醬香型白酒中乳酸代謝機(jī)理及調(diào)控策略的研究
發(fā)布時(shí)間:2021-08-08 05:26
乳酸在白酒釀造過程由釀酒微生物代謝產(chǎn)生,是酒醅中最主要的不揮發(fā)性有機(jī)酸之一,也是影響醬香型白酒酒醅酸堿環(huán)境的主要物質(zhì)。乳酸積累與酒醅酸度環(huán)境密切相關(guān),并直接影響微生物群落的演變和發(fā)酵進(jìn)程的走向。因此,乳酸對醬香型白酒的風(fēng)味和釀造微生物群落結(jié)構(gòu)的平衡具有重要作用,釀造過程中能否控制乳酸在適宜濃度直接影響到醬香型白酒的品質(zhì)。醬香型白酒兩次投料、七個(gè)輪次取酒中間不再補(bǔ)料,酒醅中的乳酸具有不易揮發(fā)、多輪次積累的特點(diǎn)。解析乳酸生成機(jī)制和調(diào)控乳酸代謝,并且保證乳酸積累在適宜濃度范圍,對醬香型白酒的生產(chǎn)具有重要的指導(dǎo)意義。然而,醬香型白酒釀造過程主要產(chǎn)乳酸微生物不明確、優(yōu)勢微生物乳酸代謝途徑及其調(diào)控機(jī)制不清晰以及微生物群落乳酸代謝調(diào)控方法的缺乏限制了醬香型白酒中乳酸代謝機(jī)制解析與調(diào)控。本論文針對醬香型白酒釀造過程產(chǎn)乳酸優(yōu)勢微生物的鑒定、乳酸代謝途徑調(diào)控機(jī)制的解析以及乳酸調(diào)控策略的開發(fā)與應(yīng)用開展研究。通過對醬香型白酒酒醅的微生物多樣性進(jìn)行分析,分離鑒定了醬香型白酒生產(chǎn)過程中主要的產(chǎn)乳酸微生物,并解析了環(huán)境因素對其乳酸合成的影響機(jī)理。在此基礎(chǔ)上,采用恒溫常壓等離子體(ARTP)誘變及高通量篩選技術(shù)獲得產(chǎn)...
【文章來源】:江南大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:112 頁
【學(xué)位級別】:博士
【部分圖文】:
醬香型白酒生產(chǎn)工藝Figure1-1ProductionprocessofJiang-flavourliquor
第一章緒論5酸發(fā)酵、異型乳酸發(fā)酵和雙歧發(fā)酵三類,并以前兩種為主要的合成途徑[34]。圖1-2乳酸菌糖代謝途徑示意圖Figure1-2SugarmetabolismpathwaysofLactobacillus.注:Mannose:甘露糖;Glucose:葡萄糖;Sucrose:蔗糖;Maltose:麥芽糖;Lactose:乳糖;Ribose:核糖;Fructose:果糖;Malate:蘋果酸;D-mannose-6-P:D-6-磷酸甘露糖;Glucose-6-P:6-磷酸葡萄糖;Sucrose-6-P:6-磷酸蔗糖;Maltose-6-P:6-磷酸麥芽糖;Fructose-6-P:6-磷酸果糖;Fructose-1-P:1-磷酸果糖;Glucose-1-P:1-磷酸葡萄糖;Fructose-1,6-bisP:1,6-二磷酸果糖;Glyceraldehyde-3-P:3-磷酸甘油醛;Glycerate-1,3-bisP:1,3-二磷酸甘油酸;Glycerate-3-P:3-磷酸甘油酸;Glycerate-2-P:2-磷酸甘油酸;Phosphoenol-pyruvate:磷酸烯醇丙酮酸;Pyruvate:丙酮酸;L-Lactate:L-乳酸;D-Lactate:D-乳酸;Dihydroxy-acetoneP:磷酸-二羥丙酮;Glucose-1,5-lactone-6-P:6-磷酸-葡萄糖酸-1,5-內(nèi)酯;6-P-gluconate:6-磷酸-葡萄糖酸;Ribulose-5-P:5-磷酸核糖;Xylulose-5-P:5-磷酸木酮糖;Acetyl-P:乙酰磷酸;Acetate:乙酸;UPD-Glucose:尿苷二磷酸葡萄糖;Galactose:半乳糖。1.3.2.1同型乳酸發(fā)酵同型乳酸發(fā)酵是指微生物將葡萄糖經(jīng)糖酵解途徑(embdenmeyerhof-parnaspathway,EMP)發(fā)酵合成乳酸的過程[35,36]。其中1mol葡萄糖可生成2mol乳酸,理論轉(zhuǎn)化率為100%[29],但微生物在發(fā)酵過程中存在細(xì)胞生長等其它生理活動(dòng),當(dāng)糖酸實(shí)際轉(zhuǎn)化率大于80%,均可認(rèn)為是同型乳酸發(fā)酵。同型乳酸發(fā)酵的總化學(xué)反應(yīng)式為:C6H12O6+2ADP+2Pi~2CH3CHCOOH+2ATP
