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四川麩醋中高產生料淀粉水解酶菌株的分離篩選及應用研究

2024-12-31 00:00:00肖雄峻唐自豪曾林敏劉明鑫劉敏鄭池充毛祥
中國調味品 2024年11期

摘要:淀粉熟化是當前釀造工業生產的必要環節,費時耗能,與當前資源節約、綠色環保、節約糧食的時代主題相悖。水解生料淀粉的微生物在四川麩醋釀造過程中扮演著重要角色。因此,該研究從四川麩醋醋醅中分離篩選出一株產生料淀粉酶的革蘭氏陽性桿狀菌Bacillus funiculus A2,在BPA培養基中30 ℃培養16 h即可達到穩定期,能在69 ℃范圍內生長,其乙醇耐受性為9%,最低生長pH為3.5。通過模擬四川麩醋生產工藝進行醋醅發酵,探究Bacillus funiculus A2接種量對麩醋理化性質的影響。結果表明,接種Bacillus funiculus A2對醋醅水分含量、pH、總酸含量和還原糖含量的影響較小;增大接種量可促進醋醅發酵體系乙醇快速消耗,提高醋醅發酵的淀粉利用率。該研究為四川麩醋釀造的提質降耗和工藝改進提供了理論依據。

關鍵詞:四川麩醋;生料淀粉;Bacillus funiculus;模擬發酵

中圖分類號:TS264.22""""" 文獻標志碼:A"""" 文章編號:1000-9973(2024)11-0007-07

Isolation, Screening and Application of High-Yield Raw Starch Hydrolase Strains from Sichuan Bran Vinegar

XIAO Xiong-jun, TANG Zi-hao, ZENG Lin-min, LIU Ming-xin, LIU Min,

ZHENG Chi-chong, MAO Xiang

(College of Bioengineering, Sichuan University of Science amp; Engineering, Yibin 644000, China)

Abstract: Starch ripening is a necessary link in the current brewing industry production, which is time-consuming and energy-consuming and contradicts the current theme of resource conservation, green environmental protection and grain conservation. Microorganisms that hydrolyze raw starch play an important role in the brewing process of Sichuan bran vinegar. Therefore, in this study, a Gram-positive rod-shaped bacterium Bacillus funiculus A2 which produces raw amylase is isolated and screened from the fermented grains of Sichuan bran vinegar. This strain reaches a stable stage after being cultured at 30 ℃ for 16 h in BPA medium and could grow in the range of 69 ℃, and its ethanol tolerance is 9% and the minimum growth pH is 3.5. The effects of Bacillus funiculus A2 inoculation amount on the physicochemical properties of bran vinegar are studied by simulating the production process of Sichuan bran vinegar.The results show that inoculation of Bacillus funiculus A2 has little effect on moisture content, pH, total acid content and reducing sugar content in fermented grains, and the increase of inoculation amount could promote the rapid consumption of ethanol in the fermentation system of vinegar grains and improve the utilization rate of starch in fermentation of vinegar grains. This study has provided a theoretical basis for improving the quality, reducing the consumption and improving the process of Sichuan bran vinegar brewing.

Key words: Sichuan bran vinegar; raw starch; Bacillus funiculus; simulated fermentation

收稿日期:2024-04-21

基金項目:四川輕化工大學“652”科研創新團隊計劃資助(SUSE652B003);四川輕化工大學大學生創新創業訓練計劃項目(S202110622029)

作者簡介:肖雄峻(1991—),男,初級實驗師,碩士,研究方向:發酵工程。

*通信作者:毛祥(1989—),男,助理研究員,博士,研究方向:食品發酵生物技術。

淀粉是微生物生長、繁殖和代謝的重要能源物質,在發酵食品工業中必不可少。目前工業發酵微生物大多只能利用熟化后的淀粉,即經高溫糊化或膨化后的淀粉,能直接酶解生料淀粉進行微生物發酵的菌群相對較少[1]。若能將直接酶解生料淀粉的微生物應用于釀造生產,將極大地降低能源消耗及企業投資和運行成本,在傳統食品釀造工業中具有廣闊的應用前景。

