酵力分別達到 632mL/h 和623mL/h，均符合 GB/T 20886-2007 中低糖型鮮酵母發(fā)酵力（≥550mL/h）的要求。QN006 富集鐵后不加糖面團發(fā)酵力較未富集鐵前略有下降，該下降與面包酵母富鐵后單位質量中酵母數(shù)量相對減少有關。

3 討論
本研究篩選獲得一株優(yōu)良的富鐵面包酵母QN006，確定了該菌株富集鐵的工藝條件為：鐵鹽種類為硫酸亞鐵，亞鐵離子濃度為 900μg/mL，添加時間為 0h，溫度 28℃，pH 為 5.0。在此條件下測得面包酵母 QN006 的鐵富集量為 13.92mg/g 干菌體，不加糖面團發(fā)酵力達到 623mL/h。按 3g 面包酵母可生產1kg 饅頭（含水量＜45%）計，每天食用 287g 饅頭就可達到我國推薦鐵的攝入量（12mg/d）。因此，利用富鐵面包酵母補鐵方便易行，是目前鐵缺乏強化劑的一種優(yōu)良的換代產品，具有很高的市場推廣性和實際應用價值。

來源：惠合膠體磨研磨設備廠

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富鐵面包酵母的篩選及富集條件研究