第二章茅臺(tái)酒釀造過程中產(chǎn)乳酸優(yōu)勢微生物的確定11然后進(jìn)行攤晾加曲,混合均勻后的酒醅有氧堆積發(fā)酵成熟后即進(jìn)入造沙輪次窖內(nèi)厭氧發(fā)酵。樣品取樣時(shí)間分別為入窖、窖內(nèi)發(fā)酵7天、窖內(nèi)發(fā)酵15天和窖內(nèi)發(fā)酵30天。上述酒醅取自窖內(nèi)1m深處(圖2-1),取3個(gè)窖池為平行樣,每份樣品約為300g,分為2份,采用無菌封口袋保存,樣品各保存于4℃(用于微生物的分離)和-80℃(用于高通量測序與乳酸含量測定)。圖2-1窖內(nèi)取樣示意圖Figure2-1SchematicdiagramofZaopeisampling2.2.2試劑和儀器2.2.2.1主要試劑乳酸(純度99%),購自美國Sigma公司;糖化酶(10萬U·mL-1),購自中國源葉生物公司;葡萄糖、酵母膏、蛋白胨、氯化鈉均為分析純,購自國藥集團(tuán);基因組提取及PCR試劑均購自上海生工生物工程有限公司。2.2.2.2主要儀器表2-1本章使用的儀器Table2-1Instrumentsusedinthisstudy主要儀器生產(chǎn)廠家PCR儀美國Bio-Rad公司電泳儀美國Bio-Rad公司GelDoc凝膠成像系統(tǒng)美國Bio-Rad公司UV2450型紫外可見光分光光度計(jì)日本Shimadzu公司高效液相色譜(HPLC)美國Agilent公司Eppendorf高速離心機(jī)德國Eppendorf公司電子天平瑞士MettlerToledo公司恒溫培養(yǎng)箱上海醫(yī)療器械研究所恒溫?fù)u床上海精密儀器儀表有限公司厭氧工作站英國DonWhitleyScientific公司立式壓力蒸汽滅菌器日本ALP公司pH計(jì)瑞士Mettler-Toledo公司
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]不同入窖糟醅在發(fā)酵過程中有機(jī)酸的變化及對酒質(zhì)的影響[J]. 唐賢華,王思思,黃睿. 糧食與食品工業(yè). 2020(02)
[2]復(fù)合功能微生物在醬香型白酒生產(chǎn)中的應(yīng)用研究[J]. 劉宇,管桂坤,萬自然,夏培禹,杜如冰,吳群. 釀酒科技. 2019(12)
[3]有機(jī)氮源添加對嗜熱厭氧桿菌產(chǎn)乙醇的影響[J]. 任夢夢,傅宏鑫,馬毅,王菊芳. 生物化工. 2019(05)
[4]謝瓦散囊菌CICC 41584產(chǎn)香特性及在濃香型白酒大曲生產(chǎn)中的應(yīng)用[J]. 崔香香,白飛榮,于學(xué)健,白秀彬,許玲,于盼盼,姚粟. 食品與發(fā)酵工業(yè). 2019(21)
[5]多糧濃香型白酒中特征酵母菌與耐酸乳桿菌的關(guān)系[J]. 張霞,鄭佳,趙東,喬宗偉,安明哲,楊康卓,羅青春. 微生物學(xué)通報(bào). 2019(07)
[6]高通量測序技術(shù)分析醬香型白酒下造沙輪次的微生物多樣性[J]. 呂錫斌,吳耀領(lǐng),郝飛,曾祥煉,張巧玲,陳良強(qiáng),袁頡,羅汝葉,楊帆,王和玉,王莉,尉洪濤,韓培杰,白逢彥. 釀酒科技. 2019(03)
[7]濃香型白酒增加己酸乙酯降低乳酸乙酯的研究進(jìn)展[J]. 李俊輝,劉英杰,隋麗娜,楊平平,王燕. 中國釀造. 2019(01)
[8]醬香型白酒耐乳酸酵母的篩選及特性研究[J]. 王莉,陳良強(qiáng),楊帆,陳宗校,王和玉. 中國釀造. 2018(12)
[9]常壓室溫等離子體(ARTP)誘變選育高核酸釀酒酵母[J]. 李小坤,王旺,林影,梁書利. 現(xiàn)代食品科技. 2018(12)
