汾酒曲中霉菌的分离及其糖化性能的研究
汾酒曲中霉菌的分离及其糖化性能的研究[20200408174017]
摘 要
本实验以汾酒曲为样品，从中分离得到了四个霉菌菌株（M1，M2，M3，M4）。通过淀粉水解试验，发现四个菌株中M3的糖化能力最强。
单因素实验表明，接种量、装液量、初始pH及摇瓶转速中，初始PH对M3产酶影响最大，摇瓶转速影响不显著。当接种量和装液量分别为1 mL 和100mL、初始pH为6.5、摇瓶转速为175rpm时，M3产酶活力最强，分别为12.61U/mL、19.54U/mL、11.59U/mL和13.48U/mL。
在单因素实验基础上做了正交试验，结果表明，各因素对M3产糖化酶的影响顺序是初始pH﹥接种量﹥摇瓶转速﹥装液量，最佳条件是接种量1.0mL、装液量75mL、初始pH 5.5和摇瓶转速200rpm，在该条件下酶活力达到25.81U/mL。筛选优良菌株是目前生物工程发展的重要途径，通过本实验所掌握的数据，对于酒曲工业的发展有很大的参考价值。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:汾酒曲霉菌糖化酶活力条件优化
目 录
1.引言 1
1.1酒曲霉菌的研究进程 1
1.2 酒曲霉菌的作用机理 1
1.3 本课题的主要研究内容和意义 2
2.材料与方法 3
2.1试验材料 3
2.1.1材料 3
2.1.2仪器设备 3
2.1.3主要试剂 3
2.1.4试验培养基 3
2.1.5其他试剂 4
2.2试验方法 5
2.2.1汾酒曲中霉菌的分离与纯化 5
2.2.2糖化性能优良的霉菌菌株筛选 6
2.2.3 糖化性能优良霉菌产酶条件的研究 6
3.结果与分析 9
3.1汾酒曲中霉菌的分离与纯化 9
3.1.1 汾酒曲中霉菌分离纯化的结果 9
3.1.2 察氏平板与孟加拉红平板分离效果的比较 9
3.2糖化能力优良的霉菌菌株的筛选 10
3.2.1 对原始淀粉水解培养基配方的改良 10
3.2.2 糖化能力优良霉菌的筛选 12
3.3对M3产酶条件研究的单因素试验 13
3.3.1葡萄糖标准曲线的制作 14
3.3.2 接种量对M3产糖化酶的影响 14
3.3.3装液量对M3产糖化酶的影响 15
3.3.4初始pH对M3产糖化酶的影响 16
3.3.5摇瓶转速对M3产糖化酶的影响 16
3.4对M3产酶条件研究的正交设计 18
4.结论与展望 20
4.1 结论 20
4.2 展望 20
参考文献 21
致谢 22
1 引言
汾酒作为清香型白酒之一，在我国历史悠久，独特的风味由传统工艺历经几千年制得，构成汾酒的独特风格的关键因素是汾酒酒曲中各种不同的微生物。汾酒酒曲中微生物含量丰富，构成的微生物混合体系可以在酿造时提供需要[1]，其中为人所熟知的是以霉菌为主，它分泌的具有生物催化作用的酶类可在酿酒过程中加速物质转化。
1.1酒曲霉菌的研究进程
酒曲的种类、分布、效用等在上世纪30年代初就在我国有所研究，均做了较详细的记载，在之后的酿酒微生物的研究中发挥了很大作用。建国以来对酒曲的研究极大地推动了制曲酿酒的发展[2]。
大量研究表明酒曲中的微生物以霉菌和酵母为主。1892年，法国科学家卡尔麦提（Calmette）在我国酒曲中首次发现糖化力强的根霉。之后有方心芳[3]、冯春[4]、马蕤[5]等研究人员都有过相关研究与发现。
