空气-乙炔火焰原子吸收光谱法测定啤酒酵母发酵液中的na

空气-乙炔火焰原子吸收光谱法测定啤酒酵母发酵液中的na

除了碳源、氮源和生物素外，还有钠、钾、钙、镁等有机金属离子。生物细胞中许多生理代谢活动都与金属离子的作用密切相关[1～3]。而这些无机离子都是通过跨膜运输来实现细胞和外界营养环境中的交换作用,可见,周围环境中Na+、K+、Mg2+、Ca2+等离子的含量及其变化直接影响着啤酒酵母的生理代谢、发酵周期以及发酵产物的种类和数量,最终从宏观上决定了啤酒的种类和风味,这对实际生产是非常有意义的。因此,研究酵母细胞营养环境中Na+、K+、Mg2+、Ca2+等离子浓度的变化,无论是从理论上还是生产实践上都具有重要的意义。国内外最近几年来从无机离子角度研究酵母生理特性的报道日益增多[4～6],但以原子吸收光谱法跟踪检测胞外无机金属离子动态变化从而来研究酵母细胞生长代谢的文献未见报道。鉴于此,本文用原子吸收光谱法测定了不同培养基和不同发酵条件下共80个样品中相关元素的含量。测定结果准确可靠,简便快速,为进一步研究离子代谢对啤酒酵母生长发酵以及代谢产物种类和数量变化的影响提供依据1实验部分1.1实验离子和试剂啤酒酵母,由大连华润啤酒有限公司提供。单一离子培养基:葡萄糖10%,蛋白胨1%,磷酸氢二铵0.2%,以无机盐形式添加下面其中1种金属离子:Na+:0.005mol/L,K+:0.1mol/L,Mg2+:0.002mol/L,Ca2+:0.01mol/L。然后用去离子水定容。复合培养基:葡萄糖10%,蛋白胨1%,磷酸氢二铵0.2%,以无机盐形式同时添加与上述等量的4种金属离子后,用去离子水定容。实验试剂NaCl、KCl、MgO、CaCO3均为光谱纯;HNO3、SrCO3、La2O3均为分析纯,配制试剂用高纯去离子水。1.2空心企业灯光实验采用日立180-80型偏光塞曼原子吸收分光光度计(日本日立公司);空心阴极灯:Na灯(上海电光仪器厂),Ca、Mg、K灯(日本日立公司)作光源。仪器工作条件见表1。1.3实验方法1.3.1培训方法1.3.2样品溶液配制取不同发酵阶段的发酵液5mL,经3000r/min离心10min,取上清液再用定量滤纸过滤后(约为4mL),作为原样品液低温贮存。测样时,从中吸取0.5mL溶液用水定容至500mL,以测定K+、Mg2+。再从原样液中吸取1mL于100mL容量瓶中,用水定容,以测Na+、Ca2+。当被测元素含量超出工作曲线范围时,再酌情稀释。1.3.3标准系列工作液的配制按光度法的常规方法配制质量浓度为1000mg/L的Na+、K+、Mg2+、Ca2+标准储备液,再分别配制100mg/L的中间标准溶液,测定前再从中配制标准系列工作液。其中,用1000mg/L的Sr2+盐和1%的HNO3作为测量Na+、K+的工作液溶剂并作为测量时的空白液;用1%的HNO3和1500mg/LLa3+盐作为Mg2+、Ca2+工作溶液的溶剂,并作为测量时的空白液。1.3.4离子培养中的离子在单一离子培养下取样(单样),分别测定相应的某一种离子;在复合离子培养下取样(复样),测其中的4种离子。按上述仪器工作条件测定空白、标准系列工作溶液和样品。2结果与讨论2.1测量的精度按上述方法步骤对同一份发酵液样品进行11次平行实验,结果如表2。2.2添加标准样品将一定量的含相关离子盐类的标准加入复合试样中,测得回收率为98%～107%,平均回收率为103%,结果如表3。2.3标准偏差的测定按实验方法配制44个空白液,喷入火焰,按自动调零键。分别记录Na+、K+、Mg2+、Ca2+在589.0、766.5、285.2和422.7nm下积分5s的吸光度,求出其标准偏差δ。再求得标准加入曲线的斜率S,由3δ/S就可以计算出检出限。测得Na+的检出限为0.159mg/L,K+为0.789mg/L,Mg2+为0.039mg/L,Ca2+为0.029mg/L。2.4培养基金属离子的动态变化对啤酒酵母在不同培养条件下的单样和复合样两组共80个样品中的Na+、K+、Mg2+、Ca2+进行测试,检测结果见表4。从表4测定结果的数据可以看出,除厌氧培养条件下单离子金属的动态变化不很明显外,其余的培养条件下金属离子变化很大。可见,除培养方式(通风或厌氧)外,4种金属离子在酵母发酵过程中也起着重要的作用。我们初步认为,金属离子的动态变化是细胞适应营养环境的结果,动态变化越大,则说明细胞生命力强壮,生理代谢旺盛。至