荔枝蜜醋混合菌种发酵技术研究与中试

来源 :华南农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hjss2008
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国内对蜂蜜醋的生产是采用传统方法发酵,发酵周期长,容易污染杂菌,发酵效果不稳定。而研究方面集中在单一菌种发酵,缩短了发酵时间,但口感单薄;多菌种发酵的过程中,菌种比例的稳定和糖的利用率等方面研究不足。本实验通过分析传统自然酿造蜂蜜醋的菌种,改善菌种组成,根据筛选的菌种发酵特性调控发酵过程,优化发酵工艺,达到缩短发酵周期,稳定发酵效果,实现蜂蜜醋标准化、工业化生产的目的。主要研究成果如下:1.基于高通量测序技术对蜂蜜醋菌种中的微生物群落、主要代谢途径及风味代谢产物进行初步的分析。结果表明:Komagataeibacter菌属及Gluconacetobacter菌属是产生风味物质的功能核心微生物,Komagataeibacter是蜂蜜醋微生态中的优势菌种。两个菌属通过碳水化合物代谢与氨基酸代谢产生乙酸、葡萄糖酸、丁酸、氨基酸、短链脂肪酸等特征风味物质。在酶代谢特点方面,混合菌种大部分属于Komagataeibacter菌属,导致合成糖类酶所占的比例最高,主要原因是合成致密纤维素膜保护菌体抵御酸胁迫环境。2.从传统荔枝蜜醋菌种中分离纯化出5株菌种,分别是两株毕赤酵母(Pichia kudriavzevii)Y1、Y2;和三株产酸细菌B1(Komagataeibacter europaeus)、B2(Acetobacter pasteurianus)、B3(Komagataeibacter saccharivorans)。通过菌种发酵特性试验可知,两株酵母的糖、酒精和低p H值的耐受性大同小异,其中酒精对毕赤酵母菌Y2抑制作用最大。两株酵母均能耐受折光度为22 Brix的糖浓度,并且生长代谢良好,有微弱的产酸能力。毕赤酵母Y1在8%vol酒精条件下依旧生长代谢良好。两株酵母具有优良的耐低p H值特性,在p H值为3时仍然生长良好。在产酸细菌方面,欧洲葡糖醋杆菌B1耐低受低p H值环境,巴氏醋杆菌B2酒精耐受性最佳,驹型杆菌B3产酸能力差,但利用还原糖的能力强,为了保证蜂蜜醋的风味因此考虑菌株B1、B2复配发酵。3.从划线实验和牛津杯实验可知,欧洲葡糖醋杆菌B1、巴氏醋杆菌B2存在互生关系,在配比实验中,巴氏醋杆菌B2和欧洲葡糖醋杆菌B1的种间关系随着发酵条件改变而改变,发酵初期,欧洲葡糖醋杆菌和巴氏醋杆菌为中立关系;发酵中期,巴氏醋杆菌促进欧洲葡糖醋杆菌产非挥发酸,此时巴氏醋杆菌还能产酸。发酵后期,巴氏醋杆菌对欧洲葡糖醋杆菌有促进作用,巴氏醋杆菌产酸减弱甚至停止,此时为偏利互生关系。4.小试发酵工艺优化实验中,摇床转速对酵母扩培期酵母数影响最大,其次是氮源浓度和初始糖浓度。正交的最优组合为12 Brix的蜂蜜水氮源添加量为0.1%摇床转速为125 r/m。在荔枝蜜醋发酵阶段中达到发酵终点时,装瓶量对发酵液的总酸含量影响最大,其次是氮源浓度和初始折光度。正交的最优组合为150 m L装瓶量的蜂蜜水氮源添加量为0.08%起始可溶性固形物含量为12 Brix。5.在进一步中试实验中,利用优化结果条件增殖12 h后酵母数可达到1×10~8个/m L的生产标准,为保持酵母数目的稳定,在酵母菌种扩培期,通氧48 h后才进入厌氧发酵期,蜂蜜酒厌氧发酵12天后酒精度达到6.22%vol,残糖量为22g/L左右。蜂蜜酒经硅藻土过滤、杀菌、调配后利用小试实验的最优组合发酵12天,发酵完成的蜂蜜原醋总酸含量为22.70 g/L,非挥发酸含量为2.71 g/L,荔枝蜜原醋感官品质佳。
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