Culture conditions[edit]
In general, any glucose-containing medium is suitable for the culture and counting of yeasts, e.g. Sabouraud medium, malt extract agar (MEA), tryptone glucose yeast extract agar (TGY), yeast glucose chloramphenicol agar (YGC).[13] For the detection of acid-resistant yeasts like Z. bailii, acidified media are recommended, such as MEA or TGY with 0.5% (v/v) acetic acid added.[10][14] Plating with agar media is often used for counting of yeasts, with surface spreading technique is preferable to pour plate method because the former technique gives a better recovery of cells with lower dilution errors.[15] The common incubation conditions are aerobic atmosphere, temperature 25 °C for a period of 5 days. Nevertheless, a higher incubation temperature (30 °C) and shorter incubation time (3 days) can be applied for Z. bailii, as the yeast grows faster at this elevated temperature.[14]
Physiological properties[edit]
Among the Zygosaccharomyces spoilage species, Z. bailii possesses the most pronounced and diversified resistance characteristics, enabling it to survive and proliferate in very stressful conditions. It appears that Z. bailii prefers ecological environments characterized by high osmotic conditions. The most frequently described natural habitats are dried or fermented fruits, tree exudates (in vineyards and orchards), and at various stages of sugar refining and syrup production.[4] Besides, it is seldom to encounter Z. bailii as a major spoilage agent in unprocessed foods; usually the yeast only attains importance in processed products when the competition with bacteria and moulds is reduced by intrinsic factors such as pH, water activity (aw), preservatives, etc.[16]
Resistance characteristics[edit]
An outstanding feature of Z. bailii is its exceptional resistance to weak acid preservatives commonly used in foods and beverages, such as acetic, lactic, propionic, benzoic, sorbic acids and sulfur dioxide. In addition, it is reported that the yeast is able to tolerate high ethanol concentrations (≥ 15% (v/v)). The ranges of pH and aw for growth are wide, 2.0 - 7.0 and 0.80 - 0.99, respectively.[4] Besides being preservative resistant, other features that contribute to the spoilage capacity of Z. bailii are: (i) its ability to vigorously ferment hexose sugars (e.g. glucose and fructose), (ii) ability to cause spoilage from an extremely low inoculum (e.g. one viable cell per package of any size), (iii) moderate osmotolerance (in comparison to Zygosaccharomyces rouxii).[3] Therefore, foods at particular risk to spoilage by this yeast usually have low pH (2.5 to 5.0), low aw and contain sufficient amounts of fermentable sugars.[5]
The extreme acid resistance of Z. bailii has been reported by many authors. On several occasions, growth of the yeast has been observed in fruit-based alcohols (pH 2.8 - 3.0, 40 - 45% (w/v) sucrose) preserved with 0.08% (w/v) benzoic acid,[10] and in beverages (pH 3.2) containing either 0.06% (w/v) sorbic acid, 0.07% (w/v) benzoic acid, or 2% (w/v) acetic acid.[17][18] Notably, individual cells in any Z. bailii population differ considerably in their resistance to sorbic acid, with a small fraction able to grow in preservative levels double that of the average population.[19] In some types of food, the yeast is even able to grow in the presence of benzoic and sorbic acids at concentrations higher than those legally permitted and at pH values below the pKa of the acids.[5] For example, according to the European Union (EU) legislation, sorbic acid is limited to 0.03% (w/v) in soft drinks (pH 2.5 - 3.2);[20] however Z. bailii can grow in soft drinks containing 0.05% (w/v) of this acid (pKa 4.8).[21] Particularly, there is strong evidence that the resistance of Z. bailii is stimulated by the presence of multiple preservatives. Hence, the yeast can survive and defeat synergistic preservative combinations that normally provide microbiological stability to processed foods. It has been observed that the cellular acetic acid uptake was inhibited when sorbic or benzoic acid was incorporated into the culture medium. Similarly, ethanol levels up to 10% (v/v) did not adversely influence sorbic and benzoic acid resistance of the yeast at pH 4.0 - 5.0.[4] Moreover, Sousa et al. (1996) [22] have proved that in Z. bailii, ethanol plays a protective role against the negative effect of acetic acid by inhibiting the transport and accumulation of this acid intracellularly.
