浓香型大曲中产香微生物的分离筛选及其产香条件的优化

【摘要】本课题主要研究优质中高温浓香型大曲的主要香味物质，并从大曲生产的不同阶段分离筛选出多株细菌、酵母进行产香实验。针对产香性能突出的微生物进行产香影响因素的探讨，最终进行优化。本研究的主要结论如下：采用顶空固相微萃取结合气相色谱-质谱的方法对11个优质浓香型大曲样品中的挥发性成分进行测定，结合主成分分析法及相对气味活度值法对其中的香味物质进行分析，可以认定2-正戊基呋喃、正己醛、1-辛烯-3-醇、苯乙醇、愈创木酚、2,3,5-三甲基吡嗪为优质浓香型大曲的主要香味成分。对不同发酵阶段的大曲样品中的细菌、酵母进行分离、纯化。最终得到细菌22株，酵母6株。对各细菌、酵母菌株进行产香实验，发现有4株细菌，2株酵母能产生香味。其中分别有1株细菌，1株酵母产香性能突出，编号分别为X19和J3。对X19、J3的发酵产物进行挥发性物质检测，发现两株菌的发酵产物中有大量优质浓香型大曲的主要香味物质。对两株菌进行鉴定，鉴定结果显示X19属于地衣芽孢杆菌属（Bacilluslicheniformis），J3属于异常汉逊酵母属（Pichiaanomala）。通过设置不同温度、装料量、原料水分含量、接种量来探讨这些因素对X19、J3发酵产物中主要香味物质的含量及相关酶活情况的影响，发现这些因素能通过影响X19、J3的生长代谢及相关酶的活力，从而影响主要香味物质的生成和转化。其中温度、装料量、原料水分含量对X19发酵产物中主要香味物质的种类及含量的影响极其显著，接种量对其影响显著；原料水分含量、温度、接种量对J3发酵产物中主要香味物质的种类及含量影响较为显著，装料量对其影响极其显著。而通过研究发酵过程中主要香味物质的变化，发现两株菌的发酵产物随着发酵的进行，香味逐渐浓郁，主要香味物质的总含量越来越丰富。针对细菌X19产香条件的响应面优化，由DesignExpert8.0.5得到各因素的最优水平，温度为35.950℃，水分为47.040%，装料量为139.620g/250mL，预测的主要香味物质峰面积为5.602×108。进行验证后得到的主要香味物质色谱峰面积的平均值为572271523.618，与预测值较为接近。对最优条件下发酵产物中主要香味物质的含量进行定量测定后，发现发酵产物中愈创木酚的含量相较于优质浓香型大曲愈创木酚的含量增长了约10倍，2,3,5-三甲基吡嗪增长了约26倍。酵母J3产香条件响应面优化中，由DesignExpert8.0.5得到各因素的最优水平，温度为34.390℃，水分为45.690%，装料量为44.890g/250mL，预测的主要香味物质峰面积为1.768×108。进行验证后得到的主要香味物质色谱峰面积的平均值为173225090.951，与预测值较为接近。对最优条件下发酵产物中主要香味物质的含量进行定量测定后，发现发酵产物中2-正戊基呋喃的含量相较于优质浓香型大曲中2-正戊基呋喃的含量增长约1.8倍，苯乙醇含量增长了约2.8倍。
【作者】郭志；
【导师】周健；
【作者基本信息】四川理工学院，发酵工程，2014，硕士
【关键词】浓香型大曲；主要香味物质；地衣芽孢杆菌；异常汉逊酵母；影响因素；响应面优化；

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