利用微生物改善国产麦芽品质的研究--利用白地霉改善国产麦芽过滤性能的研究

摘要

麦芽作为啤酒酿造的主要原料，其品质的好坏对啤酒生产过程及成品啤酒的质量有着重要影响。2009年我国啤酒产量己超过4000万千升，已连续数年位居世界第一。然而我国啤酒生产的原料却比较依赖于进口，每年需花费大量资金用于进口啤酒大麦。
　　 为了酿制优质啤酒，目前许多啤酒厂家都存在着大量使用进口麦芽的现象，给企业带来了极大的成本压力。虽然国产麦芽的价格相对较低，但其浸出率低，导致了麦芽的吨酒率较低;蛋白质含量较高，容易造成啤酒的非生物浑浊，不利于啤酒的长期保存;过滤性能较差，延长了啤酒的生产周期，降低了企业效益。这些问题的存在严重制约了国产啤酒麦芽在啤酒生产中的大量使用。近两年江苏产部分啤酒大麦过滤性能差这一缺陷尤为突出，部分品种大麦所制麦芽的过滤时间超过了120 min。针对麦芽过滤性能差这一问题，本文以江苏地产部分低发芽率大麦作为研究对象，对利用微生物改善麦芽过滤性能进行了研究。主要结论如下：
　　 (1)以灭菌的4％的麦芽粉悬浮液作为产酶培养基，对40株真菌微生物的水解酶系进行了分析。通过对微生物产生的各类水解酶活进行加权平均分析，从中挑选出了得分最高的4株真菌微生物菌株。通过小型制麦实验证明了此4株微生物均能够改善成品麦芽的过滤性能，其中以12号白地霉菌株的效果最明显，确定以12号白地霉菌株作为微生物制麦菌株。通过小白鼠喂养实验表明，12号白地霉菌株是安全无毒的，可用于制麦中。
　　 (2)对12号白地霉菌株进行了液态产抱子研究，结果表明:以5°P麦芽汁作为培养基，初始pH值为5.5，白地霉抱子接种浓度为3％,250 mL三角瓶装50 mL培养基，摇床转速为200 r/min,30℃培养44 h，白地霉泡子的浓度可达到1.0×108 cfulmL。
　　 (3)以12号白地霉作为接种微生物，以江苏地产低发芽率大麦KA-4B为原料进行了微生物制麦工艺的初步研究。结果表明，在一浸水中接种106个/克大麦的萌发抱子，得到的成品麦芽的过滤性能有较明显的改善，60 min的滤液体积增加了63.4％。
　　 (4)通过白地霉制麦大生产实验表明，白地霉可明显改善成品麦芽的过滤速度。通过啤酒的酿造实验表明，使用白地霉麦芽麦汁指标影响不显著，啤酒主酵过程中未出现异常，啤酒的常规理化指标差异不明显，可用白地霉麦芽替代20％的进口麦芽进行啤酒的糖化发酵。
　　 (5)在实验室条件下的制麦过程中，真菌数量随着制麦时间的延长而大幅增长，发芽结束时达到最大值。绿麦芽经焙焦后，真菌的数量有一定的下降。在制麦过程中添加萌发白地霉抱子可对大麦表面自然存在的真菌微生物生长繁殖起到明显的抑制效果，同时对麦芽中的β-葡聚糖酶、木聚糖酶、蛋白酶和纤维素酶活力具有不同程度的提高，其中以蛋白酶提高效果最为明显，至发芽结束时，蛋白酶活提高了29％。
　　 (6)对未添加抱子的空白麦芽样品和添加萌发泡子的白地霉麦芽样品进行了电镜扫描，结果表明，在浸麦初期，白地霉就可以吸附到大麦的表面，随着制麦的进行，白地霉在大麦表面大量繁殖，发芽结束时已占据了大麦的大部分表皮，形成了种群上的绝对优势，抑制了其他真菌微生物的生长。

目录

第一章 绪论

1.1 前言

1.2 麦芽制造

1.2.1 制麦过程中的水解酶

1.2.2 制麦过程中的微生物

1.2.3 微生物对大麦及成品麦芽质量的影响

1.2.4 微生物培养物

1.3 制麦过程中添加有益微生物提高麦芽质量的研究

1.3.1 抑制真菌毒素的产生

1.3.2 协助麦芽胚乳细胞溶解

1.3.3 微生物制麦的应用前景

1.4 立题背景与意义

1.5 主要研究内容

第二章 材料与方法

2.1 实验材料

2.1.1 实验原料

2.1.2 主要试剂

2.2 仪器设备

2.3 实验分析方法

2.3.1 白地霉、酵母菌培养条件

2.3.2 米曲霉培养条件

2.3.3 微生物菌株产酶培养条件

2.3.4 微生物水解酶系活性测定

2.3.5 制麦工艺

2.3.6 微生物孢子计数

2.3.7 麦芽常规指标测定

2.3.8 糖化、发酵工艺曲线

2.3.9 啤酒常规理化指标

2.3.10 大麦微生物检测

2.3.11 制麦过程中主要真菌菌株鉴定

2.3.12 扫描电镜观察实验方法

第三章 结果与讨论

3.1 制麦微生物菌种的筛选及液态产孢子研究

3.1.1 微生物产酶曲线的测定

3.1.2 真菌微生物菌株的产酶性能分析

3.1.3 微生物水解酶活的加权分析

3.1.4 最佳制麦微生物菌株的获得

3.1.5 白地霉制麦菌株的安全性能评价

3.1.6 白地霉液态培养产孢子的研究

3.1.7 小结

3.2 白地霉制麦工艺的研究

3.2.1 白地霉孢子在大麦表面最大吸附率的研究

3.2.2 白地霉孢子接种量对麦芽过滤性能的影响

3.2.3 白地霉孢子接种时间对麦芽过滤性能的影响

3.2.4 白地霉孢子状态对麦芽过滤性能的影响

3.2.5 白地霉在大麦发芽过程中的吸附及增殖情况的研究

3.2.6 白地霉麦芽的综合指标体系

3.2.7 白地霉菌株制麦工艺大生产实验

3.2.8 白地霉麦芽替代部分进口麦芽的酿造实验

3.2.9 白地霉麦芽替代部分澳麦进行啤酒酿造的放大实验

3.2.10 小结

3.3 白地霉提高低发芽率国产大麦过滤性能的原因初探

3.3.1 实验室条件下接种白地霉对发芽过程中微生物的影响

3.3.2 实验室条件下接种白地霉对发芽过程中水解酶活的影响

3.3.3 微生物麦芽的显微摄影分析

3.3.4 小结

第四章 主要结论与展望

4.1 主要结论

4.2 前景展望

致谢

参考文献

附录:作者在攻读硕士学位期间发表的论文