Like other microorganisms, Z. bailii has the ability to adapt to sub-inhibitory levels of a preservative, which enables the yeast to survive and grow in much higher concentrations of the preservative than before adaptation.[3][10] In addition, it seems that Z. bailii resistance to acetic, benzoic and propionic acid is strongly correlated, as the cells which were adapted to benzoic acid also showed enhanced tolerances to other the preservatives.[23]
Some studies have revealed the negligible effects of different sugars on preservative resistance of Z. bailii, e.g. comparable sorbic and benzoic acid resistance was observed regardless whether the cells were grown in culture medium containing glucose or fructose as fermentable substrates. However, the preservative resistance of the yeast is influenced by glucose level, with maximum resistance obtained at 10 - 20% (w/v) sugar concentrations.[4] As Z. bailii is moderately osmotolerant, the salt and sugar levels in foods are usually insufficient to control its growth.[3][24] The highest tolerance to salt has been observed at low pH values, e.g. the maximum NaCl allowing growth was 12.5% (w/v) at pH 3.0 whereas this was only 5.0% (w/v) at pH 5.0. Moreover, the presence of either salt or sugar has a positive effect on the ability of Z. bailii to initiate growth at extreme pH levels, e.g. the yeast showed no growth at pH 2.0 in the absence of NaCl and sucrose, but grew at this pH in 2.5% (w/v) NaCl or 50% (w/v) sucrose.[25]
Most facultatively fermentative yeast species cannot grow in the complete absence of oxygen. That means limitation of oxygen availability might be useful in controlling food spoilage caused by fermentative yeasts. However, it has been observed that Z. bailii is able to grow rapidly and ferment sugar vigorously in a complex medium under strictly anaerobic condition, indicating that the nutritional requirement for anaerobic growth was met by the complex-medium components. Therefore, restriction of oxygen entry into foods and beverages, which are rich in nutrients, is not a promising strategy to prevent the risk of spoilage by this yeast.[26] Besides, Leyva et al. (1999) [27] have reported that Z. bailii cells can retain their spoilage capability by producing a significant amount of gas even in non-growing conditions (i.e. presence of sugars but absence of nitrogen source).
Preservative resistance mechanisms[edit]
Different strategies have been suggested in accounting for Z. bailii resistance to weak acid preservatives, which include: (i) degradation of the acids, (ii) prevention of entry or removal of acids from the cells, (iii) alteration of the inhibitor target, or amelioration of the caused damage.[3] Particularly, the intrinsic resistance mechanisms of Z. bailii are extremely adaptable and robust. Their functionality and effectiveness are unaffected or marginally suppressed by environmental conditions such as low pH, low aw and limited nutrients.[4]
For a long time, it has been known that Z. bailii can maintain an acid gradient across the cell membrane,[28][29][30] which indicates the induction of a system whereby the cells can reduce the intracellular acid accumulation. According to Warth (1977),[28] Z. bailii uses an inducible, active transport pump to expel acid anions from the cells for counteracting the toxic effects of the acids. As the pump requires energy to function optimally, high sugar levels enhance Z. bailii preservative resistance. Nevertheless, this view was disputed from an observation that the concentration of acid was exactly as predicted from the intracellular, extracellular pH’s and pKa of the acid.[31] Besides, it is unlikely that an active acid extrusion alone would be sufficient to achieve an unequal acid distribution across the cell membrane. Instead, Z. bailii might have developed much more efficient ways of altering its cell membrane to limit the diffusional entry of acids into the cells. This, in turn, will dramatically reduce any need for active extrusion of protons and acid anions, thus saving a lot of energy.[32] Indeed, Warth (1989)[30] has reported that the uptake rate of propionic acid by diffusion in Z. bailii is much lower than in other acid-sensitive yeasts (e.g. Saccharomyces cerevisiae). Hence, it is conceivable that Z. bailii puts more effort on limiting the influx of acids in order to enhance its acid resistance.[32]
Another mechanism of Z. bailii to deal with acid challenge is that the yeast uses a plasma membrane H+-adenosine triphosphatase (H+-ATPase) to expel proton from cells, thereby preventing intracellular acidification.[33] In addition, Cole and Keenan (1987) [31] have suggested that Z. bailii resistance includes an ability to tolerate chronic intracellular pH drops. Besides, the fact that the yeast is able to metabolize preservatives may also contribute to its acid tolerance. Regarding the resistance of Z. bailii to SO2, it has been proposed that the cells reduce the concentration of SO2 by producing extracellular sulphite-binding compounds such as acetaldehyde.[5]
Metabolism[edit]
The fructophilic behaviour is well known in Z. bailii. Unlike most of other yeasts, Z. bailii metabolizes fructose more rapidly than glucose and grows much faster in foods containing ≥ 1% (w/w) of fructose.[4][5] In addition, it has been observed that the alcoholic fermentation under aerobic conditions (the Crabtree effect) in Z. bailii is influenced by the carbon source, i.e. ethanol is produced at a higher rate a
Results (
Thai) 1:
[Copy]Copied!
