CN105002115B - 一种地衣芽孢杆菌及用其制备的大曲和该大曲的制备方法 - Google Patents

一种地衣芽孢杆菌及用其制备的大曲和该大曲的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及制酒大曲技术领域，尤其是一种地衣芽孢杆菌及用其制备的大曲和该大曲的制备方法，该菌株的分类命名为地衣芽孢杆菌(Bacillus lincheniformis)，保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏号为CCTCC NO.M2015224，并将其制备发酵菌液后，作为功能性菌液，再将功能性菌液接种在制曲原料上进行发酵处理，获得大曲产品，该工艺流程短，容易操作，并且获得的大曲与传统大曲相比，其四甲基吡嗪的含量提高至了9倍多。

Description

一种地衣芽孢杆菌及用其制备的大曲和该大曲的制备方法
技术领域
本发明涉及制酒大曲技术领域，尤其是一种地衣芽孢杆菌及用其制备的大曲和该大曲的制备方法。
背景技术
曲乃酒之骨，充分说明了曲在制酒工艺中的关键性，现有技术中曲的加工，均还未涉及到酱香型白酒大曲的制备，并且，传统的曲的制备工艺是先制备麸曲，后制备功能曲，其制备方法复杂，工艺流程较长。并且，酱香型白酒大曲是酱香型白酒生产的主要糖化剂，并且它还是决定制备的白酒的品质的关键性物质，主要是它还提供了决定酒体风格的香味物质或者香味物质的前驱物。
为此，对于曲的种类和生产成为了酱香型白酒加工工艺中决定酱香型白酒品质的关键因素，尤其是成为了决定酱香型白酒酒体风味和品质的关键，基于此，本研究者经过多年的生产实践，将大曲中影响酒体风味以及品质的关键因素寻求出来，进而得出芽孢杆菌成为了决定酱香型白酒风味的关键因素，进而通过对芽孢杆菌做进一步的探索和研究，进而得出一株地衣芽孢杆菌，并发现其在制曲工艺条件下发酵产生酸、醇、酯、酮、吡嗪类及芳香族类多种化合物；其中主要代谢产物为：乙偶姻、2，6-二甲基吡嗪、三甲基吡嗪、四甲基吡嗪、呋喃扭尔、异戊酸、2，3-丁二醇、β-苯乙醇与苯乙酸，这些物质是高温大曲中的主要挥发性风味物质，进一步的在此基础上研究出一种酱香型白酒生产加工工艺中用的新型高温功能性大曲。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供一种MTDB-02菌株，该菌株是一种产香功能性菌株，该菌株分类命名为地衣芽孢杆菌(Bacillus lincheniformis)，其保藏号为CCTCC NO.M2015224，保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏日期为：2015年4月12日。
该菌株是从贵州茅台酒股份有限公司的高温大曲中分离出来的，并属于酱香型白酒中的产味功能性菌株，其具有以下形态特征：
菌落呈白色小圆，表面干燥，似头皮屑菌落，圆周有齿状。
其生物特性为：最适生长温度为35℃-40℃，最适生长初始pH值为7.0-8.0，葡萄糖浓度在1％-12％的范围内均能生长。
该菌株以小麦为基质的主要代谢产物为：乙偶姻、2,6-二甲基吡嗪、三甲基吡嗪、四甲基吡嗪、呋喃扭尔、异戊酸、2,3-丁二醇、β-苯乙醇与苯乙酸，这些物质是高温大曲中的主要挥发性风味物质。
并且将其在牛肉膏蛋白胨琼脂培养基中连续传代数代培养，其培养特征及形态特征均无明显变化，该菌的生物学性状基本稳定。
本发明具体还将上述地衣芽孢杆菌(Bacillus lincheniformis)作为酱香型白酒高温功能性大曲的制备。
具体在制备酱香型白酒大曲的制备过程中，是将保藏号为CCTCC NO.M2015224，保藏于中国典型培养物保藏中心的地衣芽孢杆菌(Bacillus lincheniformis)进行发酵培养，并将获得的发酵液作为功能菌液，再将功能菌液接种于制曲原料中，接种量为4-7％，搅拌均匀后，再加入30-40％的水拌曲均匀后，踩曲成型，并将其送入发酵罐中发酵39-41天，再将其置于干曲仓中存放三个月，获得大曲。
在制备酱香型白酒大曲的过程中，具体包括以下步骤：
(1)将保藏号为CCTCC NO.M2015224的地衣芽孢杆菌(Bacillus lincheniformis)MTDB-02菌株接种于甘油管中，甘油管的浓度为20％，并将其置于温度为-80℃环境中保藏，得到保藏液；
