山西老陈醋产酸细菌的分离鉴定及其产酸特性研究

摘要

本文以山西老陈醋不同发酵阶段的醋醅为主要研究对象。采用HPLC和分子生物学技术对老陈醋醋醅中有机酸的组成与醋酸发酵过程中产酸细菌及其产酸特性进行了研究，研究结果如下:
　　 对醋酸发酵不同阶段醋醅的主要理化指标(总酸度、水分、pH)和呈酸味物质（有机酸）的组成及含量变化进行了检测分析。结果表明，醋醅在发酵过程中水分含量保持在61～64％之间，pH在3.52～3.72之间，总酸度在6.37～12.17％之间。在有机酸的检测结果中，共检测出9种有机酸，分别为乙酸、乳酸、琥珀酸、柠檬酸、苹果酸、酒石酸、丙酮酸、草酸和富马酸。其中，乙酸和乳酸的含量一直维持在总有机酸含量的80％以上，为山西老陈醋的主要有机酸，其含量由发酵初期的6.33 g/400g干醅上升至发酵末期的21.58 g/100g干醅。在此基础上，通过生物学软件对醋酸发酵过程中主要的有机酸含量进行主成分分析，并对醋酸发酵过程中的产酸规律进行了初步分析。
　　 采用传统分离培养法结合16S rDNA序列分析法，对分离筛选的产酸细菌进行了多样性与系统发育分析。结果表明，由山西老陈醋醋醅中分离得到的22株产酸细菌，以醋酸菌、乳酸菌和芽孢菌为主，醋酸发酵第二天和第三天醋醅中分离出的产酸细菌表现出高度的菌群多样性，其中Bacillus amyloliquefaciens和A cetobacter pasteurianus为醋醅中的优势种群。
　　 选取前期筛选到的产有机酸能力较优的8株产酸细菌对其进行液态摇瓶发酵，采用HPLC测定其在发酵结束后发酵液中的有机酸组成。结果表明，这8种产酸细菌均有合成丙酮酸、苹果酸、乳酸、乙酸和柠檬酸的能力。除了A cetobacter pasteurianus和沪酿1.01（对照）具有较高的乙酸合成能力之外，芽孢杆菌也具有较好的乙酸合成能力。发酵液中乳酸含量较高的菌株基本以乳酸菌为主，其中以Lactobacillus brevis的乳酸合成能力最高，可达1562.09 mg/100mL。这8株产酸细菌大多具有较好的产乙酸、乳酸和琥珀酸的能力。
　　 通过对各产酸细菌发酵过程中有机酸组成及含量的跟踪检测分析，结果表明A cetobacter pasteurianus与沪酿1.01的产酸特性基本一致，均以乙酸含量最高，沪酿1.01的乙酸合成能力更强，可以达到2172.46 mg/100mL，且发酵周期较短，更适合液态发酵;芽孢杆菌的产酸性能与醋酸菌基本一致，其乙酸合成能力仅次于醋酸菌，且由于芽孢杆菌具有孢子，有较强的耐酸能力，其乙酸的含量在发酵过程中一直呈上升趋势;乳酸菌在发酵过程中的有机酸组成以乳酸、乙酸和琥珀酸为主，由于乳酸菌在发酵后期主要通过苹果酸-乳酸发酵分解苹果酸，产生乳酸和CO2，其发酵后期苹果酸的含量均有明显下降。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 食醋发酵菌种的研究进展

1．2 山西老陈醋简介及其研究进展

1．2．1 山西老陈醋简介

1．2．2 山西老陈醋的研究概况

1．3 细菌分子遗传学鉴定的研究

1．3．1 分子遗传学分类法

1．3．2 16S rRNA基因序列分析

1．4 本课题的研究意义和研究内容

1．4．1 本课题的研究意义

1．4．2 本课题的主要研究内容

第二章 山西老陈醋醋醅基础理化指标和有机酸的分析

2．1 试验材料和方法

2．1．1 醋酷样品来源

2．1．2 仪器与试剂

2．1．3 醋酷基础理化指标的测定

2．1．4 醋醅中有机酸的组成分析

2．2 结果与讨论

2．2．1 山西老陈醋醋酸发酵过程的基础理化指标

2．2．2 山西老陈醋醋醅中有机酸分析

2．3 本章小结

第三章 山西老陈醋产酸细菌的分离鉴定

3．1 试验材料和方法

3．1．1 醋酷样品来源

3．1．2 仪器与试剂

3．1．3 试验方法

3．2 结果与讨论

3．2．1 产酸细菌的分离筛选

3．2．2 16S rDNA PCR扩增结果

3．2．3 16S rDNA序列分析

3．3 本章小结

第四章 醋醅中产酸细菌的多样性和系统发育分析

4．1 分析方法

4．2 结果与讨论

4．2．1 老陈醋醋醅中产酸细菌的多样性分析

4．2．2 16S rDNA序列的系统学分析

4．3 本章小结

第五章 山西老陈醋醋醅中功能菌株产酸特性的初步研究

5．1 试验材料和方法

5．1．1 仪器与试剂

5．1．2 产酸细菌液态发酵有机酸的组成分析

5．2 结果与讨论

5．2．1 产酸细菌发酵结束后发酵液中的有机酸组成结果分析

5．2．2 产酸细菌发酵过程中有机酸含量的变化分析

5．3 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 主要结论

6．2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间论文发表情况