面包酵母快速质检 | FlowRACS 新应用

研究人员从市场上购买广泛使用的酵母产品，获得了8种面包酵母菌株（菌株A-H），其中菌株A-D从商业化低糖酵母产品中分离获得，菌株E-H从商业化高糖酵母产品中分离获得。

图1 八种酵母细胞冷冻前和冷冻后的单细胞拉曼光谱（SCRS）

将冷冻前后的酵母菌株分别置于含D2O的培养基中孵育，每组菌株采集120-150条SCRS，海藻糖在1130 cm^-1处显示出一个强峰，冷冻后的SCRS中海藻糖标准曲线显示海藻糖特征峰面积与海藻糖浓度存在线性相关（图1）。由于细胞对D2O的利用，在2000-2300 cm^-1出现C-D峰，可用于量化酵母细胞的代谢活性。

将冷冻前后的菌株分别置于含D2O的培养基中，不同发酵时间点取样检测，结果发现，随着发酵时间的增加，低糖酵母菌株的细胞活性呈上升趋势（图2A-D），而高糖酵母菌株则呈下降（图2E-H）。拉曼光谱法检测细胞活性的结果与传统方法（平板菌落计数法）高度相关，所有菌株显示出高皮尔逊相关系数（r > 0.9）。

图2 传统方法（TM）和拉曼方法（RM）测量冷冻前和冷冻后（F）酵母细胞的代谢活性

值得注意的是，与传统的标准平板菌落计数法相比，拉曼方法的细胞活性结果比传统方法高出10-20%。这归因于拉曼方法是在单细胞水平上检测细胞活性，可识别低代谢活性的酵母细胞，而这些细胞无法通过传统方法检测到。因此，拉曼方法在测量酵母细胞活性方面具有高灵敏度和准确性的优势，能够准确分析和评估酵母的发酵性能。

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分别使用拉曼方法和传统方法（蒽酮-硫酸法）测量八种酵母菌株在冷冻前后细胞内海藻糖含量和冷冻保存存活率。结果显示，每种酵母菌株胞内海藻糖的含量在冷冻后普遍增加，表明细胞通过内源性海藻糖合成来抵抗外部压力。

图3 传统方法（TM）和拉曼方法（RM）测量冷冻前和冷冻后（F）酵母细胞的胞内海藻糖含量、冷冻存活率

具体而言，高糖酵母菌株的冷冻耐受性要高于低糖酵母菌株，菌株A的胞内海藻糖含量最高为40.1 mg/g（图3A），菌株E的胞内海藻糖含量最高为139.5 mg/g（图3E），且高糖酵母菌株的冷冻保存存活率通常高于低糖酵母菌株，该结果与细胞活性一致。拉曼方法与传统方法在评估胞内海藻糖含量方面显示出高度相关性，证明拉曼方法的可行性和可信度。

如图4D所示，在冷冻前，低糖酵母中菌株A显示出最高的MAL，表明具有最高的细胞活力，而菌株B最低；高糖酵母中菌株G的MAL最低，与传统方法的结果一致。值得注意的是，传统方法显示菌株H与其他菌株发酵能力差异较小，而拉曼法则显示其具有更高的MAL，表明菌株H的发酵能力未被传统方法识别。