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甘肃传统酿造食醋中醋酸菌多样性研究及优良醋酸菌的筛选

宋勇强  
【摘要】:醋酸菌分类鉴定及其多样性研究是开发利用醋酸菌的基础。本试验采用经典平板分离培养、生理生化鉴定方法,结合分子生物学手段,对具有代表性的甘肃地产传统食醋酿造料醅中的醋酸菌进行了多样性分析,同时筛选优良醋酸菌,为进一步开发利用传统食醋酿造中醋酸菌资源奠定基础,并为传统食醋酿造工艺的现代化改造和技术升级提供理论依据和参考。主要研究结论如下: (1)以采自甘肃具有代表性三个地区的15个醋醅样品为分离材料,采用碳酸钙透明圈法初筛到175株产酸菌株,再通过形态学观察和醋酸定性试验复筛得到150株醋酸菌,然后采用经典微生物鉴定方法,结合16S rRNA序列分析技术对产酸菌进行了鉴定。鉴定结果表明,在产醋酸定性试验中产生明显红褐色沉淀的150株菌株中,有104株属于醋杆菌属(Acetobacter),其中Acetobacter pomorum54株、巴氏醋杆菌(Acetobacterpasteurianus)31株、巴氏醋杆菌巴氏亚种(Acetobacter pasteurianus subsp pasteurianus)19株;有37株属于葡糖杆菌属(Gluconobacter),其中氧化葡糖杆菌(Gluconobacteroxydans)25株,Gluconobacter albidus12株;芽孢杆菌属(Bacillus)7株,表皮葡萄球菌(Staphylococcus epidermidis)2株;其余25株产酸菌株均属于乳酸杆菌属(Lactobacillus)。 (2)采用Margalef丰富度指数、Pielou均匀度指数(Jsw)和Shannon-Wiener多样性指数对甘肃三个地理区域间传统食醋酿造料醅中的醋酸菌进行了多样性比较分析。甘肃河西地区醋醅中醋酸菌的Margalef丰富度指数最高,说明当地的传统酿造食醋中醋酸菌的物种丰富度较好,而且该地区醋酸菌的Shannon-Wiener多样性指数也最大,说明总体上甘肃河西地区的传统酿造食醋中醋酸菌的多样性较甘肃中部和甘肃东南部地区的要高。 (3)本研究表明,甘肃传统食醋酿造过程中的优势醋酸菌是Acetobacter pomorum,在三个地区的15个醋醅样品均有检出。而且该菌种中的一株A3菌株,其产酸性能优良,在初始乙醇浓度4.0%、发酵温度30℃、pH6.0、发酵时间8d的发酵条件下产酸量可达到3.9089g/100mL。这一菌株在我国食醋酿造工业化生产中还未见到相关报道,为国内首次发现和报道,可为醋酸发酵提供新的种质资源。 (4)采用正交试验及人工神经网络模型对醋酸菌A3菌株的发酵条件进行了优化,得出其最佳发酵条件是:初始乙醇浓度4.2%(v/v)、发酵温度30℃、起始pH6.4、发酵时间8d,BP网络模型仿真产酸量达到最高4.3234g/100mL,此条件下的试验产酸量为4.3086g/100mL。


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