酱香型白酒中乳酸代谢机理及调控策略的研究
发布时间：2021-08-08 05:26
乳酸在白酒酿造过程由酿酒微生物代谢产生,是酒醅中最主要的不挥发性有机酸之一,也是影响酱香型白酒酒醅酸碱环境的主要物质。乳酸积累与酒醅酸度环境密切相关,并直接影响微生物群落的演变和发酵进程的走向。因此,乳酸对酱香型白酒的风味和酿造微生物群落结构的平衡具有重要作用,酿造过程中能否控制乳酸在适宜浓度直接影响到酱香型白酒的品质。酱香型白酒两次投料、七个轮次取酒中间不再补料,酒醅中的乳酸具有不易挥发、多轮次积累的特点。解析乳酸生成机制和调控乳酸代谢,并且保证乳酸积累在适宜浓度范围,对酱香型白酒的生产具有重要的指导意义。然而,酱香型白酒酿造过程主要产乳酸微生物不明确、优势微生物乳酸代谢途径及其调控机制不清晰以及微生物群落乳酸代谢调控方法的缺乏限制了酱香型白酒中乳酸代谢机制解析与调控。本论文针对酱香型白酒酿造过程产乳酸优势微生物的鉴定、乳酸代谢途径调控机制的解析以及乳酸调控策略的开发与应用开展研究。通过对酱香型白酒酒醅的微生物多样性进行分析,分离鉴定了酱香型白酒生产过程中主要的产乳酸微生物,并解析了环境因素对其乳酸合成的影响机理。在此基础上,采用恒温常压等离子体（ARTP）诱变及高通量筛选技术获得产...
【文章来源】：江南大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：112 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
酱香型白酒生产工艺Figure1-1ProductionprocessofJiang-flavourliquor
第一章绪论5酸发酵、异型乳酸发酵和双歧发酵三类，并以前两种为主要的合成途径[34]。图1-2乳酸菌糖代谢途径示意图Figure1-2SugarmetabolismpathwaysofLactobacillus.注：Mannose:甘露糖；Glucose:葡萄糖；Sucrose:蔗糖；Maltose:麦芽糖；Lactose:乳糖；Ribose:核糖；Fructose:果糖；Malate:苹果酸；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-磷酸麦芽糖；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-二羟丙酮；Glucose-1,5-lactone-6-P：6-磷酸-葡萄糖酸-1,5-内酯；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同型乳酸发酵同型乳酸发酵是指微生物将葡萄糖经糖酵解途径（embdenmeyerhof-parnaspathway，EMP）发酵合成乳酸的过程[35,36]。其中1mol葡萄糖可生成2mol乳酸，理论转化率为100%[29]，但微生物在发酵过程中存在细胞生长等其它生理活动，当糖酸实际转化率大于80%，均可认为是同型乳酸发酵。同型乳酸发酵的总化学反应式为：C6H12O6+2ADP+2Pi~2CH3CHCOOH+2ATP
第二章茅台酒酿造过程中产乳酸优势微生物的确定11然后进行摊晾加曲，混合均匀后的酒醅有氧堆积发酵成熟后即进入造沙轮次窖内厌氧发酵。样品取样时间分别为入窖、窖内发酵7天、窖内发酵15天和窖内发酵30天。上述酒醅取自窖内1m深处（图2-1），取3个窖池为平行样，每份样品约为300g，分为2份，采用无菌封口袋保存，样品各保存于4℃（用于微生物的分离）和-80℃（用于高通量测序与乳酸含量测定）。图2-1窖内取样示意图Figure2-1SchematicdiagramofZaopeisampling2.2.2试剂和仪器2.2.2.1主要试剂乳酸(纯度99%)，购自美国Sigma公司；糖化酶（10万U·mL-1），购自中国源叶生物公司；葡萄糖、酵母膏、蛋白胨、氯化钠均为分析纯，购自国药集团；基因组提取及PCR试剂均购自上海生工生物工程有限公司。2.2.2.2主要仪器表2-1本章使用的仪器Table2-1Instrumentsusedinthisstudy主要仪器生产厂家PCR仪美国Bio-Rad公司电泳仪美国Bio-Rad公司GelDoc凝胶成像系统美国Bio-Rad公司UV2450型紫外可见光分光光度计日本Shimadzu公司高效液相色谱（HPLC）美国Agilent公司Eppendorf高速离心机德国Eppendorf公司电子天平瑞士MettlerToledo公司恒温培养箱上海医疗器械研究所恒温摇床上海精密仪器仪表有限公司厌氧工作站英国DonWhitleyScientific公司立式压力蒸汽灭菌器日本ALP公司pH计瑞士Mettler-Toledo公司
