酒曲中低活性果胶酯酶产生菌的筛选及降低白酒发酵甲醇含量的研究

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甲醇含量是影响白酒品质的重要因素,甲醇通过人体新陈代谢会氧化成毒性较强的甲酸和甲醛,对血管和神经系统有严重毒害作用。白酒发酵以粮食和谷物为原料,这些原料中含有大量的果胶质,酒曲中一些微生物产生的果胶酯酶将果胶质中半乳糖醛酸与甲氧基(-OCH3)相连的酯建水解产生甲醇。在白酒发酵中可通过选择优质原料、控制发酵温度、改进发酵工艺等方法降低甲醇含量。本课题是以黑龙江省富裕老窖有限公司提供的优质酒曲为试验材料,根据生态学原理,对酒曲的表面及内部采样。以果胶为唯一碳源,刚果红染色,分选具有透明圈的果胶酶产生菌。进一步筛选出果胶酯酶(pectinesterase,简称PE)酶活较低,聚半乳糖醛酸酶(polygalacturonase,简称PG)、果胶裂解酶(pectin lyase,简称PL)酶活较高的菌株。将优选菌株进行白酒发酵实验,气相色谱测定,优选出产甲醇最低的一株细菌。对其进行形态学观察,生理生化和16S r DNA鉴定。对获得的功能菌株进行生长条件研究,响应面法对影响菌浓度的培养基成分进行优化。将优化后的菌液,以不同接种量接种于添加曲粉和酿酒酵母的玉米水解液发酵培养基中,模拟白酒发酵,通过优选菌株菌群优势抑制酒曲中其它果胶降解菌的生长,以期降低白酒中甲醇的含量,确定最佳接种量。根据透明圈从酒曲中初筛得到细菌66株、真菌23株,对PG、PL、PE三种酶活测定,并进行白酒发酵实验筛选出果胶酯酶酶活最低、产甲醇量最少的一株细菌ZS04。鉴定菌株ZS04为解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)。其最佳培养温度为37℃,培养时间为36 h,接种量5%,摇床转速为100 r/min,初始p H值6.5。对菌株ZS04进行菌浓度优化,确定培养基中葡萄糖、硫酸镁和氯化钙的添加量为主要影响因素,其添加量分别为:葡萄糖2.3%、硫酸镁0.075%、氯化钙0.019%,优化后菌浓度为7.9×10~7CFU/m L。将优化后种子液按0.5%、1%、2%、3%、4%的接种量接种于玉米水解液发酵培养基中,以不添加菌株ZS04为对照组,进行白酒发酵实验。结果表明,对照组甲醇含量最高,为0.892 mg/100m L,实验组接种量从0.5%、1%、2%、3%甲醇含量逐渐降低,接种量4%时甲醇含量升高。接种量3%时最低为0.313 mg/100m L,比对照组降低66.03%,但乙醇含量比对照组低5.37%。接种量为0.5%时甲醇含量为0.705 mg/100m L,比对照组低20.96%,而乙醇含量为8739.0 mg/100 m L,比对照组高。发酵中如果要求降低甲醇含量,并要求乙醇含量较高,可选0.5%的接种量进行白酒发酵,而只要求甲醇含量较低则可选3%接种量进行发酵。
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