菌种强化结合工艺优化提高酱香白酒基酒中四甲基吡嗪含量的研究

基于传统发酵工艺,通过在发酵阶段进行菌种强化结合在蒸馏烤酒阶段进行工艺优化（头尾酒浸提菌剂后返回地锅蒸馏）提升酱香型白酒基酒中四甲基吡嗪（TTMP）的含量。结果表明,采用菌种强化、工艺优化及二者相结合的方法分别能将酱香型白酒基酒中四甲基吡嗪的含量提高160.71%、85.75%和202.75%。感官评价结果表明,菌种强化结合工艺优化的技术对基酒的感官风味影响不大。该研究提供了一种适合企业落地应用的进一步提高酱香型白酒基酒中四甲基吡嗪含量的方法和思路。     

加热强化大曲对酱香型白酒酿造的影响研究

将加热强化工艺制成的高温大曲应用于酱香型白酒酿造的第四轮次发酵,考察加热强化大曲对酿造过程及酱香型白酒酒质和四甲基吡嗪形成的影响。结果表明,加热强化大曲组在糟醅酸度、水分、发酵温度、乙偶姻含量等多方面指标与常规曲组差异较大。酒样分析结果表明,加热强化大曲组在控制酒体总酸、平衡乙酸乙酯和乳酸乙酯比例等方面表现较好,加热强化大曲组四甲基吡嗪含量由常规曲组的未检出提升至0.13 mg/100 mL。感官评价结果显示,加热强化大曲组酒样酱香突出,酒体醇厚,显著优于常规曲组,且各组酒样风味物质含量与酒体感官评价呈现一定关联性。     

基于主成分分析和层次聚类分析的酱香型白酒基酒分类研究

为了区分酱香型白酒不同轮次基酒,对茅台镇49个酱香型白酒基酒样品进行理化指标和感官品评分析,并结合主成分分析（PCA）和层次聚类分析（HCA）进行分类。结果表明,各轮次基酒的总酸、乙酸乙酯、正丙醇含量随着轮次数增加而减少,总酯、乳酸乙酯含量先增后减,醇类、醛类和己酸乙酯含量基本保持稳定。感官品评结果显示,各轮次基酒的风格随着轮次数增加由酯香、粮香、酸、涩向酱香、甜、丰满过渡,最终表现为焦香、苦、丰满。基于理化指标和感官评价结果的层次聚类分析（HCA）和主成分分析（PCA）结果表明,该方法能够有效实现酱香型白酒不同轮次基酒的分类,不同轮次基酒样品可划分为三类：①一、二轮次基酒;②三、四轮次基酒;③五、六、七轮次基酒。     

酱香大曲中产四甲基吡嗪细菌的分离鉴定及其功能性研究

采用稀释平板涂布法从酱香型白酒大曲中分离筛选出细菌菌株19株,模拟酱香型白酒生产发酵工艺,获得2株固态发酵产物具有浓郁酱香气味的菌株FBKL1.0199和FBKL1.0201。结合菌株形态学观察、生理生化实验和分子生物学方法,鉴定其为地衣芽孢杆菌（Bacillus licheniformis）。研究发现,菌株FBKL1.0199具有高产蛋白酶的特性,其中性蛋白酶活力达3 925. 80 U/g,酸性蛋白酶活力也相对较高,达139.27 U/g。同时,利用固相微萃取-气质联用技术对菌株FBKL1.0199和FBKL1.0201模拟白酒固态发酵的挥发性香味物质进行分析,发现其中吡嗪类物质相对含量较高,分别为46.01%和48.32%,且均以四甲基吡嗪为主,含量分别为44.11%和47.41%。分离得到的菌株FBKL1.0199和FBKL1.0201可以作为产四甲基吡嗪的功能菌。     

