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高粱两步法厌氧发酵产己酸研究

食品科学技术学报 2024年第1期42卷 164-176页

作者：邓星成任志强曾波卫春会邓杰谢军黄治国四川轻化工大学酿酒生物技术及应用四川省重点实验室四川宜宾644000 中国轻工业酿酒生物技术及智能制造重点实验室四川宜宾644000

研究以富含淀粉的高粱为原料,通过两步法厌氧发酵提高己酸生成效率,即第一步分别接种己酸复合菌液、接种嗜酸乳杆菌TYCA06、添加酿酒酵母制得丁酸发酵液、乳酸发酵液、乙醇发酵液,第二步将丁酸发酵液、乳酸发酵液、乙醇发酵液等3种发酵... 详细信息

研究以富含淀粉的高粱为原料,通过两步法厌氧发酵提高己酸生成效率,即第一步分别接种己酸复合菌液、接种嗜酸乳杆菌TYCA06、添加酿酒酵母制得丁酸发酵液、乳酸发酵液、乙醇发酵液,第二步将丁酸发酵液、乳酸发酵液、乙醇发酵液等3种发酵液混合,并接种己酸复合菌液,厌氧发酵制得己酸。研究发现:通过优化丁酸发酵液、乳酸发酵液、乙醇发酵液的发酵工艺,丁酸发酵液中的丁酸、乙酸产量达到20.16 g/L和8.47 g/L,淀粉转化率达到76.02%;乳酸发酵液中的乳酸产量和乳酸产率分别达到11.41 g/L和42.48%;乙醇发酵液中的乙醇产率可达95.06%。继续优化己酸发酵工艺,发现当乙醇发酵液和乳酸发酵液同时作为电子供体时,己酸产量和产率均显著提升,分别达到4.15 g/L和75.2 mg/g,且当乙醇发酵液和乳酸发酵液中乙醇与乳酸添加的质量浓度比为2∶1时,己酸产量和产率均达到最高,分别为6.65 g/L和99.78 mg/g。对己酸发酵过程中微生物与己酸的相关性分析发现,发酵过程中和己酸含量呈正相关的微生物有产己酸菌属(Caproiciproducens)、Clostridium_sensu_stricto_12、Pseudoclavibacter。其中Caproiciproducens随着发酵进行不断富集,到发酵后期相对丰度达到37.81%,是己酸形成的主要贡献者。希望研究可为无外源电子供体添加条件下,实现高粱两步法厌氧发酵生产己酸提供理论基础,为拓展高粱的资源化利用提供思路。

关键词：高粱两步法厌氧发酵己酸微生物群落产己酸菌属

浓香型白酒酒醅发酵过程中微生物群落结构演替及其与理化指标相关性

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食品科学 2024年第7期45卷 111-118页

作者：曾波饶家权邹永芳文静黄治国邓杰四川轻化工大学酿酒生物技术及应用四川省重点实验室四川宜宾644000 舍得酒业股份有限公司四川射洪629000 中国轻工业酿酒生物技术及智能制造重点实验室四川宜宾644000

为明确浓香型白酒酒醅中微生物群落结构的演替规律及其潜在功能,通过高通量测序技术解析酒醅微生物群落在发酵过程中的动态变化,分析不同发酵节点的微生物群落与理化指标的相关性,并采用PICRUSt分析对酒醅中微生物群落的功能进行预测。... 详细信息