[10]過表達(dá)INO1基因提高釀酒酵母乙醇耐受性[J]. 黃貞杰,陳由強(qiáng),薛婷. 生物技術(shù)通報(bào). 2019(03)
碩士論文
[1]大曲清香型白酒功能菌的篩選與應(yīng)用[D]. 管健.湖北工業(yè)大學(xué) 2018
[2]微生物法減少白酒生產(chǎn)中氨基甲酸乙酯前體物質(zhì)的研究[D]. 孟慶達(dá).江南大學(xué) 2017
[3]釀酒酵母GPD1基因敲除與GPD2基因沉默[D]. 王斌.福建師范大學(xué) 2016
[4]瀘型酒酒醅中乳酸菌和乳酸降解菌的多樣性和代謝特性[D]. 栗連會(huì).江南大學(xué) 2016
[5]醬香型白酒生產(chǎn)中功能微生物的優(yōu)化組合及其應(yīng)用研究[D]. 曾德勇.貴州大學(xué) 2016
本文編號(hào):3329319
【文章來源】:江南大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:112 頁
【學(xué)位級別】:博士
【部分圖文】:
醬香型白酒生產(chǎn)工藝Figure1-1ProductionprocessofJiang-flavourliquor
第一章緒論5酸發(fā)酵、異型乳酸發(fā)酵和雙歧發(fā)酵三類,并以前兩種為主要的合成途徑[34]。圖1-2乳酸菌糖代謝途徑示意圖Figure1-2SugarmetabolismpathwaysofLactobacillus.注:Mannose:甘露糖;Glucose:葡萄糖;Sucrose:蔗糖;Maltose:麥芽糖;Lactose:乳糖;Ribose:核糖;Fructose:果糖;Malate:蘋果酸;D-mannose-6-P:D-6-磷酸甘露糖;Glucose-6-P:6-磷酸葡萄糖;Sucrose-6-P:6-磷酸蔗糖;Maltose-6-P:6-磷酸麥芽糖;Fructose-6-P:6-磷酸果糖;Fructose-1-P:1-磷酸果糖;Glucose-1-P:1-磷酸葡萄糖;Fructose-1,6-bisP:1,6-二磷酸果糖;Glyceraldehyde-3-P:3-磷酸甘油醛;Glycerate-1,3-bisP:1,3-二磷酸甘油酸;Glycerate-3-P:3-磷酸甘油酸;Glycerate-2-P:2-磷酸甘油酸;Phosphoenol-pyruvate:磷酸烯醇丙酮酸;Pyruvate:丙酮酸;L-Lactate:L-乳酸;D-Lactate:D-乳酸;Dihydroxy-acetoneP:磷酸-二羥丙酮;Glucose-1,5-lactone-6-P:6-磷酸-葡萄糖酸-1,5-內(nèi)酯;6-P-gluconate:6-磷酸-葡萄糖酸;Ribulose-5-P:5-磷酸核糖;Xylulose-5-P:5-磷酸木酮糖;Acetyl-P:乙酰磷酸;Acetate:乙酸;UPD-Glucose:尿苷二磷酸葡萄糖;Galactose:半乳糖。1.3.2.1同型乳酸發(fā)酵同型乳酸發(fā)酵是指微生物將葡萄糖經(jīng)糖酵解途徑(embdenmeyerhof-parnaspathway,EMP)發(fā)酵合成乳酸的過程[35,36]。其中1mol葡萄糖可生成2mol乳酸,理論轉(zhuǎn)化率為100%[29],但微生物在發(fā)酵過程中存在細(xì)胞生長等其它生理活動(dòng),當(dāng)糖酸實(shí)際轉(zhuǎn)化率大于80%,均可認(rèn)為是同型乳酸發(fā)酵。同型乳酸發(fā)酵的總化學(xué)反應(yīng)式為:C6H12O6+2ADP+2Pi~2CH3CHCOOH+2ATP