สภาพวัฒนธรรม [แก้ไข]ทั่วไป สื่อใด ๆ ที่ประกอบด้วยกลูโคสเหมาะสำหรับวัฒนธรรม และนับ yeasts เช่น Sabouraud กลาง มอลต์สกัด agar (MEA) agar (TGY), ยีสต์น้ำตาลกลูโคส chloramphenicol agar (YGC) สารสกัดจากยีสต์น้ำตาลกลูโคส tryptone [13] สำหรับการตรวจพบ yeasts ทนกรดเช่น bailii z. acidified สื่อแนะนำ เช่นการไฟฟ้านครหลวงหรือ TGY กับกรดน้ำส้ม 0.5% (v/v) เพิ่มขึ้น [10] [14] ชุบกับ agar media มักใช้สำหรับการตรวจนับของ yeasts แพร่กระจายเทคนิคพื้นผิวเป็นกรวดแผ่นวิธีเนื่องจากเทคนิคเดิมให้ฟื้นตัวดีขึ้นของเซลล์ที่มีข้อผิดพลาดเจือจางต่ำกว่า [15] เงื่อนไขบ่มทั่วไปมีบรรยากาศแอโรบิก อุณหภูมิ 25 ° C เป็นเวลา 5 วัน อย่างไรก็ตาม อุณหภูมิสูงในคณะทันตแพทยศาสตร์ (30 ° C) และเวลาการฟักตัวสั้น (3 วัน) สามารถใช้สำหรับ bailii z. เป็นยีสต์เติบโตรวดเร็วที่อุณหภูมิสูงนี้ [14]คุณสมบัติสรีรวิทยา [แก้ไข]ระหว่างพันธุ์เน่าเสีย Zygosaccharomyces, bailii z.มีการออกเสียงมากที่สุด และหลากหลายลักษณะความต้านทาน ทำให้อยู่รอด และ proliferate ในสภาพที่เครียดมาก ดูเหมือนว่า bailii z.ชอบสภาพแวดล้อมระบบนิเวศโดยเงื่อนไขการออสโมติกสูง อยู่อาศัยธรรมชาติอธิบายบ่อยมีผลไม้แห้ง หรือหมัก ต้นไม้ exudates (ในไร่องุ่นและสวนผลไม้), และขั้นตอนต่าง ๆ ของการผลิตกลั่นและน้ำเชื่อมของน้ำตาล [4] นอกจาก มันจะค่อยพบ bailii z.เป็นตัวแทนใหญ่เน่าเสียในอาหารที่ประมวลผล ปกติยีสต์เฉพาะ attains สำคัญในประมวลผลผลิตภัณฑ์เมื่อแข่งขันกับแบคทีเรียและแม่พิมพ์จะลดลงตามปัจจัย intrinsic เช่น pH น้ำกิจกรรม (สะสม), สารกันบูด ฯลฯ [16]ลักษณะต้านทาน [แก้ไข]An outstanding feature of Z. bailii is its exceptional resistance to weak acid preservatives commonly used in foods and beverages, such as acetic, lactic, propionic, benzoic, sorbic acids and sulfur dioxide. In addition, it is reported that the yeast is able to tolerate high ethanol concentrations (≥ 15% (v/v)). The ranges of pH and aw for growth are wide, 2.0 - 7.0 and 0.80 - 0.99, respectively.[4] Besides being preservative resistant, other features that contribute to the spoilage capacity of Z. bailii are: (i) its ability to vigorously ferment hexose sugars (e.g. glucose and fructose), (ii) ability to cause spoilage from an extremely low inoculum (e.g. one viable cell per package of any size), (iii) moderate osmotolerance (in comparison to Zygosaccharomyces rouxii).[3] Therefore, foods at particular risk to spoilage by this yeast usually have low pH (2.5 to 5.0), low aw and contain sufficient amounts of fermentable sugars.[5]The extreme acid resistance of Z. bailii has been reported by many authors. On several occasions, growth of the yeast has been observed in fruit-based alcohols (pH 2.8 - 3.0, 40 - 45% (w/v) sucrose) preserved with 0.08% (w/v) benzoic acid,[10] and in beverages (pH 3.2) containing either 0.06% (w/v) sorbic acid, 0.07% (w/v) benzoic acid, or 2% (w/v) acetic acid.[17][18] Notably, individual cells in any Z. bailii population differ considerably in their resistance to sorbic acid, with a small fraction able to grow in preservative levels double that of the average population.[19] In some types of food, the yeast is even able to grow in the presence of benzoic and sorbic acids at concentrations higher than those legally permitted and at pH values below the pKa of the acids.