酱香型白酒中吡嗪类化合物的检测及特点

建立了白酒中8种吡嗪化合物的液相色谱串联质谱检测方法。通过检测结果找出酱香型白酒中吡嗪化合物的特点（8种吡嗪化合物中三甲基吡嗪和四甲基吡嗪含量较高）,同时对真假茅台酒酒样中8种吡嗪化合物进行测定,并将检测结果进行分析,其中真茅台酒四甲基吡嗪的含量远远高于其他吡嗪化合物,含量在9.25～28.3 mg/L,假茅台酒中四甲基吡嗪的含量在0.89～12.5 mg/L。该方法对提高酱香型白酒质量及真伪酒的鉴别提供参考。     

蒸汽量和尾酒量对酱香型白酒产量的影响

基于生产用固态蒸馏设备和缩尺实验台,对酱香型白酒四～七产酒轮次固态蒸馏过程进行实验研究,分析了流酒阶段饱和蒸汽流量和尾酒量对各轮次产酒量的影响。结果表明,流酒阶段饱和蒸汽流量对酱香型白酒的基酒产量（均换算成50 kg酒醅生成53%vol基酒的质量）具有显著影响,在实验工况内,以50 kg酒醅为标准,缩尺实验四、五轮次与生产班组五、六、七轮次最高基酒产量分别比最低产量高0.49 kg、1.15 kg和0.3 kg、0.2 kg、0.06 kg,表明目前的流量调节存在较大的优化空间;流酒阶段饱和蒸汽流量过小会导致接酒时间大幅延长,影响接酒效率;串香蒸馏能够有效提高馏酒整体浓度,从而提升基酒质量。研究结果为白酒蒸馏过程优化提供了重要依据,对其他香型的白酒蒸馏工艺有一定的指导意义。     

麸曲酱香型白酒酿造工艺研究及微量成分分析

目的:将麸曲替代部分大曲酿造酱香型白酒，研究其酿造工艺及产品特点。方法:以感官评分值和酒醅酒精含量为评价指标，通过单因素试验研究小麦添加量、酵母添加量和麸曲添加量对麸曲酱香型白酒品质的影响，利用响应面优化试验对麸曲酱香型白酒的酿造工艺进行优化，并利用液相色谱法对白酒的微量成分进行分析。结果:小麦添加量为投料量的16.0%,高梁添加量为79.0%,稻壳添加量为5.0%,酵母添加量为7.0%,麸曲添加量为7.0%时，发酵成熟的酒醅中酒精含量为5.96%,利用此工艺蒸馏出的麸曲酱香型白酒感官评分值为72.1,贮存6个月后感官评分值为86.3,白酒酒质丰富，酱香突出。结论:酿造工艺符合酱香型白酒发酵过程要求，产品具有典型酱香型白酒特征。     

高产四甲基吡嗪的菌株筛选及其麸曲制作工艺优化

为提高酱香型白酒中四甲基吡嗪含量，该研究从高温大曲中筛选高产四甲基吡嗪的菌株，通过形态观察及分子生物学技术对筛选菌株进行菌种鉴定，并将筛选菌株制作成细菌麸曲，结合单因素试验和响应面法对影响麸曲芽孢数量的四个因素：水分含量、接种量、培养时间、培养温度进行优化。结果表明，筛选得到一株高产四甲基吡嗪的菌株B2，经鉴定其为解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)。菌株B2麸曲的最佳培养条件为水分含量58%、接种量3.4%、培养时间40 h、培养温度37℃。此优化条件下制得的麸曲芽孢数量为1.21×10¹⁰ CFU/g。固态发酵6 d后四甲基吡嗪产量为0.98 mg/g，表明该麸曲具有一定的产四甲基吡嗪性能。     

产四甲基吡嗪菌种的筛选及在酿酒中的应用研究

从酱香型白酒高温大曲、堆积糟醅中分离初筛获得4株产四甲基吡嗪菌种，通过复筛，最终选取LJ-02菌种制备功能菌剂。将微生物功能菌剂进行模拟堆积、中试试验、生产工艺研究，发现LJ-02菌种对四甲基吡嗪含量有提高明显影响。     

