醋酸菌对高产酯酿酒酵母酒精发酵及酯醇代谢的影响

将白酒生产中常见的1株醋酸菌(巴氏醋杆菌Acetobacter pasteurianus)与高产酯酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)进行混合发酵,研究醋酸菌对高产酯酿酒酵母酒精发酵及酯醇代谢的影响。保持高产酯酿酒酵母的接种量不变,向高粱汁培养基内添加不同浓度的醋酸菌菌悬液、醋酸菌发酵上清液,结果发现:醋酸菌菌悬液的添加量对高产酯酿酒酵母酒精发酵及酯醇代谢的影响不大。随着培养基内醋酸质量浓度的增加(0～6 g/L),高产酯酿酒酵母乙酸酯和高级醇产量逐渐降低,乙酸酯最多下降60%,高级醇最多下降50%,酒精发酵没有受到影响;当醋酸质量浓度为8 g/L时,高产酯酿酒酵母酒精发酵及酯醇代谢受到严重抑制,乙醇产量下降85%。在培养基初始醋酸质量浓度为6 g/L时,高产酯酿酒酵母共有394个基因转录水平上调,282个下调,这些差异基因主要富集在细胞膜的组成,其中高产酯酿酒酵母的次生代谢产物合成、碳代谢、三羧酸循环(tricarboxylic acid cycle, TCA)、氨基酸生物合成、糖酵解、氧化磷酸化、丙酮酸代谢等多条代谢途径受到影响。     

己酸菌对高产酯酿酒酵母酒精发酵及酯醇代谢的影响

将己酸菌与高产酯酿酒酵母在高粱汁培养基中进行混合发酵,研究己酸菌对高产酯酿酒酵母酒精发酵及酯醇代谢的影响。结果表明,己酸菌菌悬液对高产酯酿酒酵母的生长及代谢没有直接影响;己酸菌的代谢产物对高产酯酿酒酵母的发酵速度及酒精产量有所促进,在培养基己酸浓度为220mg/L时,酒精产量提高了6.63%;在己酸浓度为45~220mg/L时,高产酯酿酒酵母的乙酸酯类和主要高级醇受到的抑制作用逐渐增强,乙酸乙酯最多降低65.32%,乙酸异丁酯最多降低91.32%,乙酸异戊酯最多降低82.14%,高级醇最多降低71.14%;在己酸浓度为220mg/L时,与己酸浓度为0mg/L时对比,高产酯酿酒酵母共有1032个基因转录水平上调,有1037个基因转录水平下调,这些转录水平变化的基因主要涉及到高产酯酿酒酵母的氮代谢、糖酵解、苯丙氨酸代谢、碳代谢等多条代谢途径。     

葡萄汁酵母和植物乳杆菌混合发酵对葡萄酒发酵的影响

在酒精发酵不同时间接入植物乳杆菌,使葡萄汁酵母和植物乳杆菌混合发酵,平衡酒精发酵和苹果酸-乳酸发酵的作用。结果表明,于酒精发酵第1天接入植物乳杆菌,在发酵第15天,L-苹果酸含量即可由最初的5. 40 g/L降为1. 30 g/L左右,加快了发酵速率,缩短了发酵周期,且发酵后葡萄酒酸度和高级醇含量降低,酯含量明显提高,尤其是乳酸乙酯含量可以达到24. 313 mg/L,提高了葡萄酒的风味质量。     

高产酯酿酒酵母与乳酸菌共发酵过程中的相互作用研究

酵母菌和乳酸菌是各种酿酒生产中两类非常重要的发酵微生物,其相互作用对酒的产量和质量有很大影响。本试验主要研究了高产酯酿酒酵母MY-15和酿酒过程中三种常见乳酸菌（Lactobacillus casei lca、Pediococcus pentosaceus L1和Bacillus coagulans NJ）在生长和代谢方面相互间的影响。结果表明,乳酸菌对高产酯酿酒酵母MY-15的生长和产乙酸乙酯有明显的抑制作用,对产酒的影响不大;但乳酸菌的代谢产物乳酸对酿酒酵母的生长和代谢有明显的抑制作用。高产酯酿酒酵母MY-15对干酪乳杆菌lca的生长抑制作用明显,但少量的酵母菌对戊糖片球菌L1和凝结芽孢杆菌NJ的生长有促进作用;随着酵母菌接种量的增加,乳酸菌代谢乳酸呈先增后减的趋势;酵母菌代谢产物乙醇对乳酸菌的生长和代谢,在乙醇含量少于7.5%（V/V）时,抑制作用不明显;当酒精含量达17.5%（V/V）时,乳酸菌的生长被完全抑制。     