國內外學者對生料淀粉的利用做了大量研究,已報道了許多能產生料淀粉酶的微生物類群,如霉菌[2]、乳酸菌[3]、芽孢桿菌[4]、假單胞菌[5]、放線菌[6]和酵母菌[7]等。其中大多數產生料淀粉酶的微生物因淀粉糖化、液化條件要求苛刻,且食醋釀造環境酸度高,限制了其在麩醋釀造過程中的淀粉利用。近年來,對水解生料淀粉酶工程菌株構建的研究較多[8],如Cripwell等[9]利用基因重組技術構建Saccharomyces cerevisiae,使其同時具備水解生料淀粉和酒精發酵功能,到目前為止已有數株改造成功的案例,卻無應用于工業生產的報道。此外,還有部分學者研究了淀粉酶水解對生料淀粉的作用機制,并改造提升了酶解效率[10-12],這些研究有利于增加淀粉在其他領域應用的發展。四川麩醋因以麩皮為原料而得名,麩皮中含有約11%~33%的生淀粉[13],在麩醋釀造過程中,淀粉殘余量高,造成嚴重的資源浪費[14]。因此,從環境相似的條件(如醋醅)下篩選高產水解生料淀粉酶活力的菌株,并原位應用于四川麩醋的發酵生產,對麩醋釀造產業的提質降耗、節省成本具有重要的理論和應用價值。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

麩醋醋醅:醋醅發酵階段發酵15 d的四川麩醋醋醅樣,取自四川宜賓某麩醋生產廠,醋曲亦為該麩醋廠提供;實驗所用化學試劑(均為分析純):成都市科隆化學品有限公司;微生物培養所需試劑(均為生物純);麩皮、面粉等:均購自宜賓本地農貿市場;高活性釀酒酵母:安琪酵母股份有限公司;黑曲霉孢子:濟寧玉園生物科技有限公司。

富集培養基:牛肉膏5.0 g/L,蛋白胨10.0 g/L,氯化鈉5.0 g/L,pH自然,在121 ℃下高壓蒸汽滅菌20 min。待培養基冷卻后,在無菌條件下加入10.0 g/L于160 ℃干熱滅菌2 h的小麥淀粉。

篩選培養基:初篩培養基在富集培養基的基礎上添加20 g/mL的瓊脂粉,復篩培養基同富集培養基。

牛肉膏蛋白胨培養基(BP):牛肉膏5.0 g/L,蛋白胨10.0 g/L,氯化鈉5.0 g/L,pH自然,在121 ℃下高壓蒸汽滅菌20 min。固體培養基添加20 g/mL的瓊脂粉(BPA)。

1.2 主要儀器與設備

ME204E/02電子天平、FE28 pH計 梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司;BXM-75立式壓力蒸汽滅菌器、BG2-140電熱鼓風干燥箱、BSP-400生化培養箱 上海博迅實業有限公司醫療設備廠;ZHJH-C1118C超凈工作臺、ZWY-211C恒溫培養振蕩器 上海智城分析儀器制造有限公司;優普UPT-I-20T超純水機 四川優普超純科技有限公司;A390紫外可見分光光度計 翱藝儀器(上海)有限公司;XHF-DY高速分散器 寧波新芝生物科技股份有限公司;Multiskan Spectrum酶標儀 賽默飛世爾(上海)儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 目的菌株的富集篩選

準確稱取25.00 g麩醋醋醅加入225 mL無菌富集培養基中,混勻后置于37 ℃恒溫培養24 h。對富集培養液進行梯度稀釋,分別取10-5,10-6,10-7倍的菌液涂布平板,置于37 ℃培養24~48 h。在長出的各單菌落邊緣滴加稀碘液(0.1 mol/L),觀察菌落周圍是否出現變色圈,并用游標卡尺測定變色圈直徑(D)與菌落直徑(d)[15],挑選出D/d比值較大的6株菌株進行復篩。菌落邊緣出現變色圈說明該菌株能產生料淀粉酶,而變色圈直徑與菌落直徑的比值大小說明產酶能力的大小,所以通過D/d的比值確定初篩菌株。

1.3.2 菌株的復篩

用接種環分別取1環初篩獲得的6株菌株接種到復篩培養基上,37 ℃、160 r/min搖床培養2 d。取發酵液20 mL,5 000 r/min離心10 min,收集上清液,即為粗酶液,采用DNS法于50 ℃條件下測定各菌株水解生料淀粉酶的活力,選擇水解生料淀粉酶活力最強的一株菌株為后續試驗的出發菌株。