为明确浓香型白酒酒醅中微生物群落结构的演替规律及其潜在功能,通过高通量测序技术解析酒醅微生物群落在发酵过程中的动态变化,分析不同发酵节点的微生物群落与理化指标的相关性,并采用PICRUSt分析对酒醅中微生物群落的功能进行预测。结果表明:厚壁菌门(Firmicutes)、变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteriota)、子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)是酒醅中的优势菌门,浓香型酒醅中微生物以乳杆菌属(Lactobacillus)、芽孢杆菌属(Bacillus)、葡萄球菌属(Staphylococcus)、高温放线菌属(Thermoactinomyces)、哈萨克斯坦酵母属(Kazachstania)、威克汉姆酵母属(Wickerhamomyces)、青霉属(Penicillium)、假丝酵母菌属(Candida)、曲霉属(Aspergillus)、季也蒙酵母属(Meyerozyma)和德巴利酵母属(Debaryomyces)为主,Lactobacillus、Kazachstania、Wickerhamomyces占绝对优势;相关性分析表明,还原糖、淀粉含量与8个细菌属呈显著正相关(P<0.05),酸度、水分含量与10个细菌属呈显著负相关(P<0.05),部分真菌与理化指标显著相关;PICRUSt分析表明,不同发酵节点的功能酶相对丰度差异显著,酒醅中的优势微生物参与糖酵解、酸代谢、乙醇合成形成完整的代谢链,说明酒醅微生物群落的演替是不同发酵节点代谢差异的主要原因。本研究分析了酒醅微生物的演替规律及其在发酵过程中参与的代谢,为白酒酿造微生物的代谢机制研究提供一定理论基础。

关键词：浓香型白酒酒醅微生物群落相关性分析

SPE-UPLC-MS/MS同时测定食品中24种酸性工业染料

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食品工业科技 2024年第1期45卷 284-294页

作者：闵宇航刘斯琪余晓琴李澍才张丽平四川省食品检验研究院四川成都611731 国家市场监管重点实验室(白酒监管技术) 四川成都611731 成都纺织高等专科学校轻工与材料学院四川成都611731

建立了固相萃取-超高效液相色谱串联质谱法同时测定食品中24种酸性工业染料的分析方法。样品经氨水乙醇溶液(氨水:无水乙醇:水=2:7:1,v/v/v)提取,提取液氮吹浓缩至1 mL,加入10 mL 5%甲醇水溶液,弱阴离子交换固相萃取柱(Agela Cleanert P... 详细信息

建立了固相萃取-超高效液相色谱串联质谱法同时测定食品中24种酸性工业染料的分析方法。样品经氨水乙醇溶液(氨水:无水乙醇:水=2:7:1,v/v/v)提取,提取液氮吹浓缩至1 mL,加入10 mL 5%甲醇水溶液,弱阴离子交换固相萃取柱(Agela Cleanert PWAX)富集净化,氮吹复溶后,Agilent ZORBAX Eclipse RRHD C_(18)(3.0 mm×150 mm,1.8μm)色谱柱分离,流动相采用乙腈和10 mmol/L乙酸铵溶液进行梯度洗脱,电喷雾离子源负离子进行电离,多反应监测模式(MRM)下测定,外标法定量。结果表明,24种酸性工业染料在20~300 ng/mL范围内,相关系数r均大于0.999;方法检出限为10μg/kg,定量限为25μg/kg;在25、100、250μg/kg三个不同加标水平下的回收率为91.0%~112.7%,相对标准偏差(n=6)为0.42%~4.39%。采用该方法对市售的豆制品、调味品、水产品、肉制品各40批次进行测定,2批次卤肉样品中检出酸性橙Ⅱ,含量分别为138±2.8μg/kg和179±3.7μg/kg;2批次香肠样品中检出红2G,含量分别为320±8.6μg/kg和230±6.2μg/kg。该方法灵敏、快速、准确,适用于食品中24种酸性工业染料的定性定量测定。

关键词：酸性工业染料固相萃取(SPE) 超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS) 豆制品调味品水产品肉制品

2种浓香型白酒大曲中微生物群落结构及功能研究

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食品科学技术学报 2024年第4期42卷 75-85页

作者：邓杰张曼周杰叶光斌黄丹罗惠波北京工商大学轻工科学与工程学院北京100048 四川轻化工大学酿酒生物技术及应用四川省重点实验室四川宜宾644000 宜宾五粮液股份有限公司四川宜宾644007

中高温大曲和中温大曲都是浓香型白酒主要的生产用曲,早期的浓香型白酒生产采用中温大曲,目前浓香型白酒的生产大多已改为中高温大曲。然而,由于对2种大曲酿造制得的浓香型白酒风味存在的差异性及其机制缺乏深度认知,选用中温大曲还是... 详细信息

