酒類酒球菌培養(yǎng)特性研究.pdf

1、乳酸菌是葡萄酒釀造過程中的重要微生物。乳酸菌能將蘋果酸轉(zhuǎn)化成乳酸，降低葡萄酒的酸度，這一微生物轉(zhuǎn)化過程稱為蘋果酸-乳酸發(fā)酵。由于蘋果酸-乳酸發(fā)酵一般是在酒精發(fā)酵結(jié)束后進(jìn)行，因此，又稱之為二次發(fā)酵。在現(xiàn)代葡萄酒工藝中，MLF是釀造優(yōu)質(zhì)紅葡萄酒和部分白葡萄酒必須進(jìn)行的工藝。生產(chǎn)上選擇對葡萄酒環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、蘋乳轉(zhuǎn)化能力強(qiáng)的優(yōu)良蘋果酸-乳酸菌株，對于葡萄酒釀造業(yè)具有重要的實踐意義。 本實驗所選的酒類酒球菌為本實驗室自行選育并進(jìn)行保藏，具

2、有很好的釀酒適應(yīng)性。本論文從酒類酒球菌的培養(yǎng)基出發(fā)，設(shè)計了正交實驗來優(yōu)化培養(yǎng)基組成配方，以期得到最適宜酒類酒球菌生長的培養(yǎng)基。本論文通過一系列實驗對酒類酒球菌培養(yǎng)基的設(shè)計與優(yōu)化、搖瓶發(fā)酵工藝條件的確定、酒類酒球菌的批式培養(yǎng)動力學(xué)和批式流加培養(yǎng)特性以及酒類酒球菌對葡萄酒環(huán)境的適應(yīng)性分別進(jìn)行了研究。通過上述實驗，初步確定了該酒類酒球菌的培養(yǎng)特性，為對其進(jìn)行高密度培養(yǎng)研究提供了技術(shù)支持，希望能對冷凍干燥發(fā)酵劑的研制提供理論和實踐基礎(chǔ)。

3、 首先，考察不同培養(yǎng)基組成對酒類酒球菌生長的影響。通過對酒類酒球菌的培養(yǎng)，采用正交實驗以期得到最佳培養(yǎng)基配方組成，并進(jìn)行驗證試驗，最后得到適合酒類酒球菌生長的最佳培養(yǎng)基組成。最佳培養(yǎng)基命名為番茄汁培養(yǎng)基，其組成為(g/L)：酵母膏1.0，蛋白胨20，葡萄糖14，蘋果酸0.05，Tween-801.0，檸檬酸二銨1.0，MgSO4·7H2O0.1，MnSO4·H2O0.001，鹽酸半胱氨酸0.01，番茄汁25(v/v％體積分?jǐn)?shù))。結(jié)果表明

4、在三種培養(yǎng)基(ATB、MRS和番茄汁培養(yǎng)基)中，以番茄汁培養(yǎng)基批式培養(yǎng)的菌濃最大，達(dá)到了14×108cfu/mL，ATB培養(yǎng)基次之，為3.3×108cfu/mL，MRS最小，為2.5×108cfu/mL。 第二，對得到適合酒類酒球菌生長的培養(yǎng)基進(jìn)行優(yōu)化實驗，我們得到了搖瓶培養(yǎng)工藝的優(yōu)化條件。該優(yōu)化條件為：溫度28℃，pH4.8，轉(zhuǎn)速100轉(zhuǎn)/分，種齡48h，接種齡5％。 第三，建立酒類酒球菌培養(yǎng)過程的動力學(xué)模型。利用在番

5、茄汁培養(yǎng)基下酒類酒球菌發(fā)酵動力學(xué)實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行了三組初始葡萄糖濃度為15，13，12g/L的培養(yǎng)動力學(xué)實驗。利用上述動力學(xué)模型和參數(shù)對培養(yǎng)基中初始葡萄糖分別為14g/L的發(fā)酵過程進(jìn)行預(yù)報，結(jié)果表明模型值與實驗所獲得數(shù)值具有較好的一致性。這就表明酒類酒球菌的培養(yǎng)，其乳酸的生成屬于強(qiáng)烈的以生長耦聯(lián)動力學(xué)機(jī)制。獲得的培養(yǎng)動力學(xué)參數(shù)用于對酒類酒球菌的培養(yǎng)動力學(xué)預(yù)報，取得了較好的效果，表明所建立的動力學(xué)模型是可靠的。 第四，通過對高糖溶液，

6、高糖培養(yǎng)基，和含微量元素錳，鎂的高糖溶液的批式流加培養(yǎng)考察糖和微量元素對細(xì)胞生長的影響。結(jié)果表明通過批式流加使細(xì)胞菌體濃度可達(dá)到27.5×108cfu/mL，是普通培養(yǎng)的二倍。雖然糖和微量元素對酒類酒球菌有刺激生長的作用，但并非是影響細(xì)胞高密度培養(yǎng)的關(guān)鍵因素。 第五，通過考察該菌株對pH值、酒精和SO2的耐受性，來驗證該菌株的釀酒適應(yīng)性。在低pH值、10％-14％的酒精濃度，以及含20-50mg/LSO2時，該酒類酒球菌株均有一

7、定的生長，顯示了其較好的葡萄酒釀造適應(yīng)性及其對低pH、酒精和SO2的耐受性。但pH值、SO2以及酒精濃度對于細(xì)胞的生長具有非常明顯的抑制作用。當(dāng)pH從3.4降低到3.0時，OD值下降了幾乎2倍，而當(dāng)酒精含量從10％提高到14％時，OD值則下降了3倍左右。對細(xì)胞生長影響最大的是體系中的SO2濃度。當(dāng)SO2濃度在20-50mg/L之間時，當(dāng)SO2從20mg/L增加到50mg/L時，OD值則幾乎下降了4倍。 最后，本文為初步驗證該酒類