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同入窖糟醅在发酵过程中有机酸的变化及对酒质的影响[J]. 唐贤华,王思思,黄睿. 粮食与食品工业. 2020(02)
[2]复合功能微生物在酱香型白酒生产中的应用研究[J]. 刘宇,管桂坤,万自然,夏培禹,杜如冰,吴群. 酿酒科技. 2019(12)
[3]有机氮源添加对嗜热厌氧杆菌产乙醇的影响[J]. 任梦梦,傅宏鑫,马毅,王菊芳. 生物化工. 2019(05)
[4]谢瓦散囊菌CICC 41584产香特性及在浓香型白酒大曲生产中的应用[J]. 崔香香,白飞荣,于学健,白秀彬,许玲,于盼盼,姚粟. 食品与发酵工业. 2019(21)
[5]多粮浓香型白酒中特征酵母菌与耐酸乳杆菌的关系[J]. 张霞,郑佳,赵东,乔宗伟,安明哲,杨康卓,罗青春. 微生物学通报. 2019(07)
[6]高通量测序技术分析酱香型白酒下造沙轮次的微生物多样性[J]. 吕锡斌,吴耀领,郝飞,曾祥炼,张巧玲,陈良强,袁颉,罗汝叶,杨帆,王和玉,王莉,尉洪涛,韩培杰,白逢彦. 酿酒科技. 2019(03)
[7]浓香型白酒增加己酸乙酯降低乳酸乙酯的研究进展[J]. 李俊辉,刘英杰,隋丽娜,杨平平,王燕. 中国酿造. 2019(01)
[8]酱香型白酒耐乳酸酵母的筛选及特性研究[J]. 王莉,陈良强,杨帆,陈宗校,王和玉. 中国酿造. 2018(12)
[9]常压室温等离子体（ARTP）诱变选育高核酸酿酒酵母[J]. 李小坤,王旺,林影,梁书利. 现代食品科技. 2018(12)
[10]过表达INO1基因提高酿酒酵母乙醇耐受性[J]. 黄贞杰,陈由强,薛婷. 生物技术通报. 2019(03)
硕士论文
[1]大曲清香型白酒功能菌的筛选与应用[D]. 管健.湖北工业大学 2018
[2]微生物法减少白酒生产中氨基甲酸乙酯前体物质的研究[D]. 孟庆达.江南大学 2017
[3]酿酒酵母GPD1基因敲除与GPD2基因沉默[D]. 王斌.福建师范大学 2016
[4]泸型酒酒醅中乳酸菌和乳酸降解菌的多样性和代谢特性[D]. 栗连会.江南大学 2016
[5]酱香型白酒生产中功能微生物的优化组合及其应用研究[D]. 曾德勇.贵州大学 2016
本文编号：3329319
【文章来源】：江南大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：112 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
酱香型白酒生产工艺Figure1-1ProductionprocessofJiang-flavourliquor
第一章绪论5酸发酵、异型乳酸发酵和双歧发酵三类，并以前两种为主要的合成途径[34]。图1-2乳酸菌糖代谢途径示意图Figure1-2SugarmetabolismpathwaysofLactobacillus.注：Mannose:甘露糖；Glucose:葡萄糖；Sucrose:蔗糖；Maltose:麦芽糖；Lactose:乳糖；Ribose:核糖；Fructose:果糖；Malate:苹果酸；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-磷酸麦芽糖；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-二羟丙酮；Glucose-1,5-lactone-6-P：6-磷酸-葡萄糖酸-1,5-内酯；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同型乳酸发酵同型乳酸发酵是指微生物将葡萄糖经糖酵解途径（embdenmeyerhof-parnaspathway，EMP）发酵合成乳酸的过程[35,36]。其中1mol葡萄糖可生成2mol乳酸，理论转化率为100%[29]，但微生物在发酵过程中存在细胞生长等其它生理活动，当糖酸实际转化率大于80%，均可认为是同型乳酸发酵。同型乳酸发酵的总化学反应式为：C6H12O6+2ADP+2Pi~2CH3CHCOOH+2ATP
