中国白酒中四甲基吡嗪的微生物产生途径的发现与证实

四甲基吡嗪不仅是中国白酒风味相关的重要化合物,同时具有特殊的药理作用,赋予中国白酒有益健康的功能。江南大学对中国白酒中四甲基吡嗪的来源及产生机制进行了深入的研究,研究验证了中国白酒中四甲基吡嗪产生的主要途径来源于微生物的代谢反应,并非美拉德反应。对江南大学在"中国白酒169计划"中关于四甲基吡嗪的研究结果进行了总结,包括产生四甲基吡嗪的微生物、产生途径及代谢调控等。     

应用内源前体策略提高杆菌发酵制备TTMP的能力

基于前体乙偶姻和四甲基吡嗪(TTMP)分子结构的相关性,建立了一种适合于风味化合物TTMP筛选的内源前体筛选策略;并应用该策略,从酱香型高温大曲中获得1株TTMP产生菌XZ1124,该菌株能利用葡萄糖代谢产生大量前体乙偶姻,从而有效促进了TTMP的合成;根据菌落、细胞形态特征和生理生化特性以及16S rDNA序列分析,将该菌株鉴定为枯草杆菌(Bacillus subtilis).碳氮源以及培养条件的单因素优化结果表明,供氧条件和培养温度对TTMP合成的影响最为突出.在最优条件下,摇瓶发酵和发酵罐培养时前体乙偶姻的积累量＞ 20 g/L,TTMP的合成量＞ 4.08 g/L.上述结果有效证明了内源前体筛选策略用于筛选具有结构类似前体的风味功能菌;TTMP合成工艺具有生产强度高且能以廉价的农副产品(豆饼粉)作为底物,极具工业应用前景.     

一种用于枯草杆菌发酵生产四甲基吡嗪的补料策略

考察了铵盐对Bacillus subtilis CCTCC M 208157发酵产TTMP的影响,发现磷酸铵盐(DAP)对发酵体系中TTMP的合成有显著促进作用。进一步考察了TTMP合成对DAP的需求,结果表明,高浓度的DAP有利于TTMP的合成,但高浓度的铵根离子对细胞的生长和前体(3-羟基丁酮,乙偶姻)有抑制作用。基于以上结果,建立了一种铵盐A策略,并应用于摇瓶发酵和7.5-l发酵罐培养,TTMP浓度达7.46 g/L和7.34 g/L,与分批发酵相比分别提高了55.1%和29.0%。