可以看出，近年来我国对包括汾酒曲在内的各种酒曲中霉菌组成的研究越来越多，这也反映了研究酒曲霉菌的性能对揭示我国酒的酿造规律有着十分重要的意义。在对糖化能力优良霉菌的初筛方面，有学者采用试饭法来表示霉菌糖化力的强弱[6]，但肖冬光等[7]学者认为，相对于试饭糖法而言，试饭糖化力可以较好地表示根霉菌的活性。因而，学者徐勇成认为复筛过程中，采用试饭糖化力作为比较精确的定量方法符合复筛的要求。而徐勇成[7-8]在一次霉菌糖化性能的研究中采用了淀粉水解圈的方法对产酶菌株进行了初筛。此外，国内外有许多实验针对各种霉菌进行了液体发酵实验，来测定各株霉菌的产酶性能。这些学者大多都是进行各种单因素实验以探索各种理化因素对于霉菌产酶能力的影响[9]。此外，还有部分学者，在单因素实验的基础上进行了正交实验，以寻找霉菌产糖化酶的最佳理化条件。
1.2 酒曲霉菌的作用机理
酒曲中含有各种霉菌，这些霉菌主要起到糖化作用，它可以将淀粉等较为彻底地降解为葡萄糖。酒曲中霉菌分泌的主要有α-淀粉酶、β-淀粉酶和糖化酶，有液化型与糖化型。
液化型的主要水解α-l，4糖苷键，使得淀粉溶液的黏度下降。α-1,6-糖苷键不能被其水解，它的作用速度随淀粉链的变小而变慢[10]。研究表明[11]，液化型淀粉酶对热敏感，并且可以产生麦芽糖和一些低聚物。糖化酶是一类对淀粉的水解尤其重要的胞外酶[12]。
糖化型的只能水解α-1，4糖苷键，遇到α-1，6糖苷键，就停止不前，无法越过。糖化酶是通过依次切下一个葡萄糖分子，从非还原性末端开始水解α-1，4糖苷键，对α-l，6糖苷键的作用很微弱[13]。它一般都能将淀粉水解生成葡萄糖，广泛用于酒精、淀粉糖等工业，在我国作为产酶制剂产品是最广泛的。
研究表明，发酵能够正常进行的原因主要是霉菌分泌了对蛋白质有分解作用的蛋白酶。这体现在，一、分解蛋白质成氨基酸为提供微生物的营养物质；二、氨基酸可以经过代谢生成一些香味物质，改善酒香型和风格；三、剩余的氨基酸构成酒体的营养成分之一[14]。另外，酒曲霉菌微弱的产酸作用使发酵液pH下降，从而抑制了某些在酸性环境中难以生长的杂菌的污染；这些酸类物质是构成风味的主要成分，乳酸使酒体具有浓厚的香味外还是乳酸乙酯的前体物质。陈德兴等人[15]还发现了某些酒曲霉菌能够产生酒化酶系，酵母在发酵前期处于繁殖阶段，没有酒化酶，此时由于糖化作用已经积累了一定量的葡萄糖和麦芽糖，在葡萄糖苷酶的作用下会造成酒精的无形损失，影响出酒率。而酒曲中个别霉菌产生的酒化酶保证了前期发酵的正常进行，从而使得整个发酵过程始终处于边糖化边发酵状态，所以发酵作用较彻底，出酒率得到进一步提高[16]。
1.3 本课题的主要研究内容和意义
我国的汾酒曲资源是一个巨大的菌种库，蕴藏着许多优良的菌株。其中，酒曲霉菌在酿酒的过程中，会产生大量的淀粉酶、蛋白酶等，对糖化淀粉等多聚糖有重要作用。因此，分离纯化并筛选优良根霉成为学者们研究的一大热点。通过研究分离出来的微生物的发酵特点，比较选择发酵性能优良的菌株，能为酿酒业提供更丰富的酿酒菌株。研究优良菌株纯种制曲工艺，改良纯种小曲制曲工艺，对提高小曲酒的风味和质量有着重要的意义[17]。
笔者以汾酒曲为研究对象，对该酒曲中的霉菌进行分离纯化，得到纯种菌株，通过淀粉水解圈试验筛选得到糖化性能较好的霉菌，并以其作为后续研究对象，设计发酵试验对其进行进一步糖化性能的研究。
2实验材料与方法
2.1试验材料
2.1.1材料
汾酒酒曲：由我校生物与食品工程学院俆忠传教授提供。
2.1.2仪器设备
试验设备 型号 厂家
智能气候箱 HP300GSC 瑞华仪器设备责任公司
恒温鼓风干燥箱 GX-GFC101AOS 博泰实验设备有限公司
全文摇瓶柜 HYGA 太仓市博莱特实验仪器厂
电热恒温水浴锅 HMS-112 江苏金坛宏凯仪器厂
立式蒸汽灭菌器 LDZX-75KBS 申安医疗器械厂
电子天平 PB203N 梅特勒-托利多仪器公司
无菌工作台 SWCJ-1F 上海博泰实验设备有限公司
摘 要