[5] For example, according to the European Union (EU) legislation, sorbic acid is limited to 0.03% (w/v) in soft drinks (pH 2.5 - 3.2);[20] however Z. bailii can grow in soft drinks containing 0.05% (w/v) of this acid (pKa 4.8).[21] Particularly, there is strong evidence that the resistance of Z. bailii is stimulated by the presence of multiple preservatives. Hence, the yeast can survive and defeat synergistic preservative combinations that normally provide microbiological stability to processed foods. It has been observed that the cellular acetic acid uptake was inhibited when sorbic or benzoic acid was incorporated into the culture medium. Similarly, ethanol levels up to 10% (v/v) did not adversely influence sorbic and benzoic acid resistance of the yeast at pH 4.0 - 5.0.[4] Moreover, Sousa et al. (1996) [22] have proved that in Z. bailii, ethanol plays a protective role against the negative effect of acetic acid by inhibiting the transport and accumulation of this acid intracellularly.เช่นจุลินทรีย์อื่น ๆ bailii z.มีความสามารถในการปรับใช้ preservative ซึ่งทำให้ยีสต์เพื่อการอยู่รอด และเติบโตในความเข้มข้นสูงมากของ preservative กว่าก่อนปรับ ระดับ sub-inhibitory [3] [10] นอกจากนี้ เหมือนที่ต้านทาน bailii z. benzoic อะซิติก และกรด propionic เป็นอย่างยิ่ง correlated เป็นเซลล์ซึ่งถูกดัดแปลงให้กรด benzoic ยังแสดงให้เห็นการยอมรับเพิ่มขึ้นในสารกันบูด [23]บางการศึกษาได้เปิดเผยผลกระทบระยะของน้ำตาลแตกต่างกันในการต้านทานของ bailii z. preservative เช่น ทนกรด benzoic sorbic และเปรียบเทียบได้ถูกตรวจสอบไม่ว่าเซลล์เติบโตในวัฒนธรรมที่ประกอบด้วยกลูโคสฟรักโทสเป็นพื้นผิว fermentable อย่างไรก็ตาม ต่อต้าน preservative ของยีสต์มีอิทธิพลระดับกลูโคส มีความต้านทานสูงสุดที่ได้รับที่ความเข้มข้นของน้ำตาล 10-20% (w/v) [4] เป็น z. bailii ปานกลาง osmotolerant ระดับเกลือและน้ำตาลในอาหารมักจะไม่เพียงพอในการควบคุมการเจริญเติบโตของ [3] [24] การยอมรับสูงสุดที่ใส่เกลือได้ถูกตรวจสอบที่ค่า pH ต่ำ เช่น NaCl สูงสุดที่ทำให้การเจริญเติบโตได้ 12.5% (w/v) ที่ pH 3.0 ขณะนี้มีเพียง 5.0% (w/v) ที่ pH 5.0 นอกจากนี้ สถานะของเกลือหรือน้ำตาลมีผลบวกในความสามารถของ bailii z.เริ่มเจริญเติบโตที่ระดับ pH มาก เช่นยีสต์ไม่เจริญเติบโตพบว่าที่ pH 2.0 ของ NaCl และซูโครส แต่เติบโตที่ pH 2.5% (w/v) NaCl หรือซูโครส 50% (w/v) นี้ [25]สุด facultatively fermentative ยีสต์ชนิดไม่สามารถเติบโตในการขาดงานที่สมบูรณ์ของออกซิเจน นั่นหมายความว่า อาจมีประโยชน์ในการควบคุมอาหารเน่าเสียเกิดจาก fermentative yeasts จำกัดพร้อมออกซิเจน อย่างไรก็ตาม มันได้ถูกตรวจสอบว่า bailii z.สามารถเติบโตอย่างรวดเร็ว และหมักน้ำตาลดั่งในสื่อที่ซับซ้อนภายใต้เงื่อนไขที่ไม่ใช้ออกซิเจนอย่างเคร่งครัด บ่งชี้ว่า ได้ตอบสนองความต้องการทางโภชนาการสำหรับการเติบโตที่ไม่ใช้ส่วนประกอบซับซ้อนปานกลาง ดังนั้น ข้อจำกัดของออกซิเจนเข้าอาหารและเครื่องดื่ม ที่อุดมไปด้วยสารอาหาร ได้กลยุทธ์สัญญาเพื่อป้องกันความเสี่ยงจากการเน่าเสียจากยีสต์นี้ [26] นอกจาก Leyva และ al. (1999) [27] ได้รายงานว่า เซลล์ bailii z.สามารถรักษาความสามารถในการเน่าเสีย โดยผลิตจำนวนก๊าซในไม่เจริญเติบโตอย่างมีนัยสำคัญเงื่อนไข (เช่นสถานะของน้ำตาล) แต่ขาดแหล่งไนโตรเจนกลไกการต้านทาน preservative [แก้ไข]มีการแนะนำกลยุทธ์ต่าง ๆ ในการลงบัญชีสำหรับทนต่อ bailii z.