巴氏醋酸杆菌产酸驱动因子探究

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高酸食醋在发酵中存在底物利用率低、产酸量不足以及产品风味不佳等问题。此外,生产中的酸醇对食醋发酵造成胁迫。氮源可以促进细胞物质以及含氮代谢物的合成。因此,本课题以食醋中筛选的巴氏醋酸杆菌为研究对象,分析其在不同氮源及酸醇胁迫因子下的产酸规律及生理特性。最终以优良菌株与营养盐为强化手段提升食醋品质。主要研究结果如下:(1)挑选出产酸量最高的菌株,鉴定为巴氏醋酸杆菌(Acetobacter pasteurium)。测定该菌株在不同氮源下的产酸量,结果显示其产酸量在8.8~34.5 g/L范围,且以天科酱油酵母抽提物(天科酱油YE)组为氮源的产酸量明显高于蛋白胨组。验证10种氨基酸对产酸量的影响,结果显示缺失丙氨酸和精氨酸时,分别低于空白组62.5%和60%;缺失脯氨酸时高于空白组27.1%。(2)测定4%~14%乙醇与1%~3%乙酸多种胁迫组合下菌株的生长量和产酸量。随着乙醇浓度从4%(v/v)提升至14%(v/v)菌株生长量逐渐下降。12%(v/v)乙醇或8%(v/v)乙醇加1%(v/v)乙酸胁迫下,产酸量最高,为67.8 g/L、66 g/L。(3)利用电镜观察及细胞膜流动性和乙醇脱氢酶及乙醛脱氢酶酶活性检测菌株的生理特性。结果显示酸醇胁迫小或营养条件好时,菌体细胞易衰老变形;酸醇胁迫大或营养条件差时,菌体细胞易损坏变形。高乙醇浓度或少量酸胁迫能增大细胞膜流动性。当乙醇浓度从4%(v/v)提高至12%(v/v)时酶活呈先增大后减小的趋势。此外,给予菌株1%(v/v)酸胁迫后,也能提高其酶活性。(4)检测菌种和营养盐强化后液态发酵米醋的挥发性风味物质。结果显示,C组(空白)含有13种挥发性风味物质,A组(菌株强化组)、S组(营养盐强化组)以及A+S组(菌株加营养盐复合强化组)分别包含21种、24种以及23种挥发性风味物质。其中,A+S组中酯类物质最丰富。实验组都含有高含量醋酸和乙偶姻(3-羟基-2丁酮)。S组、A+S组含有丰富的异戊酸。A组、A+S组中含有突出的2-苯乙醇。A组和S组含有更高含量的正壬醛。此外,A组和C组颜色偏淡黄色,S组和A+S组偏琥珀色。A组、S组和A+S组使液态发酵食醋更加酸甜可口、柔和以及润滑醇厚。
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