第二章茅台酒酿造过程中产乳酸优势微生物的确定11然后进行摊晾加曲，混合均匀后的酒醅有氧堆积发酵成熟后即进入造沙轮次窖内厌氧发酵。样品取样时间分别为入窖、窖内发酵7天、窖内发酵15天和窖内发酵30天。上述酒醅取自窖内1m深处（图2-1），取3个窖池为平行样，每份样品约为300g，分为2份，采用无菌封口袋保存，样品各保存于4℃（用于微生物的分离）和-80℃（用于高通量测序与乳酸含量测定）。图2-1窖内取样示意图Figure2-1SchematicdiagramofZaopeisampling2.2.2试剂和仪器2.2.2.1主要试剂乳酸(纯度99%)，购自美国Sigma公司；糖化酶（10万U·mL-1），购自中国源叶生物公司；葡萄糖、酵母膏、蛋白胨、氯化钠均为分析纯，购自国药集团；基因组提取及PCR试剂均购自上海生工生物工程有限公司。2.2.2.2主要仪器表2-1本章使用的仪器Table2-1Instrumentsusedinthisstudy主要仪器生产厂家PCR仪美国Bio-Rad公司电泳仪美国Bio-Rad公司GelDoc凝胶成像系统美国Bio-Rad公司UV2450型紫外可见光分光光度计日本Shimadzu公司高效液相色谱（HPLC）美国Agilent公司Eppendorf高速离心机德国Eppendorf公司电子天平瑞士MettlerToledo公司恒温培养箱上海医疗器械研究所恒温摇床上海精密仪器仪表有限公司厌氧工作站英国DonWhitleyScientific公司立式压力蒸汽灭菌器日本ALP公司pH计瑞士Mettler-Toledo公司
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同入窖糟醅在发酵过程中有机酸的变化及对酒质的影响[J]. 唐贤华,王思思,黄睿. 粮食与食品工业. 2020(02)
[2]复合功能微生物在酱香型白酒生产中的应用研究[J]. 刘宇,管桂坤,万自然,夏培禹,杜如冰,吴群. 酿酒科技. 2019(12)
[3]有机氮源添加对嗜热厌氧杆菌产乙醇的影响[J]. 任梦梦,傅宏鑫,马毅,王菊芳. 生物化工. 2019(05)
[4]谢瓦散囊菌CICC 41584产香特性及在浓香型白酒大曲生产中的应用[J]. 崔香香,白飞荣,于学健,白秀彬,许玲,于盼盼,姚粟. 食品与发酵工业. 2019(21)
[5]多粮浓香型白酒中特征酵母菌与耐酸乳杆菌的关系[J]. 张霞,郑佳,赵东,乔宗伟,安明哲,杨康卓,罗青春. 微生物学通报. 2019(07)
[6]高通量测序技术分析酱香型白酒下造沙轮次的微生物多样性[J]. 吕锡斌,吴耀领,郝飞,曾祥炼,张巧玲,陈良强,袁颉,罗汝叶,杨帆,王和玉,王莉,尉洪涛,韩培杰,白逢彦. 酿酒科技. 2019(03)
[7]浓香型白酒增加己酸乙酯降低乳酸乙酯的研究进展[J]. 李俊辉,刘英杰,隋丽娜,杨平平,王燕. 中国酿造. 2019(01)
[8]酱香型白酒耐乳酸酵母的筛选及特性研究[J]. 王莉,陈良强,杨帆,陈宗校,王和玉. 中国酿造. 2018(12)
[9]常压室温等离子体（ARTP）诱变选育高核酸酿酒酵母[J]. 李小坤,王旺,林影,梁书利. 现代食品科技. 2018(12)
[10]过表达INO1基因提高酿酒酵母乙醇耐受性[J]. 黄贞杰,陈由强,薛婷. 生物技术通报. 2019(03)
硕士论文
[1]大曲清香型白酒功能菌的筛选与应用[D]. 管健.湖北工业大学 2018
[2]微生物法减少白酒生产中氨基甲酸乙酯前体物质的研究[D]. 孟庆达.江南大学 2017
[3]酿酒酵母GPD1基因敲除与GPD2基因沉默[D]. 王斌.福建师范大学 2016
[4]泸型酒酒醅中乳酸菌和乳酸降解菌的多样性和代谢特性[D]. 栗连会.江南大学 2016
[5]酱香型白酒生产中功能微生物的优化组合及其应用研究[D]. 曾德勇.贵州大学 2016
本文编号：3329319
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