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丁酸菌的筛选及其在酿酒底锅水丁酸发酵中的应用

丁酸菌的筛选及其在酿酒底锅水丁酸发酵中的应用

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作者：郑自强四川轻化工大学

学位级别：硕士

浓香型白酒是窖内多菌种共同作用下的产物,产酸微生物代谢生成的有机酸促进了酒体主要风格的形成,其中,丁酸菌在多个领域具有广泛的应用前景。酿酒底锅水是营养丰富的工业废水,通常采用生物发酵的方式对其进行生物处理。本研究以大曲和... 详细信息

浓香型白酒是窖内多菌种共同作用下的产物,产酸微生物代谢生成的有机酸促进了酒体主要风格的形成,其中,丁酸菌在多个领域具有广泛的应用前景。酿酒底锅水是营养丰富的工业废水,通常采用生物发酵的方式对其进行生物处理。本研究以大曲和窖泥为菌源,富集和筛选可利用底锅水的丁酸菌,并应用在酿酒底锅水中进行产丁酸发酵,实现酿酒底锅水的废水再利用。本论文主要研究结果如下:(1)通过优化发酵条件设计培养基,实现了以窖泥和大曲为菌源,底锅水为底物的产丁酸发酵,且以大曲为菌源时发酵速度和丁酸产量皆优于窖泥。以大曲为菌源,产丁酸发酵最优工艺为:控制发酵温度32℃,pH 5.5,乳酸含量16 g/L,此条件下丁酸产量可达11.75±1.33 g/L,;以窖泥为菌源发酵的最佳工艺为:控制发酵温度35℃,pH 6.0,乳酸含量16 g/L,丁酸产量达到了10.08±1.83 g/L。(2)经三轮富集,以大曲为菌源的富集液的梭菌属微生物相对丰度提高了1.84倍,达到了43.43%,以窖泥为菌源的富集液的梭菌属微生物相对丰度提高了1.42倍,达到了36.87%,将其富集液用于筛选丁酸菌,分离得到了来源于大曲的酪丁酸梭菌D2(Clostridium tyrobutyricum)和来源于窖泥的生孢梭菌J2(Clostridium sporogenes)。氮源利用试验结果表明,氮源对D2发酵产丁酸影响效果从高到底依次为:蛋白胨>硫酸铵>尿素>硝酸钾,对J2发酵产丁酸影响效果从高到底依次为:依次为硫酸铵>蛋白胨>尿素>硝酸钾;乙醇耐受性试验结果表明,D2最大乙醇耐受体积分数为6%,J2最大乙醇耐受体积分数为4%。(3)将两株菌用于酿酒底锅水丁酸发,丁酸菌生长良好,经工艺优化,D2菌单独发酵的丁酸产量最高可达12.78±1.22 g/L;J2菌单独发酵的丁酸产量可达10.64±1.19 g/L;共同发酵结果表明,在控制接种量为1∶1条件下表现为促进作用,丁酸产量达到了14.43 g/L,在控制接种量为1∶2和2∶1条件下作用不显著甚至为抑制作用。

关键词：窖内微生物丁酸菌丁酸发酵底锅水

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