产四甲基吡嗪地衣芽孢杆菌的应用

利用高温大曲中分离得到的地衣芽孢杆菌（Baclicus lincheniformis）提高粹沙酒酱香风格特征。将地衣芽孢杆菌FBKL1.0199添加到窖池中层的糟醅中,与空白糟醅作对比,按照粹沙工艺制酒取样,考察了不同菌株添加量对白酒中四甲基吡嗪含量的影响,采用气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）对酒醅及酒样中挥发性物质成分进行分析,同时进行感官评定。结果表明,最佳菌株添加量为5%,发酵后的酒醅四甲基吡嗪含量达6.81 μg/g,是对照组的3.03倍。酒样中四甲基吡嗪相对百分含量达0.028%,且感官品质优于对照组,具有入口醇厚、柔和、酱味且口感细腻的特征。     

产乳酸乙酯酿酒酵母菌株的构建

乳酸乙酯是白酒中重要的呈香物质,并影响着白酒质量和风格。 为提高产乳酸乙酯的能力,以植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）为出发菌株,利用同源重组技术,获得高产L-乳酸的重组菌株。 并分别模拟液态白酒发酵和外源添加乳酸进行发酵,研究 产乳酸乙酯菌株P与出发菌AY12-α株外源添加乳酸发酵产乳酸乙酯的差异。 结果表明,用植物乳杆菌的乳酸脱氢酶基因ldhL1替换 酿酒酵母丙酮酸脱羧酶基因PDC1,得到重组菌株P。 模拟液态白酒发酵过程中,重组菌株P的乳酸和乳酸乙酯产量分别达12.64 g/L和 162.75 mg/L;出发菌株AY12-α中外源添加相同浓度乳酸进行发酵,乳酸乙酯的产量为115.47 mg/L,仅为重组菌株P的71%。 产乳酸乙 酯酵母菌株的构建,初步为豉香型等特定香型白酒的清洁化和机械化酿造奠定了基础。     

产2,3-丁二醇的酿酒酵母菌的筛选及其鉴定

酿酒酵母在自然界中广泛分布,尤其在发酵食品等领域应用广泛。2,3-丁二醇作为其利用葡萄糖发酵的产物之一,也有着极大地发展潜力。该研究利用肌酸显色法,对39株W系列菌株以及在六种不同地点分离出的菌株进行筛选,测定其乙偶姻产量,并结合形态学与分子生物学鉴定优选菌株。结果表明,菌株W141被鉴定为酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）,发酵72 h时,2,3-丁二醇脱氢酶酶活力最高为0.025 7 U/mg,2,3-丁二醇产量最大为1.6 g/L,可作为2,3-丁二醇的生产菌株。     

利用玉米秸秆水解液发酵生产2,3-丁二醇

利用1株克雷伯氏菌(Klebsiella oxytocaZU-03)发酵玉米秸秆水解液生产2,3-丁二醇,使水解液中的己糖和戊糖都得到了有效利用。研究结果表明,当玉米秸秆水解液中Na2SO4浓度低于20 g/L时,对2,3-丁二醇的发酵无明显影响。乙酸和乙醇是主要的发酵副产物,当浓度分别超过20 g/L和5 g/L时,对发酵的抑制作用较明显。玉米秸秆水解液发酵生产2,3-丁二醇的适宜初始pH值为6.0-6.5,初始总糖浓度为80-100 g/L。在总糖浓度80 g/L(含葡萄糖47.25 g/L,木糖32.75 g/L),初始pH值6.0,温度30℃的条件下发酵64 h,总糖利用率达到99.36%,2,3-丁二醇的质量浓度为37.20 g/L,产率为0.468 g/g(总糖),达到理论最大产率的94%。     

A novel lactic acid bacterium for the production of high purity L-lactic acid, Lactobacillus paracasei subsp. paracasei CHB2121