第二章茅臺(tái)酒釀造過程中產(chǎn)乳酸優(yōu)勢微生物的確定11然后進(jìn)行攤晾加曲,混合均勻后的酒醅有氧堆積發(fā)酵成熟后即進(jìn)入造沙輪次窖內(nèi)厭氧發(fā)酵。樣品取樣時(shí)間分別為入窖、窖內(nèi)發(fā)酵7天、窖內(nèi)發(fā)酵15天和窖內(nèi)發(fā)酵30天。上述酒醅取自窖內(nèi)1m深處(圖2-1),取3個(gè)窖池為平行樣,每份樣品約為300g,分為2份,采用無菌封口袋保存,樣品各保存于4℃(用于微生物的分離)和-80℃(用于高通量測序與乳酸含量測定)。圖2-1窖內(nèi)取樣示意圖Figure2-1SchematicdiagramofZaopeisampling2.2.2試劑和儀器2.2.2.1主要試劑乳酸(純度99%),購自美國Sigma公司;糖化酶(10萬U·mL-1),購自中國源葉生物公司;葡萄糖、酵母膏、蛋白胨、氯化鈉均為分析純,購自國藥集團(tuán);基因組提取及PCR試劑均購自上海生工生物工程有限公司。2.2.2.2主要儀器表2-1本章使用的儀器Table2-1Instrumentsusedinthisstudy主要儀器生產(chǎn)廠家PCR儀美國Bio-Rad公司電泳儀美國Bio-Rad公司GelDoc凝膠成像系統(tǒng)美國Bio-Rad公司UV2450型紫外可見光分光光度計(jì)日本Shimadzu公司高效液相色譜(HPLC)美國Agilent公司Eppendorf高速離心機(jī)德國Eppendorf公司電子天平瑞士MettlerToledo公司恒溫培養(yǎng)箱上海醫(yī)療器械研究所恒溫?fù)u床上海精密儀器儀表有限公司厭氧工作站英國DonWhitleyScientific公司立式壓力蒸汽滅菌器日本ALP公司pH計(jì)瑞士Mettler-Toledo公司
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]不同入窖糟醅在發(fā)酵過程中有機(jī)酸的變化及對酒質(zhì)的影響[J]. 唐賢華,王思思,黃睿. 糧食與食品工業(yè). 2020(02)
[2]復(fù)合功能微生物在醬香型白酒生產(chǎn)中的應(yīng)用研究[J]. 劉宇,管桂坤,萬自然,夏培禹,杜如冰,吳群. 釀酒科技. 2019(12)
[3]有機(jī)氮源添加對嗜熱厭氧桿菌產(chǎn)乙醇的影響[J]. 任夢夢,傅宏鑫,馬毅,王菊芳. 生物化工. 2019(05)
[4]謝瓦散囊菌CICC 41584產(chǎn)香特性及在濃香型白酒大曲生產(chǎn)中的應(yīng)用[J]. 崔香香,白飛榮,于學(xué)健,白秀彬,許玲,于盼盼,姚粟. 食品與發(fā)酵工業(yè). 2019(21)
[5]多糧濃香型白酒中特征酵母菌與耐酸乳桿菌的關(guān)系[J]. 張霞,鄭佳,趙東,喬宗偉,安明哲,楊康卓,羅青春. 微生物學(xué)通報(bào). 2019(07)
[6]高通量測序技術(shù)分析醬香型白酒下造沙輪次的微生物多樣性[J]. 呂錫斌,吳耀領(lǐng),郝飛,曾祥煉,張巧玲,陳良強(qiáng),袁頡,羅汝葉,楊帆,王和玉,王莉,尉洪濤,韓培杰,白逢彥. 釀酒科技. 2019(03)
[7]濃香型白酒增加己酸乙酯降低乳酸乙酯的研究進(jìn)展[J]. 李俊輝,劉英杰,隋麗娜,楊平平,王燕. 中國釀造. 2019(01)
[8]醬香型白酒耐乳酸酵母的篩選及特性研究[J]. 王莉,陳良強(qiáng),楊帆,陳宗校,王和玉. 中國釀造. 2018(12)
[9]常壓室溫等離子體(ARTP)誘變選育高核酸釀酒酵母[J]. 李小坤,王旺,林影,梁書利. 現(xiàn)代食品科技. 2018(12)
[10]過表達(dá)INO1基因提高釀酒酵母乙醇耐受性[J]. 黃貞杰,陳由強(qiáng),薛婷. 生物技術(shù)通報(bào). 2019(03)
碩士論文
[1]大曲清香型白酒功能菌的篩選與應(yīng)用[D]. 管健.湖北工業(yè)大學(xué) 2018
[2]微生物法減少白酒生產(chǎn)中氨基甲酸乙酯前體物質(zhì)的研究[D]. 孟慶達(dá).江南大學(xué) 2017
[3]釀酒酵母GPD1基因敲除與GPD2基因沉默[D]. 王斌.福建師范大學(xué) 2016
[4]瀘型酒酒醅中乳酸菌和乳酸降解菌的多樣性和代謝特性[D]. 栗連會(huì).江南大學(xué) 2016
[5]醬香型白酒生產(chǎn)中功能微生物的優(yōu)化組合及其應(yīng)用研究[D]. 曾德勇.貴州大學(xué) 2016
本文編號(hào):3329319
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