《葡萄酒微生物学》论文

《葡萄酒微生物学》

课程论文

题目：醋酸菌发酵条件优化研究进展

学院：葡萄酒学院

班级：103班

姓名：

学号：

指导老师：

醋酸菌发酵条件优化研究进展

XXX

（西北农林科技大学葡萄酒学院，杨凌 712100）

摘要：以醋酸菌作为发酵菌株，考察不同乙醇浓度、接种量、发酵温度及转速条件下发酵液的总酸含量，运用响应面及正交实验优化醋酸菌发酵条件，并显微观察菌体的生长形态，找出最优组合，为醋酸发酵产业提供指导作用，并通过研究机构和企业加深醋酸发酵的基础研究以便于更好的应用于生产。

关键词：醋酸菌；优化；醋酸；正交实验；响应面

The Optimization of fermentation conditions acetic acid bacteria Progress

XXX

(College of Enologe, North West Agriculture and Forestry University, Yangling 712100, China) Abstract:acetic acid bacteria strains as fermentation, effects of different concentrations of ethanol, total acid content lower inoculum broth, fermentation temperature and speed conditions, the use of orthogonal experiment and response surface optimization of fermentation conditions of acetic acid bacteria and microscopic observation of bacteria morphology to identify the optimal combination, provide guidance for the acetic acid fermentation industry, acetic acid fermentation and deepen basic research through research institutions and enterprises in order to better used in production.

Keywords: acetic acid bacteria; optimization; acetic acid; orthogonal experiment; response surface

食醋作为一种酸性调味品，具有很强的抑菌能力，有较好的口感和风味，经常食用有益于身体健康[1]，深受广大消费者的喜爱。现代科学研究证实发酵醋具有多种营养功效、调味功效、医用功效、保健美容功效、抗菌功效等[2-5]，引起了科研工作者的广泛关注。

醋酸菌两端椭圆呈杆状，无芽孢，单生或呈链排列，属革兰氏阴性菌。根据醋酸菌的生理生化特性，可分为两个属即醋酸菌属和葡萄糖杆菌属[6]。两种菌属都能产生醋酸, 前者主要作用是将葡萄糖氧化为葡萄糖酸，后者主要是将酒精氧化为醋酸，其代谢产物主要包括醋酸、CO2和H2、乳酸、丙酸等[7-8]。不同的是醋酸菌属氧化乙醇能力强于葡萄糖, 而葡萄糖杆菌属氧化葡萄糖能

力强于乙醇, 醋酸生产中用的大多是醋酸菌[9]。醋酸菌利用细胞膜上的乙醇脱氢酶和乙醛脱氢酶氧化乙醇生成醋酸, 乙醇和醋酸分别作为醋酸菌的碳源和代谢产物,浓度过高对醋酸菌细胞有毒害, 有些醋酸菌种在高醋酸浓度的环境下还会启动氧化醋酸机制, 反而降低产量[10]。

本文以沪酿1.01醋酸菌作为菌种，结合目前已有的研究成果，考察其在不同的温度、转速、乙醇浓度、接种量条件下的最佳发酵条件[11]，并运用响应面分析法和正交实验法优化了其发酵条件，为醋酸菌在不同环境下发酵的最适宜条件的确定提供一定的理论依据。使醋酸产量得到较大的提高，最大发挥出其潜能，获得最大的经济效益。

1 响应面优化法

1.1材料与方法

1.1.1试验材料

菌种：沪酿1.01

1.1.2 试验方法

1.1.

2.1醋酸菌培养和总酸测定

配制液体培养基[12]：葡萄糖1.0g，酵母膏1.0g，碳酸钙1.5g，水100mL，pH值自然，使用前加入2.0mL无水乙醇；将醋酸菌菌种移植于斜面培养基上，30℃培养48h。总酸[13]以醋酸计g/L；酸碱滴定法参考国标[14]。

1.1.

2.2醋酸发酵单因素试验

配制乙醇浓度为6.0%vol的液体培养基，装液量100mL，醋酸菌接种量为4.50%，160r/min、30℃摇床培养发酵，间隔12h测定其总酸。

单因素变量分别以2.0%vol、4.0%vol、6.0%vol、8.0%vol、10.0%vol、12.0%vol的乙醇浓度作变量；0、40r/min、80r/min、120r/min、160r/min、200r/min的转速作变量，0.5%、2.5%、4.5%、6.5%、8.5%、10%（v/v）的接种量作变量，20℃、24℃、28℃、32℃、36℃、40℃发酵温度作变量来发酵培养测定其总酸含量。

1.2结果与分析

1.2.1 乙醇浓度

图1显示，当乙醇

浓度为8.0%vol时发酵

图1乙醇浓度对产酸量的影响

Figure1.Effectofalcoholconcentrationontheacidproduction

图 2 温度对产酸量的影响

Figure2.Effectofdifferenttemperatureontheacidproduction

图 3 转速对产酸量的影响

Figure3.Effectofrotationrateontheacidproduction

图 4

接种量对产酸量的影响 Figure4.Effectofdifferentinoculumontheacidproducti on

总酸量最高，其次为6.0%vol ，当乙醇浓度达到10.0%vol 时，产酸量几乎为零，这说明高浓度乙醇对醋酸菌发酵产生了抑制作用

[14]

。

1.2.2发酵温度对产酸量的影响

发酵温度为32℃时产酸量达极大值，见图2，且产酸量随温度进一步上升而显著下降，当温度高达40℃时，产酸量几乎为零。温度对醋酸菌发酵的影响主要包括对细胞生长、产物形成等方向。而在本试验中也可以明显看出高温

明显抑制了醋酸菌的代谢

[16]

。

1.2.3 转速对产酸量的影响

如图3所示，发酵液产酸量随转速增大逐渐增加，当转速为160r/min 时，总酸量趋于最大值。随着转速继续增加，产量无明显上升趋势，则选择较为合理的160r/min 来维持一定的生产水平。转速

越大，培养基内溶氧量越高[17]

，利于醋酸

菌发酵。

1.2.4接种量对产酸的影响

种量的大小对产酸量的影响并不明显如图4所示。接种量过高或过低都会影响到醋酸