窖泥高产己酸菌株的筛选及代谢功能解析

来源 :四川轻化工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:panxiongbin
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己酸乙酯是浓香型白酒中的主体风味物质之一,其含量是决定浓香型白酒质量的一个重要指标,也是曲酒优质率的主要限制因素。而合成己酸乙酯的前体物质己酸主要由窖泥中产己酸微生物合成,窖泥中的产己酸细菌是浓香型白酒窖泥中及其重要的产酸功能菌,其数量与功能直接影响着浓香型大曲酒特征风味物质的形成。本文从浓香型白酒窖泥中对高产己酸的微生物进行了分离筛选鉴定,并对其中最优的产己酸菌的生长产酸性能、产己酸代谢途径和己酸发酵工艺进行了相关研究,主要研究成果如下:(1)采用不同碳源的筛选培养基从不同浓香型白酒厂优质窖泥中筛选出14株产己酸菌,其中己酸产量最高的一株菌为3B-1,初始己酸产量达4.064 g/L,经形态学和生理生化及分子生物学鉴定,该菌为Rummelibacillus suwonensis。该菌能利用多种碳源,并且在厌氧环境中生长迅速,菌落较大,便于培养。培养48 h左右达到对数生长期,其最佳的生长p H值为7,最佳生长温度为35℃,具有一定的耐高温和耐乙醇能力。(2)通过Illumina Nova Seq测序平台对菌株R.suwonensis 3B-1基因组进行了测序和功能注释。R.suwonensis 3B-1的基因组大小为4,117,671 bp,平均GC含量为35.86%,共编码3891个基因,编码基因的平均长度为835.06 bp。其中3217个基因被COG注释为蛋白编码基因。通过KAAS注释重构了3B-1的己酸合成途径,该菌利用葡萄糖、乳酸、乙酸和乙醇产己酸的代谢途径完整,并能以氨水、氨态氮等作为氮源。此外,该菌的氨基酸合成途径完整,但生物素合成途径不完整。(3)利用单因素和正交试验对该菌株的发酵条件,对3B-1产己酸培养基碳源、氮源、生物素添加量进行了优化。当乙醇添加量4%、乙酸钠15 g/L、酵母粉3 g/L、1%生物素添加量为8 m L/100m L,初始p H为7,接种量10%,装液量为80%,37℃发酵10 d时,己酸产量相比初始产量4.064 g/L提高了36.66%,达到5.554 g/L。
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