中高温大曲和中温大曲都是浓香型白酒主要的生产用曲,早期的浓香型白酒生产采用中温大曲,目前浓香型白酒的生产大多已改为中高温大曲。然而,由于对2种大曲酿造制得的浓香型白酒风味存在的差异性及其机制缺乏深度认知,选用中温大曲还是中高温大曲,已成为行业亟需解决的问题。为了调控发酵过程以获得更优质的浓香型白酒,对中高温大曲、中温大曲2种大曲的理化指标、酶活力指标和微生物群落结构进行了解析,并探究了不同微生物对浓香型白酒风味形成的影响路径及功能。结果表明:中高温大曲的酸度和蛋白酶活力显著高于中温大曲(P<0.05),中温大曲的糖化力、液化力和发酵力显著高于中高温大曲(P<0.05);2种大曲的水分、淀粉含量和还原糖含量无显著性差异。在2种大曲中,共鉴别出20个优势真菌菌种、20个优势细菌菌种。对真菌菌种的鉴别发现,中高温大曲的主要优势真菌菌种为橙色嗜热子囊菌Thermoascus aurantiacus(24.64%)、地霉双足囊菌Dipodascus geotrichum(13.39%)、异常威克汉姆酵母Wickerhamomyces anomalus(8.04%);中温大曲的主要优势真菌菌种为热带假丝酵母菌Candida tropicalis(40.00%)、奥默柯达酵母Kodamaea ohmeri(12.80%)、丝孢酵母Trichosporon coremiiforme(10.98%)。对细菌菌种的鉴别发现,中高温大曲的主要优势细菌菌种为约翰逊不动杆菌Acinetobacter johnsonii XBB1(32.49%)、清酒乳杆菌Lactobacillus sakie(16.80%)、恶臭假单胞菌Pseudomonas putida(10.68%),中温大曲的主要优势细菌菌种为清酒乳杆菌(39.32%)、约翰逊不动杆菌(18.45%)、屎肠球菌Enterococcus faecium(13.00%)。2种大曲间发现23个差异性物种,包括真菌14个种,细菌9个种。通过微生物功能预测发现,2种大曲中包含丰富的碳代谢和氮代谢相关的酶,中温大曲中糖化和发酵相关酶的丰度高于中高温大曲,即中温大曲潜在的产乙醇能力强于中高温大曲;中高温大曲产酸和氮代谢相关酶的丰度高于中温大曲,即中高温大曲潜在的产酸和含氮风味物质的能力强于中温大曲。通过对2种大曲在理化指标、酶活力指标、微生物群落结构及代谢功能的分析,进一步认识2种大曲的差异性,以期为浓香型白酒的生产提供理论依据和技术指导。

关键词：白酒浓香型中高温大曲中温大曲微生物群落

基于NIR和GC-MS融合技术的浓香型白酒原酒等级鉴别

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食品科学 2024年第21期45卷 288-296页

作者：张维张贵宇庹先国付妮李晓平庞婷婷刘科材四川轻化工大学自动化与信息工程学院四川宜宾644000 四川轻化工大学人工智能四川省重点实验室四川宜宾644000 四川轻化工大学工程实践中心四川宜宾644000

以蒸馏过程中不同等级的浓香型白酒原酒为研究对象,分别获取原酒的近红外光谱(nearinfrared spectroscopy,NIR)数据和气相色谱-质谱(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)数据。采用5点2次卷积平滑对NIR数据进行预处理后,利用... 详细信息

以蒸馏过程中不同等级的浓香型白酒原酒为研究对象,分别获取原酒的近红外光谱(nearinfrared spectroscopy,NIR)数据和气相色谱-质谱(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)数据。采用5点2次卷积平滑对NIR数据进行预处理后,利用竞争性自适应重加权算法(competitive adaptive reweighted sampling,CARS)筛选光谱特征波数;结合Spearman等级相关系数、最大信息系数和随机森林变量重要性筛选GC-MS中影响原酒等级划分的关键风味成分(key flavor components,KC)。然后利用极端梯度提升树分别建立基于NIR和GC-MS以及融合数据的原酒等级鉴别模型。结果表明,基于CARS选择的光谱特征变量建立的模型预测准确率为89.66%,基于特征选择后的KC建立的模型预测准确率为94.83%,基于CARS+KC融合数据建立的模型分类准确率达到了98.28%。研究表明,将GC-MS数据和NIR数据的有效特征信息进行数据融合,可以改善单一检测技术对不同等级原酒特征信息表征不全面的缺点,在单一数据源的基础上提高原酒等级鉴别的准确率和稳定性,实验结果为原酒的等级鉴别以及白酒其他的质量控制提供了新的思路和理论基础。