1.3.3 菌株的鑒定

對各菌株的菌落形態、菌落顏色、菌落大小及菌株形態進行觀察,完成菌株的初步鑒定。同時采用生工生物工程(上海)股份有限公司細菌基因組DNA快速抽提試劑盒,參照使用說明對目的菌株基因組DNA進行提取。利用擴增引物27F(5′-AGAGTTTGATAG-AGTTTGATC-3′)和1492R(5′-GGTTACCTTGTTACG-ACTT-3′)對菌株的16S rDNA進行擴增,擴增體系50 μL,2×GS Taq PCR混合物25 μL,上游引物27F(10 μmol/L)和下游引物1492R(10 μmol/L)各2 μL,菌株DNA模板1 μL,無菌重蒸水20 μL,PCR擴增程序:95 ℃預變性4 min;95 ℃變性30 s,56 ℃退火30 s,72 ℃延伸90 s,30個循環;72 ℃,10 min。采用1%的瓊脂糖凝膠電泳檢測PCR擴增產物,將PCR產物送往成都擎科偉業生物技術有限公司進行測序,對測序結果使用DNAMAN軟件進行拼接,在NCBI數據庫中比對分析菌株的同源性,最后通過MEGA 11軟件構建系統發育樹,采用Neighbor-Joining法進行系統發育分析,自展值設定為1 000次重復計算。

1.3.4 菌株特性分析

為明確目的菌株的應用特性,分別對菌株生長特性、溫度、pH和乙醇耐受性等進行評估。取1環菌株接種于250 mL BP液體培養基中,于37 ℃、180 r/min培養數天,期間每2 h取樣一次,測定菌液的OD600值,繪制生長曲線。此外,于9 mL BP液體培養基中接種對數生長期菌株菌懸液(OD600為1)1 mL,置于依次設置不同初始溫度(10,15,20,25,30,35,40,45,50,55 ℃),180 r/min避光培養24 h,取200 μL用酶標儀測定各培養液的OD600值,評估菌株的生長溫度范圍;同理,于37 ℃條件下對目的菌株的pH耐受性(用乙酸調節pH為3.0,3.5,4.0,4.5,5.0,5.5,6.0)、乙醇耐受性(0%、1%、5%、7%、9%、11%)進行評估。以等體積的無菌BP液體培養基代替菌懸液作為空白對照,每組試驗3個生物學重復。

1.3.5 目的菌株發酵麩醋醋醅的制備工藝

取50 mL富集培養基加入150 mL錐形瓶中,調節培養基的pH,以1.0,2.0,3.0,4.0,5.0,6.0為梯度進行試驗,在無菌條件下,用滅菌后的生理鹽水洗下斜面上的菌株,搖勻,吸取1 mL加入富集培養基中,于37 ℃、160 r/min搖床培養24 h,取出后,在600 nm處測定吸光度,根據吸光度判斷菌株的生長情況,得出菌株的耐酸性。

1.3.6 目的菌株發酵麩醋醋醅的制備工藝

參照工廠生產麩醋的工藝[16],接種目的菌株發酵生產醋醅,評估目的菌株對麩醋釀造的影響。首先將大米(110 g)與水按照1∶10的比例混合,浸泡4 h后于105 ℃蒸煮糊化20 min,冷卻至室溫。其次接種0.02 g黑曲霉孢子、0.1 g釀酒酵母,攪拌混勻后置于30 ℃發酵7 d,期間每12 h攪拌混勻一次,然后以總體積計,按1∶5 000的比例接種醋曲,混勻后均分為4組,分別接種OD600為1的水解生料淀粉芽孢桿菌菌懸液0,5,10,15 mL/100 mL,同時加入9倍大米質量的麩皮、4.5%(以大米質量計)的無菌小麥粉,翻拌均勻,制成醋醅,置于30 ℃發酵20 d。期間每2 d翻醅一次,每4 d取樣一次,用于后續分析。

1.3.7 DNS法測定水解生料淀粉酶活力

在孫玲玉等[17]報道的DNS法測定淀粉含量的基礎上進行了微調,用于測定各菌株水解生料淀粉酶活力。具體步驟:在25 mL比色管中加入2 mL 50 ℃預熱混勻的生淀粉懸液、2 mL pH為5的磷酸鹽緩沖液和1 mL粗酶液,置于50 ℃下恒溫水浴中反應1 h,水浴期間每5 min搖晃一次,避免淀粉沉淀,反應結束后取出,加入1 mL 2 mol/L的氫氧化鈉終止反應,冷卻后加入3 mL DNS溶液,沸水浴5 min,取出冷卻后加入去離子水定容至25 mL,于540 nm波長處測定吸光度值,計算水解生料淀粉酶的酶活力。同時以提前滅酶處理后的各菌株粗酶液為空白對照。酶活力的定義:1 mL粗酶液在50 ℃、pH 5.0條件下每分鐘水解可溶性淀粉生成1 μg葡萄糖為一個酶活力單位(U/mL)。酶活力(E)計算公式如下:

E(U/mL)=N×V×F×1 000C×T。

式中:E為生料淀粉酶活力(U/mL);N為水解淀粉后的葡萄糖生成量(mg/mL);F為粗酶液的稀釋倍數;1 000為mg換算成μg的系數;V為反應體系的體積(mL);C為粗酶液的體積(mL);T為反應時間(min)。

1.3.8 目的菌株發酵醋醅理化分析

為評估水解生料淀粉酶菌株對麩醋釀造的影響,對麩醋釀造過程中的關鍵指標進行了測定。采用直接干燥法測定醋醅的含水量;采用酸堿中和滴定法測定醋醅的總酸含量;采用酸度計法測定游離酸含量的變化;采用重鉻酸鉀比色法測定醋醅的乙醇含量[18];采用DNS法測定醋醅的還原糖和淀粉含量[17]。醋醅淀粉含量的測定:在10.00 g醋醅中加入100 mL蒸餾水,煮沸2 h使淀粉充分糊化,取出冷卻至60 ℃,加入0.1 g α-淀粉溶液(40 U/g原料),60 ℃水浴30 min至完全液化(碘液不顯藍色)。加熱煮沸,冷卻后定容至250 mL,過濾,取濾液50 mL,加入10 mL 6 mol/mL鹽酸,水解1 h。用NaOH中和過量的鹽酸并定容至100 mL,過濾,取濾液用DNS法測定還原糖含量。

2 結果與討論

2.1 高產生料淀粉酶菌株的篩選分離

通過富集培養、梯度稀釋和平板涂布對水解生料淀粉酶菌株進行富集、培養和篩選,利用平皿生化反應-淀粉酶水解圈試驗[15]對其進行功能鑒別。從四川麩醋醋醅中篩選出6株產生料淀粉酶能力較高的菌株,由圖2可知,變色圈直徑(D)與菌落直徑(d)的比值(D/d值)均大于3.0,其中菌株A4的D/d值最大,為3.9,其次為A2。D/d值只能初步定性說明菌株產生料淀粉酶的能力,不能定量反映各菌株產生料淀粉酶的能力,因此對初篩的6株菌株進行搖瓶發酵試驗,采用DNS法測定菌株水解生料淀粉酶活力,篩選出產酶能力最佳的菌株。

淀粉酶是微生物細胞分泌的胞外酶,因此測定發酵液中淀粉酶活力即可判斷菌株的產酶能力。6株初篩獲得的菌株在發酵培養基中37 ℃培養2 d后,各發酵液均有生料淀粉酶活力。其中,A2菌株的產酶能力最大,酶活力為(272.9±15.8) U/mL,其次是1號菌株,酶活力為(230.8±7.28) U/mL,二者酶活力差異均達到顯著水平(P<0.05),因此將A2菌株作為后續試驗研究的目的菌株。

2.2 高產生料淀粉酶菌株的鑒定

對A2菌株進行形態觀察和革蘭氏染色(見圖3)發現,該菌株為好氧型革蘭氏陽性(G+,藍紫色)桿狀細菌,在BPA平板上的菌落呈白色凸起的圓形形態,不透明,邊緣光滑,表面光滑且濕潤,容易挑取且有不悅的氣味。

將測序結果(16S rDNA序列)與NCBI數據庫中的BLAST工具進行同源性對比分析,選擇相似度>98%的10株菌進行多重比較,構建系統發育樹,見圖4。

由圖4可知,A2菌株與Bacillus funiculus NAF001菌株有99%的同源性,結合菌株初步鑒定結果確定A2菌株為Bacillus funiculus,命名為Bacillus funiculus A2。

2.3 Bacillus funiculus A2菌株的發酵特性分析

2.3.1 Bacillus funiculus A2的生長特性

對菌株的生長特性進行分析有利于在試驗過程中控制菌株的菌齡,保證接種菌株的活性。由圖5中a可知,繩索狀芽孢桿菌A2(Bacillus funiculus A2)的生長在接種后6 h處于延滯期,此時菌株生長緩慢,原因可能是菌株對新環境的調整適應過程;在6~16 h時菌株生長進入對數期,OD600值開始明顯增長,且增長速度較快;之后菌株生長濁度波動較平穩,說明菌株開始進入平穩期。由于對數生長期的細菌形態相對穩定、生物活性高且繁殖能力強,因此后續均采用對數生長期的菌體進行接種試驗。