本实验以汾酒曲为样品，从中分离得到了四个霉菌菌株（M1，M2，M3，M4）。通过淀粉水解试验，发现四个菌株中M3的糖化能力最强。
单因素实验表明，接种量、装液量、初始pH及摇瓶转速中，初始PH对M3产酶影响最大，摇瓶转速影响不显著。当接种量和装液量分别为1 mL 和100mL、初始pH为6.5、摇瓶转速为175rpm时，M3产酶活力最强，分别为12.61U/mL、19.54U/mL、11.59U/mL和13.48U/mL。
在单因素实验基础上做了正交试验，结果表明，各因素对M3产糖化酶的影响顺序是初始pH﹥接种量﹥摇瓶转速﹥装液量，最佳条件是接种量1.0mL、装液量75mL、初始pH 5.5和摇瓶转速200rpm，在该条件下酶活力达到25.81U/mL。筛选优良菌株是目前生物工程发展的重要途径，通过本实验所掌握的数据，对于酒曲工业的发展有很大的参考价值。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:汾酒曲霉菌糖化酶活力条件优化
目 录
1.引言 1
1.1酒曲霉菌的研究进程 1
1.2 酒曲霉菌的作用机理 1
1.3 本课题的主要研究内容和意义 2
2.材料与方法 3
2.1试验材料 3
2.1.1材料 3
2.1.2仪器设备 3
2.1.3主要试剂 3
2.1.4试验培养基 3
2.1.5其他试剂 4
2.2试验方法 5
2.2.1汾酒曲中霉菌的分离与纯化 5
2.2.2糖化性能优良的霉菌菌株筛选 6
2.2.3 糖化性能优良霉菌产酶条件的研究 6
3.结果与分析 9
3.1汾酒曲中霉菌的分离与纯化 9
3.1.1 汾酒曲中霉菌分离纯化的结果 9
3.1.2 察氏平板与孟加拉红平板分离效果的比较 9
3.2糖化能力优良的霉菌菌株的筛选 10
3.2.1 对原始淀粉水解培养基配方的改良 10
3.2.2 糖化能力优良霉菌的筛选 12
3.3对M3产酶条件研究的单因素试验 13
3.3.1葡萄糖标准曲线的制作 14
3.3.2 接种量对M3产糖化酶的影响 14
3.3.3装液量对M3产糖化酶的影响 15
3.3.4初始pH对M3产糖化酶的影响 16
3.3.5摇瓶转速对M3产糖化酶的影响 16
3.4对M3产酶条件研究的正交设计 18
4.结论与展望 20
4.1 结论 20
4.2 展望 20
参考文献 21
致谢 22
1 引言
汾酒作为清香型白酒之一，在我国历史悠久，独特的风味由传统工艺历经几千年制得，构成汾酒的独特风格的关键因素是汾酒酒曲中各种不同的微生物。汾酒酒曲中微生物含量丰富，构成的微生物混合体系可以在酿造时提供需要[1]，其中为人所熟知的是以霉菌为主，它分泌的具有生物催化作用的酶类可在酿酒过程中加速物质转化。
1.1酒曲霉菌的研究进程
酒曲的种类、分布、效用等在上世纪30年代初就在我国有所研究，均做了较详细的记载，在之后的酿酒微生物的研究中发挥了很大作用。建国以来对酒曲的研究极大地推动了制曲酿酒的发展[2]。
大量研究表明酒曲中的微生物以霉菌和酵母为主。1892年，法国科学家卡尔麦提（Calmette）在我国酒曲中首次发现糖化力强的根霉。之后有方心芳[3]、冯春[4]、马蕤[5]等研究人员都有过相关研究与发现。
可以看出，近年来我国对包括汾酒曲在内的各种酒曲中霉菌组成的研究越来越多，这也反映了研究酒曲霉菌的性能对揭示我国酒的酿造规律有着十分重要的意义。在对糖化能力优良霉菌的初筛方面，有学者采用试饭法来表示霉菌糖化力的强弱[6]，但肖冬光等[7]学者认为，相对于试饭糖法而言，试饭糖化力可以较好地表示根霉菌的活性。因而，学者徐勇成认为复筛过程中，采用试饭糖化力作为比较精确的定量方法符合复筛的要求。而徐勇成[7-8]在一次霉菌糖化性能的研究中采用了淀粉水解圈的方法对产酶菌株进行了初筛。此外，国内外有许多实验针对各种霉菌进行了液体发酵实验，来测定各株霉菌的产酶性能。这些学者大多都是进行各种单因素实验以探索各种理化因素对于霉菌产酶能力的影响[9]。此外，还有部分学者，在单因素实验的基础上进行了正交实验，以寻找霉菌产糖化酶的最佳理化条件。
