产乙偶姻微生物群落的合成及其在传统食醋酿造过程的应用

产乙偶姻微生物群落的合成及其在传统食醋酿造过程的应用

论文摘要

川芎嗪是传统发酵食醋中具有心血管保护作用的活性物质。已有研究表明,乙偶姻可通过物化反应生成川芎嗪,因此采用生物强化增加食醋乙偶姻含量可能是进一步提高食醋川芎嗪含量的策略之一。本实验室前期解析了参与镇江香醋乙偶姻合成的主要功能微生物,本论文以6株主要功能微生物为研究对象,通过组合培养评价不同微生物组合产乙偶姻的能力,筛选产乙偶姻优良群落,分析群落中微生物相互作用类型,并尝试将群落强化至镇江香醋酿造体系,评价其提高食醋乙偶姻、川芎嗪等产量的效果,为开发富含川芎嗪的食醋酿造工艺奠定研究基础。主要研究结论如下:将Lactobacillus reuteri 26M17-3、L.buchneri F2-5、L.brevis 4-22、L.fermentum37M10-3、L.casei 10M1-5和Acetobacter pasteurianus G3-2组合培养以筛选产乙偶姻微生物群落。从生长效果上分析,5种乳杆菌两两之间存在竞争关系,竞争能力强弱顺序为:L.fermentum 37M10-3>L.reuteri 26M17-3>L.casei 10M1-5>L.brevis 4-22>L.buchneri F2-5,竞争力强的菌株可抑制其余菌株的生长;A.pasteurianus G3-2可抑制5株乳杆菌的生长,而自身不受影响,属于偏害共生。从乙偶姻合成能力分析,乳杆菌与醋杆菌组合培养可积累乙偶姻,其中L.casei 10M1-5与A.pasteurianus G3-2共培养乙偶姻产量可达1827.69±48.95 mg/L,为产乙偶姻优良群落。通过单因素优化试验得到L.casei 10M1-5-A.pasteurianus G3-2群落产乙偶姻的适宜条件为:2%接种量、60 rpm、37℃、30 g/L葡萄糖,10 d,乙偶姻产量提高266.10%。进一步研究两株菌在代谢上的相互作用发现,共培养除积累乙偶姻外,还可加速体系葡萄糖消耗,促进乙酸乙酯、乳酸乙酯和双乙酰等风味物质积累,表明二者在这些物质代谢上呈协同作用。同时揭示A.pasteurianus G3-2产生的乙酸可抑制L.casei 10M1-5的生长;L.casei 10M1-5产生的乳酸是A.pasteurianus G3-2生成乙偶姻的主要底物,乳酸和构型对A.pasteurianus G3-2代谢产乙偶姻无影响;乙醇有利于体系积累乙偶姻。将L.casei 10M1-5和A.pasteurianus G3-2分别按11.68 Log(CFU/kg物料)、7.68 Log(CFU/kg物料)物料联合强化至食醋酿造中试体系,评价其提高乙偶姻、川芎嗪等产量的效果。结果发现,强化可提高发酵温度、加快产酸,总酸、乙酸和乳酸终含量分别提高15.86%(P<0.001)、10.60%和45.30%(P<0.001)。乙偶姻、川芎嗪、乙酸乙酯、乳酸乙酯和异戊酸终含量分别提高105.97%(P<0.001)、52.08%(P<0.001)、146.64%(P<0.01)、91.66%(P<0.001)和37.31%(P<0.001),挥发性物质总量提高31.77%(P<0.05)。说明群落强化效果良好,对提升食醋品质具有潜在应用价值。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  •   1.1 镇江香醋的生产工艺及保健功能
  •     1.1.1 镇江香醋的生产工艺
  •     1.1.2 镇江香醋的保健功能
  •   1.2 食醋中川芎嗪及前体乙偶姻的研究情况
  •     1.2.1 食醋中川芎嗪的研究情况
  •     1.2.2 食醋中乙偶姻的研究情况
  •   1.3 工业发酵中合成微生物群落的研究情况
  •     1.3.1 合成微生物群落
  •     1.3.2 工业发酵中合成群落的研究情况
  •     1.3.3 合成群落中微生物相互作用的研究情况
  •   1.4 生物强化的研究情况
  •     1.4.1 生物强化
  •     1.4.2 工业发酵中生物强化的研究情况
  •   1.5 本课题研究内容和研究意义
  •     1.5.1 研究内容
  •     1.5.2 研究意义
  • 第二章 产乙偶姻微生物群落的筛选
  •   2.1 实验材料
  •     2.1.1 试剂与仪器
  •     2.1.2 菌种
  •     2.1.3 培养基
  •   2.2 实验方法
  •     2.2.1 添加乙偶姻提高食醋川芎嗪含量的实验验证
  •     2.2.2 菌株qPCR特异性引物的查找验证及标曲绘制
  •     2.2.3 产乙偶姻微生物群落的合成
  •     2.2.4 显著性差异分析
  •   2.3 结果与讨论
  •     2.3.1 添加乙偶姻提高食醋川芎嗪含量的验证结果
  •     2.3.2 菌株qPCR特异性引物的验证结果
  •     2.3.3 菌株qPCR标准曲线绘制结果
  •     2.3.4 产乙偶姻微生物群落的分析
  •   2.4 本章小结
  • 第三章 产乙偶姻合成微生物群落培养优化及相互作用分析
  •   3.1 实验材料
  •     3.1.1 试剂与仪器
  •     3.1.2 菌种
  •     3.1.3 培养基
  •   3.2 实验方法
  •     3.2.1 培养条件优化
  •     3.2.2 微生物相互作用分析
  •     3.2.3 主要代谢物对微生物生长代谢作用的考察
  •     3.2.4 显著性差异分析
  •   3.3 结果与讨论
  •     3.3.1 培养条件优化结果
  •     3.3.2 微生物的相互作用
  •     3.3.3 主要代谢物对微生物代谢的影响
  •   3.4 本章小结
  • 第四章 产乙偶姻微生物群落在醋酸发酵中的强化应用
  •   4.1 实验材料
  •     4.1.1 试剂材料与仪器
  •     4.1.2 菌种
  •     4.1.3 培养基
  •   4.2 实验方法
  •     4.2.1 合成群落在传统食醋酿造中的强化小试研究
  •     4.2.2 小试试验中理化指标的检测
  •     4.2.3 合成群落在传统食醋酿造中的强化中试研究
  •     4.2.4 中试试验中理化指标的检测
  •     4.2.5 显著性差异分析
  •   4.3 结果与讨论
  •     4.3.1 合成群落在传统食醋酿造中的强化小试结果
  •     4.3.2 合成群落在传统食醋酿造中的强化中试结果
  •   4.4 本章小结
  • 主要结论与展望
  •   主要结论
  •   展望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 附录 :作者在攻读硕士学位期间发表的论文
  • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 邱婷

    导师: 陆震鸣

    关键词: 乳杆菌,醋杆菌,合成微生物群落,乙偶姻,生物强化

    来源: 江南大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

    专业: 生物学,轻工业手工业,轻工业手工业

    单位: 江南大学

    分类号: TS201.3;TS264.22

    总页数: 66

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