关键词：浓香型白酒原酒近红外光谱气相色谱-质谱联用数据融合极端梯度提升树

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高效定向驯化人工窖泥功能菌群及机制的研究

食品与发酵工业 2024年第8期50卷 211-218页

作者：毛凤娇黄钧周荣清张宿义秦辉四川大学轻工科学与工程学院四川成都610056 国家固态酿造工程技术研究中心四川泸州646699 四川省泸州市泸州老窖股份有限公司四川泸州646699

窖泥的质量和窖龄密切相关,且显著影响基酒的品质和产率。窖泥中功能菌群的形成是一个非常缓慢的过程,因此缩短优质人工窖泥(artificial pit mud,APM)的生产周期迫在眉睫。挖掘优良窖泥功能菌群资源,优化窖泥培养工艺是攻克发展障碍的... 详细信息

窖泥的质量和窖龄密切相关,且显著影响基酒的品质和产率。窖泥中功能菌群的形成是一个非常缓慢的过程,因此缩短优质人工窖泥(artificial pit mud,APM)的生产周期迫在眉睫。挖掘优良窖泥功能菌群资源,优化窖泥培养工艺是攻克发展障碍的关键。研究了太空(taikong,TK)大曲对窖泥群落结构的影响特点,确定了百年窖龄泥是人工窖泥功能菌群的强化源。TK大曲驯化生产APM及发酵后窖泥(pit mud,PM)显著改善了窖泥群落结构及挥发性代谢组分,提高了细菌群落的α-多样性。浓香型白酒酿造功能菌梭状芽孢杆菌(Clostridium_sensu_stricto_12)和古菌,尤其是甲烷八叠球菌(Methanosarcinales)的丰度显著增高了2~4倍,其中己酸和己酸乙酯是关键代谢物。研究结果可为基于优质窖泥和大曲的人工窖泥培养技术开发提供理论与技术支撑。

关键词：浓香型白酒太空大曲人工窖泥功能菌群挥发性代谢物

没食子酸-磷脂复合物的制备与表征及其对核桃油氧化稳定性的影响

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现代食品科技 2024年第4期40卷 156-166页

作者：杜伊晗何强董怡四川大学轻工科学与工程学院四川成都610065

没食子酸具有多种生物活性,但较差的脂溶性使其应用受到限制。该实验以没食子酸与大豆卵磷脂为原料,使用溶剂蒸发法制备没食子酸-磷脂复合物。使用单因素实验优化出没食子酸-磷脂复合物的最佳制备条件,使用紫外、红外光谱及差示量热扫... 详细信息

没食子酸具有多种生物活性,但较差的脂溶性使其应用受到限制。该实验以没食子酸与大豆卵磷脂为原料,使用溶剂蒸发法制备没食子酸-磷脂复合物。使用单因素实验优化出没食子酸-磷脂复合物的最佳制备条件,使用紫外、红外光谱及差示量热扫描对制得复合物进行结构表征,验证其形成;并初步测定其油水分配系数与抗氧化性能。所得最佳制备条件为:以无水乙醇为溶剂,没食子酸质量浓度为1 mg/mL,没食子酸与大豆卵磷脂的投料摩尔比为1:4,45℃下恒温搅拌2 h。该条件下制备的复合物,复合率达94.65%,显著提高没食子酸的油水分配系数,其体外抗氧化活性与没食子酸无显著差异。对加入没食子酸-磷脂复合物的核桃油进行加速氧化实验,测定复合物对核桃油氧化稳定性的影响。结果表明没食子酸-磷脂复合物可有效抑制核桃油氧化,且12 d内抗氧化效果显著优于没食子酸(P<0.05)。该研究制备的没食子酸-磷脂复合物复合率高,脂溶性和抗氧化性良好,可有效提高核桃油的氧化稳定性。

