梨渣发酵联产细菌纤维素和梨醋饮料的研究

发布时间：2020-06-20 01:00

【摘要】：本实验采用山西小米醋膜为实验材料,对膜下表面的醋酸菌进行分离纯化,经形态学特征观察、生理生化特性分析及16S rDNA基因序列分析,鉴定出菌株6-5为居间驹形氏杆菌(Komagataeibacter intermedius),菌株M12为莱蒂亚驹形氏杆菌(Komagataeibacter rhaeticus)。两株醋酸菌都具有产酸和产细菌纤维素的能力,且醋酸菌6-5的耐酒精能力高于醋酸菌M12。对产物膜进行红外光谱分析,发现产物膜是纤维素。通过单因素试验和Box-Behnken试验设计优化,得出最佳发酵条件为每1 L梨渣发酵液中加入葡萄糖35.82 g,柠檬酸4.47 g,接种量9.21%,发酵温度30℃,培养周期7d,得到细菌纤维素的预测产量(干质量)为10.97 g/L。通过验证分析在此条件下细菌纤维素产量为(10.94±0.42)g/L与预测值吻合度较高,相对误差为0.27%。采用评估检验法对发酵液进行了感官评分,筛选出5种评分较高的样品,其中样品2的评分最高,其次是样品10、样品12、样品14和样品6。5种发酵液的总酸含量均大于0.3 g/100mL,可溶性固形物含量均大于3%,表明5种发酵液均符合果醋饮料的标准要求。样品2的总酸含量和可溶性固形物最高,分别为3.48 g/100mL和5.7 g/100mL,且样品2的BC产量也较高,(10.20±0.02)g/L。对梨醋饮料样品进行电子鼻、电子舌检测分析,PCA主成分分析和DFA主成分分析,结果表明5种发酵液之间存在差别。采用GC-MS分析仪对梨醋饮料样品2进行了挥发性成分的检测,共鉴别出了23种化合物,主要为酸类、醇类和酯类化合物。梨醋饮料的特有香气成分为苯乙醇、乙酸乙酯、苯乙酸乙酯、乙酸和异戊酸等。细菌纤维素膜分别添加1,3-丁二醇和银耳多糖,制得BC/1,3-丁二醇复合膜和BC/银耳多糖复合膜,通过抑菌特性分析发现两种复合抑菌膜对金黄色葡萄球菌的抑菌效果较好,当1,3丁二醇的质量分数为5%时,对金黄色葡萄球菌的抑菌圈可达2.292 mm,当银耳多糖的质量分数为0.3%时,金黄色葡萄球菌液的吸光值为0.045。对于同一浓度的1,3-丁二醇,测得BC冻干膜的负载能力最强,其次是BC湿膜的负载能力、BC烘干膜的负载能力,当1,3-丁二醇的质量分数为5%时,BC冻干膜的负载能力可达5.22mg/cm~2。对BC/银耳多糖复合膜的红外光谱图进行分析发现银耳多糖确实存在于BC网络结构中。
【学位授予单位】：上海应用技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TS209;TS275.4
【图文】：

菌落形态,醋酸菌,杆菌

（c）（d）图 2.1 醋酸菌的形态观察结果Fig. 2.1 Morphological observation of acetobactera、c：菌落形态；b、d：光学显微镜图（×1000）生理生化试验株 M12 和 6-5 的醋酸菌株分别进行乙酸氧化、乳酸氧化、接触酶，结果如表 2.3 所示。两种菌株的接触酶、乳酸氧化、产纤维素且都不形成芽孢，而在乙醇氧化、乙酸氧化、淀粉水解试验等方合《伯杰细菌鉴定手册》[45]与《常见细菌系统鉴定手册》[46]对两分析，可初步确定醋酸菌 M12 为莱蒂亚驹形氏杆菌（Komagatae 6-5 为居间驹形氏杆菌（Komagataeibacter intermedius）。

醋酸菌

M12 6-5 DNA Ladder Mix maker图 2.2 醋酸菌的扩增基因片段Fig. 2.2 Amplified gene fragment of acetic acid bacteria列分析CGAACGCTGGCGGCATGCTTAACACATGCAAGTCGCACGAACCTTTTAACGCGTAGGGATCTGTCCATGGGTGGGGGATAACTTTGGGAAACGAGGGTCAAAGGCGCAAGTCGCCTGTGGAGGAACCTGCGTTCGATACCAAGGCGATGATCGATAGCTGGTCTGAGAGGATGATCAGCCACATCCTACGGGAGGCAGCAGTGGGGAATATTGGACAATGGGCGCAAGTGAAGAAGGTTTTCGGATTGTAAAGCACTTTCAGCGGGGACGATGACGGCTAACTTCGTGCCAGCAGCCGCGGTAATACGAAGGGGGCAAGAAGGGCGCGTAGGCGGTTGTTACAGTCAGATGTGAAATTCCCGGGCGTGATGACTAGAGTGTGAGAGAGGGTTGTGGAATTCCCAGTGTAGGAACACCGGTGGCGAAGGCGGCAACCTGGCTCATGACTGACGCTGACAGGATTAGATACCCTGGTAGTCCACGCTGTAAACGATGTGTGCT

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