酒酒球菌β-葡萄糖苷酶产酶条件优化及其在葡萄酒中的应用

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葡萄酒的香气是决定葡萄酒质量的重要因素之一。酒酒球菌是葡萄酒生产中启动苹果酸乳酸发酵(Malolactic Fermentation,MLF)的主要乳酸菌,其产生的β-葡萄糖苷酶是降解糖苷释放香气物质的关键酶。本试验首先从前人的研究结果中挑选酶活性较的高的菌株,经过酶活性的测定,选出1株活性较高且稳定的菌株CS-7b作为本次研究的试验菌株,以商业菌株31-DH作为对照;通过单因素实验和正交实验来探究菌株产酶的最佳条件;在产酶条件优化后的基础上,研究了葡萄酒中的各种环境对β-葡萄糖苷酶活性的影响;最后用超声波破碎仪将细胞破碎,对酶进行粗提,并考察了粗酶提取物的酿酒适应性,最后将其应用到酿酒过程中,采用气相色谱-质谱联用(GC-MS)表征与分析了香气物质。探究酒酒球菌β-葡萄糖苷酶在提升葡萄酒香气和感官品质中的作用。研究结果如下:(1)筛选结果发现酒酒球菌CS-7b酶活性显著高于其它菌株,所测酶活为0.359μmol/(g·min),是其它供试菌株的两倍,且活性稳定。(2)通过单因素实验确定了酒酒球菌产β-葡萄糖苷酶的酶活性最佳生长时期为对数中期,最佳碳源为麦芽糖,氮源为酵母浸粉,接种培养基初始pH值在6.8左右酶活性最高;然后再通过正交实验确定了培养基中各种物质的最佳含量和配比,即每升培养基:麦芽糖7g,酵母浸粉20g,MgSO4·7H2O 0.1g,盐酸半胱氨酸0.5g,MnSO4·4H2O 0.03g,培养基起始pH值为6.8。在这个配方下,β-葡萄糖苷酶活力可由最初的0.3μmol/(g·min)增长到1.3μmol/(g·min)。(3)β-葡萄糖苷酶的性质:酶反应最适pH值为5.0,最适温度为37℃;葡萄糖含量较少时,对酶活性影响小,随着葡萄糖含量渐渐增加,酒酒球菌CS-1b和31-DH的酶活性呈现下降趋势;乙醇对酶活性的影响也很明显,当乙醇体积分数为14%时,两个菌株的β-葡萄糖苷酶活性都受到强烈抑制。(4)将酶活性最高的菌株CS-7b经过细胞破碎,发现β-葡萄糖苷酶主要是吸附在细胞的破碎片,取破碎残片即作为粗酶提取物,用于后面的研究,首先探究粗酶的酿酒适应性,最后取适量加入已经酿制好的葡萄酒中,通过气相色谱-质谱联用(GC-MS)进行香气分析,葡萄酒的香气物质种类和含量出现了显著差异,表明O.oeni菌株CS-7b所产的β-葡萄糖苷酶具有开发为酿酒增香酶制剂的潜力。
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