芽孢杆菌在小曲酒酿造中的应用研究

来源 :四川轻化工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:dalianmaowh
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我国白酒产业自建国以来发展迅速,传统工艺早已不能够满足当前生产需求,白酒生产迈向现代化、机械化已成为一种必然趋势。目前,小曲白酒的机械化程度最高,提高了劳动效率,但依然存在酒体单薄、风味种类少、高级醇含量偏高等问题。本课题旨在用功能菌提高小曲白酒机械化生产的质量,解决小曲白酒酒体单薄以及高级醇含量偏高等问题,在传统小曲清香型白酒酿造工艺的基础上,通过实验室液态酿造试验、实验室固态酿造试验,以13株从酿造环境中筛选得到的菌株为研究对象,探究其产香功能,筛选得到2株降高级醇、1株增酯功能的芽孢杆菌。后续采用生理生化与16S r RNA测序技术,完成三株菌的鉴定工作,并分别对三株菌的生长特性进行研究。为方便实际生产的使用,以麸皮为载体,将芽孢杆菌制成功能麸曲,通过设计单因素及正交试验对麸曲工艺进行优化,得到一套完善的芽孢杆菌麸曲制备工艺。并通过实验室固态酿造中试试验对芽孢杆菌麸曲的应用进行相关研究,设计单因素试验探究其对白酒风味的作用,进而为调控小曲清香型白酒中的风味物质提供方法参考和理论基础。得到以下研究结果与结论:(1)通过液态酿造和固态酿造,探究13株菌参与发酵对出酒率的影响,并对挥发性产物进行分析,从中筛选得到3株功能菌株,分别为降高级醇的菌株BI1、B31,增加酯含量的菌株CI2。菌株BI1、B31在液态发酵条件下可将高级醇分别降低0.794 mg/m L和0.716mg/m L,固态发酵条件下分别可降低0.543 mg/m L和0.410 mg/m L;菌株CI2在液态发酵可增加乙酸乙酯含量0.518 mg/m L,固态发酵可增加0.151 mg/m L。(2)通过生理生化试验及16S rRNA测序技术,对3株菌进行鉴定,判定菌株BI1为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)、菌株B31为地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)、菌株CI2为解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)。三株菌的生长特性试验结果表明,菌株BI1生长对数期为8~16 h,最适培养温度为35℃;菌株B31对数生长期为8~18h,最适培养温度为35℃;菌株CI2生长对数期为6~16 h,最适培养温度为37℃;三株菌的最适生长p H均为7.0,且均能在p H 4.0的环境下生长,其中菌株B31、CI2表现出比菌株BI1更优良的耐酸性,且CI2具有更强的碱性环境的耐受性及高温环境耐受性。(3)通过单因素及正交试验,对麸曲制备工艺进行优化,并对优化结果进行验证,得到最佳工艺。其中,麸曲BI1的最佳制备工艺条件为:麦粉添加量为14%,料水比为1:0.9,培养温度为33℃,培养时间为3天,接种量为3×10~7个/g,成品麸曲BI1生物量可达7.74×1010±3.88×10~9个/g。麸曲B31的最佳制备工艺条件为:麦粉添加量为14%,料水比为1:0.9,培养温度为35℃,培养时间为2天,接种量为3×10~7个/g,成品麸曲B31生物量可达8.13×1010±4.73×10~9个/g。麸曲CI2的最佳制备工艺条件为:麦粉添加量为16%,料水比为1:1,培养温度为37℃,培养时间为3天,接种量为7×10~6个/g,成品麸曲CI2生物量可达9.78×1010±5.31×10~9个/g。(4)通过固态酿造初试、扩大酿造试验,以发酵产物中高级醇及酯的含量为指标,对单菌麸曲的最佳使用量进行探究。结果显示,当每克糟醅中含有菌株BI1的生物量与酵母生物量的比例为1:10时,高级醇含量降低最多(0.21 mg/m L);当每克糟醅中含有菌株B31的生物量与酵母生物量的比例为1:10时,高级醇含量降低最多(0.17 mg/m L);当每克糟醅中含有菌株CI2的生物量与酵母生物量的比例为1:1时,酯含量增加最多(0.12mg/m L),增量达48%。(5)在单菌麸曲最佳使用量的基础上,进行不同功能麸曲复配实验,探究最佳复配比例,对发酵产物中高级醇含量及酯含量进行分析,发现,麸曲B31与麸曲CI2接种量比例为1:1,生物量都为1×10~6个/g时,高级醇降低量可达0.24 mg/m L左右,酯含量可增加约0.12 mg/m L,优于单菌麸曲的试验结果。因此,麸曲B31与麸曲CI2共同参与发酵可更好地提升小曲清香型白酒风味。
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