酵母菌代谢产物对植物乳杆菌AB-1生产苯乳酸的影响

以植物乳杆菌AB-1（Lactobacillus plantarum AB-1）为研究对象,探究不同培养基组成以及外源添加酵母菌无细胞发酵上清液（cell-free supernatant,CFS）对植物乳杆菌AB-1生产苯乳酸的影响。结果表明,将培养植物乳杆菌AB-1的MRS培养基中葡萄糖浓度由20.0 g/L提高至27.5 g/L、蛋白胨浓度由10.0 g/L提高至30.0 g/L时,苯乳酸产量从81.2 mg/L提高至103.8 mg/L,提高了27.8%（P<0.05）。在此基础上,外源添加15%经40 h发酵的酵母菌E1 CFS,可使苯乳酸产量达到130.2 mg/L,相较于优化MRS培养基和初始MRS培养基分别提高了25.4%和60.3%（P<0.05）。进一步研究表明,植物乳杆菌AB-1苯乳酸产量的提高可能与酵母菌CFS中苯丙氨酸（Phe）和α-酮戊二酸（α-KG）两种代谢产物有关。综上,该研究通过优化培养基及外源添加酵母菌CFS的方法,找到一种提高植物乳杆菌AB-1生产苯乳酸能力的培养方式。     

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。     

耐酒精高产L-乳酸菌株的筛选及发酵培养基优化

为提高L-乳酸产量,降低L-乳酸的生产成本,该研究经过筛选、驯化获得一株耐酒精且高产L-乳酸的菌株鼠李糖乳杆菌AK-0779。使用玉米酒糟代替部分酵母粉作为菌株AK-0779发酵培养基的氮源。在单因素实验基础上,对葡萄糖添加量、酵母粉添加量和玉米酒糟添加量进行三因素三水平响应面优化试验。结果表明,最适发酵培养基为：葡萄糖添加量9.80%,玉米酒糟添加量0.98%,酵母粉添加量1.72%,L-乳酸产量为78.91 g/L,糖酸转换率为80.52%。与酵母粉完全充当氮源产L-乳酸82.36 g/L相比,产量无显著差异,说明玉米酒糟能有效代替部分酵母粉作为发酵培养基的氮源,降低L-乳酸生产成本。     

高产乙酸乙酯酵母菌的筛选及其在清香型小曲白酒生产中的应用

该研究利用WL营养琼脂培养基从浓香型大曲中分离纯化酵母菌,采用形态学观察和分子生物学技术对其进行鉴定,经过高粱汁培养基发酵初筛、高粱固态培养基发酵复筛,获得高产乙酸乙酯的酵母菌,并将其应用于清香型小曲白酒工业生产。结果表明,从浓香型大曲中分离得到2株酵母菌,编号为Y87和Y88,经鉴定分别为异常威克汉姆酵母（Wickerhamomyces anomalus）、酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）,其中菌株Y87乙酸乙酯产量最高,高粱汁液态发酵和高粱固态发酵乙酸乙酯产量分别达到1.13 g/L、1.14 g/L,菌株Y87强化曲酿造的白酒乙酸乙酯含量提高36.6%,杂醇含量降低7.1%,正丙醇含量降低16.1%,感官评分为90.7分,该白酒具有清香型小曲白酒的典型特征,入口醇甜,清香纯正,说明菌株Y87可显著提高小曲白酒的品质。     

新型液态发酵生产米香型白酒的研究(Ⅲ)——纯种培养酿酒酵母与传统小曲协同糖化发酵的研究

在新型液态发酵条件下,对纯种培养酿酒酵母与传统小曲协同糖化发酵进行研究。实验结果表明,在传统小曲发酵过程中接种一定量的纯种培养的高产酯、适量低产高级醇的酿酒酵母,能明显提高原料出酒率和乙酸乙酯的含量,并显著降低高级醇含量;但酿酒酵母对产酸菌有明显抑制作用,致使总酸含量下降,并影响乳酸乙酯的生成。采用分醪发酵工艺可减少酵母菌与传统小曲协同糖化发酵过程中对产酸菌生长代谢的影响,在提高米香型白酒总酯含量的同时实现风味物质之间的平衡。     