Fermentation-derived lactic acid has several potential industrial uses as an intermediate carbon chemical and a raw material for biodegradable polymer. We therefore undertook the identification of a novel bacterial strain that is capable of producing high concentrations of lactic acid and has potential commercial applications. A novel L(+)-lactic acid producing bacterium, Lactobacillus paracasei subsp. paracasei CHB2121 was isolated from soil obtained near an ethanol production factory and identified by 16S rRNA gene sequence analysis and characterization using an API 50 CHL kit. L. paracasei subsp. paracasei CHB2121 efficiently produced 192 g/L lactic acid from medium containing 200 g/L of glucose, with 3.99 g/(L·h) productivity, and 0.96 g/g yield. In addition, the optical purity of the produced lactic acid was estimated to be 96.6% L(+)-lactic acid. The newly identified L. paracasei subsp. paracasei CHB2121 efficiently produces high concentrations of lactic acid, and may be suitable for use in the industrial production of lactic acid.     

高效液相色谱法检测枯草芽孢杆菌发酵液中乙偶姻和2,3-丁二醇含量

枯草芽孢杆菌可发酵代谢产生乙偶姻和2,3-丁二醇(两者可逆转化),本研究建立了用高效液相色谱法同时检测发酵液中乙偶姻和2,3-丁二醇的方法。对比了不同色谱柱和流动相配比对乙偶姻和2,3-丁二醇含量的测定结果,进一步检测枯草芽孢杆菌发酵液中乙偶姻和2,3-丁二醇含量。结果表明:采用Bio-Rad Aminex HPX-87H Column分析;流动相:0.005 mol/L的硫酸溶液;流速:0.5 mL/min;柱温:28℃;示差检测器,在30 min内完成样品检测,乙偶姻和2,3-丁二醇标准曲线相关系数分别为0.9997和0.9998,精密度标准偏差分别为1.76%和1.74%,稳定性标准偏差分别为1.2%和1.6%,回收率为98.93%~102.10%,相对标准偏差≤ 2%。此方法简单准确,检测目标物浓度为50 g/L,检测结果重现性好,发酵液中乙偶姻和2,3-丁二醇含量呈负相关,乙偶姻的含量随着2,3-丁二醇的增加而降低,该方法适合枯草芽孢杆菌发酵液中乙偶姻和2,3-丁二醇的发酵检测。     

木糖发酵高产2,3-丁二醇菌株的选育

以肺炎克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae)CICC10011为出发菌株,进行紫外诱变选育。通过2,3-丁二醇抗性和产酸能力对诱变菌株进行初筛,发酵后23,-丁二醇产量检测进行复筛,获得6株高产2,3-丁二醇的肺炎克雷伯氏菌,其中产量最高的一株诱变菌U3-17,与出发菌株相比,产量提高了21.5%。在摇瓶批式补料发酵中,诱变株U3-17的23,-丁二醇产量达49.3 g/L。     

川西高原传统发酵牦牛酸乳中高产γ氨基丁酸乳酸菌筛选及鉴定

为筛选高产γ-氨基丁酸（γ-aminobutyric acid,GABA）的乳酸菌,以川西高原传统发酵牦牛乳中分离出的300株乳酸菌为研究对象,采用纸层析法和高效液相色谱法分别对其GABA生产能力进行定性和定量分析,对高产菌株进行体外耐受力实验和肠道黏附性实验,并确定优势菌株的种属。结果表明:300株待测菌株中,有24株具有生成GABA的能力,其中产量较高的5株菌分别为:菌株84（1.587 g/L）、菌株155（1.352 g/L）、菌株32（1.124 g/L）、菌株146（1.115 g/L）和菌株172（1.007 g/L）。菌株84在不同pH环境中处理3 h后有20%以上存活率,最高达到50.83%,为5株菌株中存活率最高。菌株32的存活率均能保持在10%~20%,在各pH环境中变化平稳,表明菌株84和菌株32具有良好的胃液耐受力,其余3株乳酸菌不耐酸性环境。在模拟肠液中反应4 h后,菌株84的乳酸菌存活率为37.57%,菌株32为12.8%,表明菌株84对人工肠液的耐受力稍高于菌株32。菌株32对胆盐的耐受力低于菌株84,而菌株84虽对NaCl有较好的耐受力,但较菌株32有一定差距,稳定性较差。在对肠道细胞的黏附实验中,菌株84的黏附能力高于菌株32。通过形态学特征、生理生化实验和16S rDNA基因鉴定,确定菌株84为发酵乳杆菌（Lactobacillus fermentum）。本研究为川西地区传统发酵牦牛酸乳中功能性益生菌研究提供了参考。     

