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超声波应用于生物技术是一个比较新的研究热点,特别是近年来在基因工程领域有了很大发展。许多研究还发现,低强度超声波可以改善细胞膜的通透性、提高酶活性、加速细胞的新陈代谢、促进细胞生长......。这些发现使超声波在酶工程和发酵工程中具有广阔的应用前景。因此,开展超声波在相关领域的基础研究具有重要的理论和实践意义。本文以啤酒酵母为研究对象,检测了低强度超声波对其生长和生理的影响,并对超声波刺激影响酵母生长的机理做了初步探讨。本文的主要研究内容和结果:1、实验采用CY-5D型超声波生物促进生长仪产生低强度超声波,以正交实验法检测了超声波对处于不同生长时期的啤酒酵母细胞的生长刺激效果,结果发现:(1)低强度超声波辐照在适当条件下对滞缓期和对数期的啤酒酵母生长有促进作用,可提高其生长速率,而对平衡期的酵母生长基本没影响。滞缓期酵母超声刺激的最佳参数组合为:30 KHz、功率6W、超声间隔30s、超声时间1s、超声全程15min。对数期酵母超声刺激的最佳参数组合为:24KHz、功率2W、超声间隔15s、超声时间1s、超声全程30min;(2)低强度超声波辐照培养液引起的温度变化很小,可忽略不计,而低强度超声波辐照对数期培养液可引起pH值略有上升和一定泡沫产生。2、在啤酒酵母生长的对数期引入低强度超声波刺激并传代培养,检测超声波对酵母细胞的损伤状况以及对酵母发酵性能和生理特性的影响,结果表明:(1)适宜的低强度超声波没有对啤酒酵母的细胞造成损伤;(2)在低强度超声波刺激条件下啤酒酵母的发酵力暂时增加,但超声刺激传代的菌株发酵力没有改变;(3)低强度超声刺激后的子代酵母细胞的凝集性降低但子囊孢子的产生情况没有变化;(4)低强度超声刺激增加了酵母培养液中的蛋白酶活性。3、以适宜的低强度超声波刺激对数期的啤酒酵母,并传代培养,研究超声刺激对啤酒酵母的保护酶-超氧化物歧化酶和发酵酶-乙醇脱氢酶活性的影响,结果表明:(1)低强度超声刺激能够提高SOD和ADH的酶活性;(2)超声刺激后的子代啤酒酵母的SOD酶活性高于对照组,低于超声刺激组,而ADH酶活性与对照组相当。4、为初步探索低强度超声波促进啤酒酵母增殖的机理,本实验还研究了Ca2+对啤酒酵母增殖的作用,并用等离子发射光谱仪检测了低强度超声刺激对酵母细胞<WP=5>内Ca2+含量的影响,结果显示:Ca2+能够促进啤酒酵母的增殖,低强度超声刺激使酵母细胞内Ca2+含量增加。