关键词：没食子酸大豆卵磷脂复合物核桃油抗氧化活性

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不同位置窖泥酶活力及其细菌群落结构相关性分析

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食品与发酵工业 2024年第4期50卷 102-109页

作者：曾波蒲吉洲陈秋旭饶家权邹永芳文静黄治国卫春会四川轻化工大学酿酒生物技术及应用四川省重点实验室四川宜宾644000 舍得酒业股份有限公司四川射洪629000 中国轻工业酿酒生物技术及智能制造重点实验室四川宜宾644000

窖泥微生物对酒质的影响是通过多种酶促反应实现,目前对窖泥酶活的研究较少,缺乏关于窖泥中氮代谢功能酶的空间分布特征分析。该研究分析不同位置的窖泥理化因子和酶活力,采用高通量测序技术对窖泥细菌群落进行分析,通过聚类分析研究细... 详细信息

窖泥微生物对酒质的影响是通过多种酶促反应实现,目前对窖泥酶活的研究较少,缺乏关于窖泥中氮代谢功能酶的空间分布特征分析。该研究分析不同位置的窖泥理化因子和酶活力,采用高通量测序技术对窖泥细菌群落进行分析,通过聚类分析研究细菌群落的空间分布特点,并标记窖泥微生物的基因序列预测参与氮代谢功能酶的相对丰度。结果表明,铵态氮含量(1478.37 mg/kg)、过氧化氢酶活力[1.731 mg/(g·d)]、蛋白酶活力[1.107 mg/(g·d)]在窖底窖泥中最大,在窖池内自上而下呈增高趋势,而脱氢酶呈减小趋势。Firmicutes是窖泥的绝对优势菌门,Caproiciproduces、Lactobacillus、Fastidiosipila分别是窖底、窖壁中层和窖壁上层窖泥的第一优势菌属。铵态氮、蛋白酶与Aminobacterium呈显著的正相关(P<0.05);酸性磷酸酶与Lactobacillus呈显著负相关(P<0.05),脲酶与Syntrophaceticus呈显著的正相关(P<0.05)。PICRUSt2功能预测中,参与氮代谢的功能酶在不同位置窖泥中的相对丰度差异显著(P<0.05)。酶活性影响窖泥物质循环,物质交换是微生物相互作用的重要驱动力,功能酶活力可以衡量氮代谢的强度,由此可见,窖泥位置对氮代谢酶的分布产生重要影响,并影响着氮代谢,该研究为解析微生物参与窖泥中的物质循环过程提供理论基础。

关键词：不同位置窖泥酶活力细菌群落相关性

不同原料及预处理方法对复合甘蔗果酒品质的影响

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中国酿造 2024年第3期43卷 163-169页

作者：张雪儿杨建刘振宇杨毅王海宇贾冬英四川大学轻工科学与工程学院四川成都610065 四川省内江市农业科学院四川内江641000

为解决甘蔗果酒香气和酒体单薄问题,该研究比较了蓝莓汁、草莓汁、雪梨汁与甘蔗汁的复配发酵效果,研究了草莓汁与甘蔗汁的配比及其预处理方法对复合果酒的挥发性风味物质、理化指标和感官品质的影响。结果表明,最佳复配原料为草莓,草莓... 详细信息

为解决甘蔗果酒香气和酒体单薄问题,该研究比较了蓝莓汁、草莓汁、雪梨汁与甘蔗汁的复配发酵效果,研究了草莓汁与甘蔗汁的配比及其预处理方法对复合果酒的挥发性风味物质、理化指标和感官品质的影响。结果表明,最佳复配原料为草莓,草莓汁与甘蔗汁的体积比为15∶85时,复合果酒的品质最佳,其酒精度、总酸、总酯含量和感官评分分别为9.9%vol、5.90 g/L、0.40 g/L和83.70分。选用果胶酶解-离心联合的预处理方法处理草莓原料制备的草莓甘蔗果酒的酒精度、总酯、总酸含量分别为10.1%vol、0.42 g/L、5.70 g/L,其挥发性风味物质种类、含量分别为43种、4 021.19μg/L。感官评分为84.01分,酒体果香浓郁、酸甜爽口、酒体丰满。

关键词：草莓甘蔗果酒原料配比预处理理化指标挥发性风味物质