四川麸醋中优良醋酸菌的筛选及其在液态发酵麸醋中的应用

摘要

四川麸醋是我国著名的食醋品种之一，它不仅色泽深厚、醋香浓郁、酸味醇厚、回味绵长，同时具有其他食醋所不具备的一些药理作用。由于其传统固态发酵工艺存在着淀粉利用率低、醋酸含量低、生产周期长、难以实现阶段化、机械化生产等问题。本文从四川麸醋醋醅中筛选具有高产酸能力的优良醋酸菌;在液态发酵食醋的工艺中添加优良醋酸菌种子液和麸皮浸出液，用响应面法优化液态麸醋的发酵条件，通过测定液态麸醋的总酸和风味物质，探讨该液态麸醋发酵工艺对食醋风味品质的影响，主要结果如下:
　　1.从正常发酵的四川麸醋醋醅中共分离纯化出104株菌。其中，革兰氏阴性菌78株;产醋酸定性试验结果显示有69株为醋酸菌;产酸定量试验结果表明，有15株菌产酸量高于对照菌株20064(32.40g/L)，其中2株菌的产酸量高于对照菌株7015(39.00g/L);对其中5株高产酸菌株(C9-4、C12-4、A12-7、A30-16、A30-14-2)进行形态学、生理生化特性、16S rDNA遗传学鉴定，结果为巴氏醋杆菌（Acetobacter pasteurianus）。
　　2.对高产酸的5株醋酸菌的生长特性进行研究。酒精浓度适应性试验结果表明菌株A30-16在乙醇含量7％时，产酸量最高，达到55.51g/L;菌株C9-4、C12-4、A12-7的产酸量在乙醇含量为6％时最高，分别为45.51 g/L、42.98 g/L、39.46g/L;菌株A30-14-2的产酸量在乙醇含量为5％时最高，为41.54 g/L。补加乙醇试验结果显示菌株C9-4的产酸量最高，为43.60 g/L，说明其连续发酵产酸的能力较强，其他4株菌产酸差异不明显。底酸浓度适应性试验结果表明菌株A30-16的产酸量在底酸浓度≤4％的范围内，均随底酸浓度的增加而增加;其他菌株的产酸量随底酸浓度的增加呈先增后减的趋势，当底酸浓度为3.5％时，其产酸量达到最高值。温度适应性结果表明，在28-40℃范围内，菌株C12-4和A30-14-2的产酸量随温度的升高持续减少;菌株C9-4、A12-7、A30-16的产酸量随温度的升高均呈现先增加后减少的趋势，并在34℃达到最高值;此外，菌株C9-4、A30-14-2、A30-16的产酸量在28-40℃范围内波动较小，对温度的适应范围广，尤其是菌株C9-4和A30-16能耐受40℃的高温并产酸。生长曲线测定结果表明菌株A30-16的对数生长期在6h-36h;菌株C9-4的对数生长期是6h-44h。
　　3.对高产酸的5株醋酸菌的产酸特性进行研究。产酸曲线结果表明菌株A30-14-2、C9-4、A30-16对含7％的酒精发酵液环境适应性良好，产酸量在0-5d迅速增加，5-10d缓慢增加;菌株C12-4、A12-7对含7％的酒精发酵液环境的适应性较差，呈“S”型变化趋势，出现了3d的延迟发酵，产酸量在0-3d基本不增加，3-6d迅速增加，6-10d缓慢增加。产有机酸种类试验结果表明，5株醋酸菌均能检测到5种以上的有机酸，均未检测到乳酸;菌株C12-4产酒石酸的量明显高于其他菌株，菌株A30-16产乙酸的量明显高于其他菌株;产总有机酸量从高到低依次为:A30-16＞C12-4＞C9-4＞A30-14-2＞A12-7。
　　4.选择耐酒精度高、耐底酸浓度高、温度适应范围广、产酸快且连续发酵能力强、产有机酸总量高的菌株A30-16和C9-4进行液态麸醋发酵试验，菌种比例的单因素试验结果表明，接种不同菌株比例的发酵液总酸差异显著，当接种量10％，C9-4∶A30-16=6∶4时，产酸量最高达到65.08g/L。对液态麸醋发酵单因素试验结果进行方差分析，得知对产酸量影响显著的因素分别是麸曲添加量、醋酸菌接种量和醋酸发酵温度。采用响应面Box-Behnken试验设计，得到回归方程:Y=66.99-1.07X1+3.81 X2+3.71X3-4.3X1X2+1.33X1X3-1.15X2X3-5.42X12-5.21X22-4.85X32（式中，X1、X2和X3分别代表麸曲添加量、醋酸菌接种量和醋酸发酵温度的编码水平。）结合回归方程模型，在预测条件（麸曲添加量1.11％、醋酸菌接种量13.71％、醋酸发酵温度31.50℃）及其他确定条件下（菌种比例6∶4、酵母菌接种量10％），产酸量为67.97，与预测值(68.4817g/L)拟合性较好。
　　5.在液态发酵麸醋中共检测到20种挥发性风味物质和17种游离氨基酸，氨基酸总量为805.29mg/100mL;其品质明显优于工厂生产的液态食醋（共检出11种挥发性风味物质和12种游离氨基酸，氨基酸总量3.38 mg/100mL）;但与固态发酵麸醋(共检出33种挥发性风味物质和17种游离氨基酸，氨基酸总量1283.55mg/100mL)相比，仍有一定差距。
　　论文研究结果不仅可为食醋酿造提供优良的醋酸菌菌种资源，还可为液态麸醋的发酵生产提供技术指导，具有一定的理论意义和实际应用价值。

目录

声明

摘要

1 前言

1．1 文献综述

1．1．1 国内外食醋生产概况

1．1．2 四川麸醋工艺特点

1．1．3 小麦麸皮与麸醋的功能性

1．1．4 优良醋酸菌的筛选

1．1．5 食醋的风味物质

1．1．6 关于优化食醋发酵条件的研究

1．2 研究的目的和意义

1．3 研究内容与技术路线

2 材料与方法

2．1 实验材料

2．1．1 样品

2．1．2 菌种

2．1．3 培养基

2．1．4 主要试剂

2．1．5 仪器设备

2．2 方法

2．2．1 优良醋酸菌的筛选、鉴定

2．2．2 菌株的生长、产酸特性

2．2．3 混合菌株发酵液态麸醋试验

3 结果与分析

3．1 优良醋酸菌的筛选、鉴定结果

3．1．1 醋酸菌的分离纯化结果

3．1．2 产醋酸定性试验结果

3．1．3 产酸定量试验结果

3．1．4 菌株鉴定结果

3．2 菌株的生长及产酸特性结果

3．2．1 生长特性测定结果

3．2．2 菌株的产酸特性

3．2．3 混合菌株液态发酵麸醋的实验结果

4 讨论

4．1 传统发酵醋中优良醋酸菌筛选鉴定的研究

4．2 优化食醋发酵条件的研究

4．3 关于提高食醋风味品质的研究

5 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

附图

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表的文章