2.3.2 Bacillus funiculus A2的溫度耐受性

四川麩醋醋醅發酵一般控制在45 ℃以下,探究菌株的溫度耐受性對菌株的應用具有指導意義。由圖5中b可知,Bacillus funiculus A2在21~45 ℃生長能力較強,菌株的OD600值均大于1.0,37 ℃為該菌株的最適生長溫度,最高耐受溫度可達到69 ℃,這與大多數報道的解淀粉芽孢桿菌情況相似[19]。

2.3.3 Bacillus funiculus A2的乙醇、pH耐受性分析

在食醋釀造過程中,醋酸菌以乙醇為底物,氧化形成醋酸,從而形成了食醋的主體呈酸味物質。因此,研究Bacillus funiculus A2菌株的乙醇耐受性、pH(乙酸調節)耐受性,可預判菌株在麩醋釀造過程中的生長情況。由圖6中a可知,該菌株能夠耐受9 mL/100 mL的乙醇,而為保障食醋釀造過程的正常進行,一般要求乙醇濃度控制在8%以下,傳統麩醋因“三邊”同時發酵,醋醅中酒精濃度更低(<2%)[20],說明Bacillus funiculus A2菌株具有適應麩醋釀造環境的潛力。由圖6中b可知,菌株能夠在pH>3.5的條件下生長,具有較強的酸耐受性,能夠很好地適應麩醋的發酵生產環境,過高的酸性也會抑制其生長。

2.4 目的菌株對麩醋發酵醋醅理化特性的影響

2.4.1 接種Bacillus funiculus A2對四川麩醋醋醅含水量的影響

由圖7可知,從整個模擬麩醋釀造過程來看,接種不同濃度的Bacillus funiculus A2對麩醋醋醅水分含量的影響不大,含水量在64.3%~71.8%之間上下波動[21],各階段的水分含量總體差異不大。在0~8 d各組含水量呈上升趨勢,可能是由于發酵初期原料豐富且微生物處于生長旺盛階段,代謝生成部分水,導致含水量上升。8~20 d含水量逐漸呈下降趨勢,醋醅發酵中后期,一方面因為微生物進入次級代謝產物累積階段,代謝活動減緩;另一方面是醋醅在環境中因蒸發作用造成水分逐漸流失[22]。

2.4.2 接種Bacillus funiculus A2對四川麩醋醋醅乙醇含量的影響

由圖8可知,Bacillus funiculus A2接種量對麩醋醋醅中酒精發酵有顯著的影響,具體表現為發酵第4天時5%、10%和15%接種量組乙醇含量下降,這可能是由于產生的酒精在醋酸菌的作用下開始產生醋酸(見圖9),且接種量越大,環境中乙醇轉化成醋酸越多,所以乙醇含量逐漸下降。對照組(0%接種量組)乙醇含量變化不大,可能是由于環境營養物質充足,酵母利用還原糖產生了酒精[20]。4 d后所有組的乙醇含量均相對穩定,但對照組和5%接種量組乙醇含量明顯高于10%和15%接種量組,結合不同接種量的Bacillus funiculus A2對醋醅中乙酸含量的影響(見圖9)可知10%和15%接種量組的總酸含量明顯高于對照組和5%接種量組,由此可推測隨著Bacillus funiculus A2接種量的增加,可能是乙醇氧化成乙酸過程中酸化代謝得到增強,醋醅多邊發酵平衡被打破,致使醋醅乙醇含量減少[21]。

2.4.3 接種Bacillus funiculus A2對四川麩醋醋醅總酸含量和pH的影響

由圖9可知,接種Bacillus funiculus A2后,發酵醋醅中總酸含量均呈現上升的趨勢,且接種量越大,總酸形成越快。在發酵前4 d各組總酸含量增加較快,且10%和15%接種量組的總酸含量明顯大于對照組和5%接種量組,可能是由于發酵前期產酸微生物的生長和代謝活動旺盛,這些微生物適應環境并大量繁殖,不僅將乙醇氧化成乙酸,而且將其他化合物氧化,導致總酸含量迅速增加[23]。同時接種量越大,水解生料淀粉芽孢桿菌降解的淀粉越多,從而可以積累更多的還原糖,而生成的還原糖不斷地轉化成各種酸性物質。第4天后對照組和5%接種量組總酸含量的增加明顯減慢,而10%和15%接種量組總酸含量已達到相對穩定,可能是由于發酵過程中原料的不斷利用,環境中積累了大量酸性物質,致使微生物不利于生存在高酸度、低營養的環境中,且接種量越大,環境中的酸性物質積累越多。對照組和5%接種量組在第8天后總酸含量達到相對穩定。發酵第16~20天總酸含量處于上升階段,可能是由于前期積累的還原糖轉化成乙酸。