一株高产苯乳酸菌株的安全性评价与发酵工艺优化

该研究利用传统生物发酵技术生产苯乳酸,并对高产苯乳酸菌株种属、安全性以及发酵工艺进行研究。通过反相高效液相色谱法筛选得到1株高产苯乳酸菌株BLCC2-0069,该菌株发酵24 h后发酵液中苯乳酸的含量为1.26 g/L;借助菌株形态观察和16S r DNA序列鉴定,初步确定该菌株为植物乳杆菌(Lactobacillu plantarum);该菌株培养4 h进入对数生长期,10 h进入稳定期,活菌数可达到1.78×109 cfu/mL。通过对该菌株的小鼠体内安全评价,初步确定该菌株的体内安全性。同时还对植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)BLCC2-0069的发酵工艺进行研究,发现在培养基中添加3.00 g/L苯丙酮酸为底物时发酵液中苯乳酸产量最高可达3.96 g/L。综上,植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)BLCC2-0069对小鼠无毒,具有较高生物安全性,直接发酵苯乳酸的产量可达到1.26 g/L,添加底物发酵苯乳酸产量可达到3.96 g/L。研究结果可为菌株的安全应用提供理论基础。     

初始酸度对酿酒酵母发酵的影响

以高粱糖化液模拟发酵体系,添加0～30 mmol/100 g的乳酸以设置不同的初始发酵酸度,通过考察酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）的生物量、发酵累计质量损失、发酵液乙醇生成、发酵液关键香气物质,探究不同初始酸度对酿酒酵母发酵状况的影响,以期解析初始酸度对白酒发酵产酒的影响。结果表明,随初始发酵酸度增加,酿酒酵母生长受到抑制,低初始酸度条件下（0～15 mmol/100 g）有利于酿酒酵母发酵,加快CO2释放和糖代谢速率及更多种类挥发性风味物质生成,当初始酸度为15 mmol/100 g时,醇类、酸类及总挥发性物质种类数最高;较高的初始酸度（15～30 mmol/100 g）会抑制酿酒酵母乙醇的生成。6种关键性挥发性风味物质检测结果表明,初始酸度为5 mmol/100 g时,酿酒酵母发酵末期的关键风味物质乳酸乙酯、苯乙醇、异丁醇和异戊醇含量达到最高,20 mmol/100 g的初始酸度更有利于乙酸乙酯生成,乙酸苯乙酯的生成随初始酸度增加而被抑制。综上,控制初始酸度为15 mmol/100 g左右发酵效果较好。     

植物乳杆菌和酿酒酵母发酵菠萝汁的性能比较及产物分析

采用植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）和酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）分别进行单菌与混菌发酵菠萝汁,并比较分析不同接菌方式下菠萝汁的发酵性能及发酵体系中的产物。结果表明,相同接种量发酵72 h后,植物乳杆菌单独发酵活菌数可达108 CFU/mL,分别约为酿酒酵母单独发酵和二者混合发酵活菌数的3倍和10倍;植物乳杆菌的接入使发酵液pH降至3.21,而酿酒酵母的接入使菠萝汁中氨基酸态氮降至3.15×10-4 mg/L,糖类物质几乎被消耗殆尽。发酵产物分析结果发现,植物乳杆菌单独发酵产生大量乳酸（每升增加12.02 g/L）和少量乙酸（每升增加0.40 g/L）,影响了口感,而酿酒酵母单独发酵则使菠萝汁中原有的香气物质损失较多（4种）。综合分析,采用二者混合发酵,既可保有菠萝本身的营养物质和特有香气,又可赋予其一定的发酵风味,获得口感良好的菠萝发酵饮品。     