1.2 酒曲霉菌的作用机理
酒曲中含有各种霉菌，这些霉菌主要起到糖化作用，它可以将淀粉等较为彻底地降解为葡萄糖。酒曲中霉菌分泌的主要有α-淀粉酶、β-淀粉酶和糖化酶，有液化型与糖化型。
液化型的主要水解α-l，4糖苷键，使得淀粉溶液的黏度下降。α-1,6-糖苷键不能被其水解，它的作用速度随淀粉链的变小而变慢[10]。研究表明[11]，液化型淀粉酶对热敏感，并且可以产生麦芽糖和一些低聚物。糖化酶是一类对淀粉的水解尤其重要的胞外酶[12]。
糖化型的只能水解α-1，4糖苷键，遇到α-1，6糖苷键，就停止不前，无法越过。糖化酶是通过依次切下一个葡萄糖分子，从非还原性末端开始水解α-1，4糖苷键，对α-l，6糖苷键的作用很微弱[13]。它一般都能将淀粉水解生成葡萄糖，广泛用于酒精、淀粉糖等工业，在我国作为产酶制剂产品是最广泛的。
研究表明，发酵能够正常进行的原因主要是霉菌分泌了对蛋白质有分解作用的蛋白酶。这体现在，一、分解蛋白质成氨基酸为提供微生物的营养物质；二、氨基酸可以经过代谢生成一些香味物质，改善酒香型和风格；三、剩余的氨基酸构成酒体的营养成分之一[14]。另外，酒曲霉菌微弱的产酸作用使发酵液pH下降，从而抑制了某些在酸性环境中难以生长的杂菌的污染；这些酸类物质是构成风味的主要成分，乳酸使酒体具有浓厚的香味外还是乳酸乙酯的前体物质。陈德兴等人[15]还发现了某些酒曲霉菌能够产生酒化酶系，酵母在发酵前期处于繁殖阶段，没有酒化酶，此时由于糖化作用已经积累了一定量的葡萄糖和麦芽糖，在葡萄糖苷酶的作用下会造成酒精的无形损失，影响出酒率。而酒曲中个别霉菌产生的酒化酶保证了前期发酵的正常进行，从而使得整个发酵过程始终处于边糖化边发酵状态，所以发酵作用较彻底，出酒率得到进一步提高[16]。
1.3 本课题的主要研究内容和意义
我国的汾酒曲资源是一个巨大的菌种库，蕴藏着许多优良的菌株。其中，酒曲霉菌在酿酒的过程中，会产生大量的淀粉酶、蛋白酶等，对糖化淀粉等多聚糖有重要作用。因此，分离纯化并筛选优良根霉成为学者们研究的一大热点。通过研究分离出来的微生物的发酵特点，比较选择发酵性能优良的菌株，能为酿酒业提供更丰富的酿酒菌株。研究优良菌株纯种制曲工艺，改良纯种小曲制曲工艺，对提高小曲酒的风味和质量有着重要的意义[17]。
笔者以汾酒曲为研究对象，对该酒曲中的霉菌进行分离纯化，得到纯种菌株，通过淀粉水解圈试验筛选得到糖化性能较好的霉菌，并以其作为后续研究对象，设计发酵试验对其进行进一步糖化性能的研究。
2实验材料与方法
2.1试验材料
2.1.1材料
汾酒酒曲：由我校生物与食品工程学院俆忠传教授提供。
2.1.2仪器设备
试验设备 型号 厂家
智能气候箱 HP300GSC 瑞华仪器设备责任公司
恒温鼓风干燥箱 GX-GFC101AOS 博泰实验设备有限公司
全文摇瓶柜 HYGA 太仓市博莱特实验仪器厂
电热恒温水浴锅 HMS-112 江苏金坛宏凯仪器厂
立式蒸汽灭菌器 LDZX-75KBS 申安医疗器械厂
电子天平 PB203N 梅特勒-托利多仪器公司
无菌工作台 SWCJ-1F 上海博泰实验设备有限公司
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/swgc/spzlyaq/507.html