อ่อนกรดสารกันบูด ซึ่งรวมถึง: (i) การสลายตัวของกรด (ii) ป้องกันของรายการหรือของกรดจากเซลล์ (iii) เทียบเป้าหมายผล หรือ amelioration ของสาเหตุความเสียหาย [3] โดยเฉพาะอย่างยิ่ง กลไกต้านทาน intrinsic ของ bailii z.จะสามารถปรับเปลี่ยน ความแข็งแกร่งมาก ฟังก์ชันการทำงานและประสิทธิภาพของพวกเขามีผลกระทบ หรือหยุดดี โดยสภาพแวดล้อมเช่น pH ต่ำ ต่ำสะสม และจำกัดสารอาหาร [4]For a long time, it has been known that Z. bailii can maintain an acid gradient across the cell membrane,[28][29][30] which indicates the induction of a system whereby the cells can reduce the intracellular acid accumulation. According to Warth (1977),[28] Z. bailii uses an inducible, active transport pump to expel acid anions from the cells for counteracting the toxic effects of the acids. As the pump requires energy to function optimally, high sugar levels enhance Z. bailii preservative resistance. Nevertheless, this view was disputed from an observation that the concentration of acid was exactly as predicted from the intracellular, extracellular pH’s and pKa of the acid.[31] Besides, it is unlikely that an active acid extrusion alone would be sufficient to achieve an unequal acid distribution across the cell membrane. Instead, Z. bailii might have developed much more efficient ways of altering its cell membrane to limit the diffusional entry of acids into the cells. This, in turn, will dramatically reduce any need for active extrusion of protons and acid anions, thus saving a lot of energy.[32] Indeed, Warth (1989)[30] has reported that the uptake rate of propionic acid by diffusion in Z. bailii is much lower than in other acid-sensitive yeasts (e.g. Saccharomyces cerevisiae). Hence, it is conceivable that Z. bailii puts more effort on limiting the influx of acids in order to enhance its acid resistance.[32]Another mechanism of Z. bailii to deal with acid challenge is that the yeast uses a plasma membrane H+-adenosine triphosphatase (H+-ATPase) to expel proton from cells, thereby preventing intracellular acidification.[33] In addition, Cole and Keenan (1987) [31] have suggested that Z. bailii resistance includes an ability to tolerate chronic intracellular pH drops. Besides, the fact that the yeast is able to metabolize preservatives may also contribute to its acid tolerance. Regarding the resistance of Z. bailii to SO2, it has been proposed that the cells reduce the concentration of SO2 by producing extracellular sulphite-binding compounds such as acetaldehyde.[5]Metabolism[edit]The fructophilic behaviour is well known in Z. bailii. Unlike most of other yeasts, Z. bailii metabolizes fructose more rapidly than glucose and grows much faster in foods containing ≥ 1% (w/w) of fructose.[4][5] In addition, it has been observed that the alcoholic fermentation under aerobic conditions (the Crabtree effect) in Z. bailii is influenced by the carbon source, i.e. ethanol is produced at a higher rate a
Being translated, please wait..