ptsG/mglB双基因敲除对大肠杆菌发酵混合糖产L-乳酸的影响

为增强大肠杆菌（Escherichia coli）JH16利用混合糖产L-乳酸的能力,通过Red同源重组技术敲除葡萄糖转运酶基因ptsG和半乳糖转运基因mglB,构建重组菌E. coli JH2705。结果表明,以8%混合糖（5.6%葡萄糖和2.4%木糖）为碳源,ptsG/mglB双基因缺陷重组菌E. coli JH2705同时可利用葡萄糖和木糖,大幅减小葡萄糖效应带来的不利影响,其木糖利用速率为0.60 g/（L·h）,L-乳酸生产强度为1.27 g/（L·h）,较出发菌株E. coli JH16分别提高50%和79.1%,E. coli JH2705的糖酸转化率高达70%,为利用木质纤维素等可再生原料高效生产L-乳酸提供技术参考。     

枸杞果汁发酵过程复合乳酸菌的实时定量检测

利用植物乳植杆菌（Lactiplantibacillus plantarum）、发酵粘液乳杆菌（Limosilactobacillus fermentum）和瑞士乳杆菌（Lactobacillus helveticus）混合菌种进行枸杞果汁发酵。该研究对乳酸菌亚致死修复液的组成和修复温度进行优化,分别针对3株乳酸菌设计特异性引物,利用叠氮溴化丙锭（PMA）-荧光定量聚合酶链式反应（fqPCR）的方法,实时荧光定量检测枸杞果汁发酵过程中乳酸菌活菌数。结果表明,优化修复液的组成为蛋白胨1 g/L、牛肉浸出粉0.3 g/L、氯化钠0.5 g/L、吐温80 0.10 g/L、丙酮酸钠0.09 g/L、过氧化氢酶0.04 g/L、MgCl2 3 mmol/L、Na2HPO4 1 mmol/L、MnCl2 2 mmol/L和FeCl2 2 mmol/L。在27 ℃条件下培养15 min,乳酸菌亚致死细胞修复率达到97%。利用该方法实现了枸杞果汁发酵过程不同乳酸菌的实时定量检测,为今后枸杞果汁发酵生产过程中的微生物动态监测提供了方法。     

利用一株凝结芽孢杆菌发酵酸解玉米秸秆生产乳酸

该研究拟考察凝结芽孢杆菌（Bacillus coagulans）利用玉米秸秆生物炼制乳酸的效果。以凝结芽孢杆菌CGMCC No.7635为菌种,利用2%硫酸预处理后的玉米秸秆为碳源、20 g/L酵母粉为氮源,添加20 FPU/g纤维素酶后开展糖化发酵生产乳酸实验。结果表明,发酵65 h后可获得乳酸含量为（38.38±1.03） g/L,其中L-乳酸光学纯度为（99.23±0.22）%。进一步使用补料发酵工艺,添加经预处理的玉米秸秆,可最终获得乳酸含量为（82.56±1.28） g/L。建立的玉米秸秆生物炼制乳酸工艺操作简单、产物浓度高,具有工业应用潜力。