高产乙酸乙酯酵母菌株的筛选

为得到具有高产乙酸乙酯特性的酵母菌株,对实验室保存及酒醅中分离的酵母菌株,依次进行平板初筛、麦芽汁闻香、高粱汁发酵筛选。获得具有高产乙酸乙酯特性的酵母菌株8株,分别是MY0-3、MY5-9、B003、C3、B005、Y1、P6和74,MY0-3菌发酵产乙酸乙酯量达3.73 g/L。MY0-3为异常毕赤酵母,具有较低的酒精耐受性8%vol、温度耐受性35℃,最高耐受酸度3.0。通过正交试验优化得到最佳发酵产酯条件为p H3.5、酒精度2%vol、温度25℃、发酵时间9 d,其乙酸乙酯的产量为6.2 g/L。MY0-3固态小试中乙酸乙酯含量提高了19.5%。     

有机酸含量对葡萄酒发酵的影响

为了考察有机酸含量对葡萄酒发酵的影响,在初始有机酸含量分别为4 g/L、7 g/L和10 g/L的模拟葡萄汁中接种酵母,于25℃发酵,比较不同初始有机酸含量对葡萄酒发酵过程中酵母生长、降糖、有机酸及挥发性化合物含量的影响。结果表明,初始有机酸含量7 g/L时酵母生长和耗糖最慢,乙醇和乙醛产生量最低;随初始有机酸含量升高,pH值、酒石酸、苹果酸、乳酸、乙酸、总酸、乙酸乙酯和总酯含量呈下降趋势;琥珀酸、正丙醇、异丁醇、异戊醇及总高级醇含量呈上升趋势;但对β-苯乙醇、正丁醇及丁酸乙酯含量影响较小。初始有机酸含量10 g/L的葡萄酒发酵过程酵母生长快、降糖最快,产酸含量适中,同时香气较好。因此,葡萄酒发酵的适宜初始有机酸含量为10 g/L。     

草莓酒人工发酵过程中化学成分变化的研究

研究了草莓酒人工发酵过程中一些主要成分如糖、酸、单宁、挥发酸、乙醇、甲醇、高级醇和酯等物质含量的变化。结果表明,草莓发酵原酒酒度可达到10.0%(体积分数),总酸7.09g/L,pH3.63;单宁含量基本上无变化;挥发酸含量随着发酵时间的延长而逐渐上升,但最终质量浓度可控制在1g/L以内;甲醇在刚开始发酵时就形成,且含量维持在相对稳定的水平;高级醇主要包括正丙醇、异丁醇和异戊醇3种,约占香气成分的50%,且在发酵过程中不断积累;发酵过程中还检测到乙醛、乙酸乙酯、己酸乙酯、戊酸乙酯和乳酸乙酯等成分及一些未知成分。     

葛根汁发酵前后营养及风味成分变化研究

采用乳酸菌和酵母菌发酵葛根汁,通过对葛根汁发酵过程中的总黄酮、γ-氨基丁酸（GABA）、游离氨基酸、有机酸、乙醇和挥发性化合物等组分进行分析检测,探究了发酵前后营养与风味成分的变化规律。结果表明,发酵6 d葛根汁总黄酮含量（0.71 g/L）比葛根汁（0.59 g/L）提高了17.72%;GABA质量浓度（3.64 g/L）比葛根汁（0.98 g/L）增加了279.17%;必需氨基酸总量比葛根汁增加了65.58%;乙醇产率下降,乳酸浓度增加;发酵产品中的风味物质如醛类、醇类和酯类等的含量比葛根汁有所提高。     

绿原酸对酿酒酵母发酵特性的影响

以模拟苹果汁为发酵体系,添加质量浓度为0（对照组）、0.01、0.1、1.0 g/L的绿原酸,通过考察发酵过程中酿酒酵母CICC31084的生物量、葡萄糖消耗、CO2释放、发酵液乙醇生成以及发酵液关键香气物质变化,研究发酵过程中绿原酸对酿酒酵母发酵特性的影响。结果表明：高质量浓度绿原酸能够促进酵母细胞生长,加快CO2释放和糖代谢速率,延缓发酵前期乙醇生成速率,高质量浓度（1.0 g/L）绿原酸对酿酒酵母发酵特性的影响更加显著,能够缩短整个发酵周期2～3 d。绿原酸作用下,发酵末期香气物质苯乙醇、乙酸乙酯、乙酸异戊酯含量增加,正己酸乙酯、癸酸乙酯含量降低,而辛酸乙酯含量差异不大。