由圖10可知,發酵起始時(0 d)醋醅的pH較高,可能是由于此時才加入醋曲,大量的乙醇還未在醋酸菌的作用下轉化成乙酸,第4天時醋酸菌利用乙醇產生大量酸性物質,4~20 d pH在4.1~4.5之間波動,說明在發酵過程中四川麩醋形成了一個緩沖體系,使pH始終處于動態平衡中[24]。

2.4.4 接種Bacillus funiculus A2對四川麩醋醋醅還原糖含量的影響

由圖11可知,接種Bacillus funiculus A2后,發酵初期(0~4 d),醋醅中還原糖含量增量明顯高于對照組,結合醋醅淀粉含量變化結果(見圖12)可推測原因是大量的淀粉被降解,及時被微生物利用,導致還原糖含量增加。但隨著發酵的持續(4 d后),醋醅中還原糖含量逐漸減少,一方面是醋醅發酵體系中還原糖被轉化成乙醇[25],另一方面可能是醋醅發酵末期發酵體系中次級代謝產物累積、酸度增加,微生物代謝、酶活性受到抑制,使得淀粉轉化成還原糖的能力減弱。直至發酵結束,醋醅發酵體系中還原糖含量大小仍為15%接種量組>10%接種量組>5%接種量組>對照組,由此可以得出水解生料淀粉芽孢桿菌接種量的增加會促進淀粉的利用,從而生成更多的還原糖。此外,10%接種量組和15%接種量組還原糖含量接近,表明繼續增加Bacillus funiculus A2的接種量對麩醋發酵體系淀粉水解的貢獻度不大,另外,增加該菌株的接種量還會增加菌株本身不悅氣味的風險。

2.4.5 接種Bacillus funiculus A2對四川麩醋醋醅淀粉含量的影響

由圖12可知,在麩醋醋醅發酵過程中接種Bacillus funiculus A2后,體系各階段的殘余淀粉含量均低于對照組,且菌株接種量越大,殘余淀粉含量越少。醋醅發酵20 d后,各組淀粉含量相較于0 d時均下降了31.68%以上,15%接種量組相較于對照組淀粉利用率提高了近23.78%。但各組的總酸和pH變化較接近,原因可能是Bacillus funiculus A2接種量增加,淀粉水解后的營養成分被其他微生物所利用,沒有用于酸類物質的增量發酵,或生成了高級有機酸,亦或轉化成其他風味物質,有待證明。此外,15%接種量組和10%接種量組醋醅殘余淀粉量接近,還原糖含量亦接近,進一步說明了繼續增加Bacillus funiculus A2的接種量對提高麩醋發酵體系淀粉利用率的意義不大。

2.5 接種Bacillus funiculus A2對四川麩醋醋醅理化特性影響的聚類分析

為進一步明確Bacillus funiculus A2菌株對麩醋發酵過程中理化特性的影響,借助Origin軟件對發酵結束的醋醅理化結果進行聚類分析,結果見圖13。

發酵結束的醋醅樣品被分為兩大類,對照組與5%接種量組聚在同一分支上,表明二者的理化特性相近,接種5%的Bacillus funiculus A2菌株對麩醋釀造體系理化特性的影響較小,卻能提高其淀粉利用率;另外,10%接種量組和15%接種量組聚在同一分支上,說明當Bacillus funiculus A2接種量超過10%后,增加接種量對麩醋釀造體系的理化特性影響不顯著。綜上所述,接種10%的Bacillus funiculus A2菌株對麩醋發酵提高淀粉利用率有顯著作用。

3 結論

Bacillus funiculus A2是一株從高酸性環境——四川麩醋醋醅中分離得到的桿狀革蘭氏陽性菌(G+),能分泌較高酶活力的生料淀粉酶水解生料淀粉。其生長速度快(16 h達到穩定期),在乙醇含量9%、溫度69 ℃、pH 3.5的環境中仍能保持較高的生物活性。接種Bacillus funiculus A2菌株模擬四川麩醋發酵,結果表明該菌株對四川麩醋發酵過程中醋醅水分含量、pH、總酸含量和還原糖含量的影響可以忽略,但增加其接種量能加速麩醋發酵體系中乙醇的氧化,同時提高淀粉的利用率。

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