(2)取250ml三角瓶，并向三角瓶中加入50ml葡萄糖培养基，并将其置于121℃的环境中灭菌处理20min，再将步骤1)的保藏液接入其中，并控制温度为37℃，以180rpm条件下，摇瓶培养24h，得到一级种子液；
(3)取250ml三角瓶5个，并向三角瓶中各加入50ml葡萄糖培养基，并将其置于121℃的环境中灭菌处理20min，将步骤2)得到的一级种子液按接种量为1-10％分别接入5个三角瓶中，控制温度为37℃，以180rpm条件下，摇瓶培养24h，得到二级种子液；
(4)取发酵罐，并向发酵罐中加入扩培培养基5L，再将其置于温度为121℃灭菌20min，待其冷却至常温后，再将步骤3)得到的二级种子液按照接种量为5％接入发酵罐中，并控制温度为37℃，搅拌速度为300rpm，通气比为3vvm的条件下培养5天，得功能菌液；
(5)将小麦粉碎后，加入母曲混合，得制曲原料，并向制曲原料中加入占制曲原料质量分数为30-40％水，搅拌均匀后，再将步骤4)中的功能菌液按照接种量为4-7％接入制曲原料中，并搅拌均匀后，将其踩曲成型后，放入发酵仓，控制温度为35-40℃发酵，并在此发酵过程中，对发酵仓中的发酵料进行翻仓处理2次，待发酵时间达到40天后，结束发酵，并将其移入干曲仓中存放3个月，即可获得酱香型白酒大曲。
上述所述的母曲是指普通大曲制备的母曲。上述将小麦粉碎是将小麦粉碎至20目。
上述的的葡萄糖培养基，其pH值为7.0-7.5，其原料配比为葡萄糖30g/L-100g/L，蛋白胨10g/L，酵母膏10g/L，磷酸氢二钾5g/L，其余为水。
上述的扩培培养基，其pH值为7.0-7.5，其原料配比为葡萄糖30-100g/L，磷酸氢二氨10-50g/L，酵母膏10-30g/L，其余为水。
上述的发酵罐，为7.5LNew Brunswick BioFlo115型发酵罐。
本发明在上述的发酵仓中，其进行发酵处理的过程中，将进入发酵仓后发酵处理7天，对发酵仓中的物料进行翻仓处理1次，再持续进行发酵处理，待持续发酵处理时间达到8天时，再对发酵仓进行翻仓处理第二次。
本发明的翻仓处理在进入发酵仓15天以内翻仓处理完成。
本发明中，用于制备酱香型白酒高温功能大曲的MTDB-02菌株，分类命名为地衣芽孢杆菌(Bacillus lincheniformis)，保藏号为CCTCC NO.M2015224，保藏于中国典型培养物保藏中心。并且该菌株是分离于贵州茅台酒股份有限公司高温大曲，它具有耐高温，产酱香风味的功能。
并且，上述采用该菌株制备的大曲为黄曲，曲块干燥，曲香较浓郁，酱香明显，无其它杂味。
其采用该菌株制备的酱香型白酒高温功能性大曲，相比不添加该菌株的功能性高温大曲中的四甲基吡嗪的含量，其提高至了9倍多，而四甲基吡嗪对白酒的风味起到关键性的作用，能够有效的改善酱香型白酒的风味。
再者，本发明中的大曲制备工艺简单，并且容易操作。
具体实施方式
下面结合具体的实施方式来对本发明的技术方案做进一步的限定，但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。
实施例1
采用MTDB-02菌株制备酱香型白酒大曲的方法，具体包括以下步骤：
(1)将保藏号为CCTCC NO.M2015224的地衣芽孢杆菌(Bacillus lincheniformis)MTDB-02菌株接种于甘油管中，甘油管的浓度为20％，并将其置于温度为-80℃环境中保藏，得到保藏液；
(2)取250ml三角瓶，并向三角瓶中加入50ml葡萄糖培养基，并将其置于121℃的环境中灭菌处理20min，再将步骤1)的保藏液接入其中，并控制温度为37℃，以180rpm条件下，摇瓶培养24h，得到一级种子液；
(3)取250ml三角瓶5个，并向三角瓶中各加入50ml葡萄糖培养基，并将其置于121℃的环境中灭菌处理20min，将步骤2)得到的一级种子液按接种量为1％分别接入5个三角瓶中，控制温度为37℃，以180rpm条件下，摇瓶培养24h，得到二级种子液；
(4)取发酵罐，并向发酵罐中加入扩培培养基5L，再将其置于温度为121℃灭菌20min，待其冷却至常温后，再将步骤3)得到的二级种子液按照接种量为5％接入发酵罐中，并控制温度为37℃，搅拌速度为300rpm，通气比为3vvm的条件下培养5天，得功能菌液；
(5)将小麦粉碎后，加入母曲混合，得制曲原料，并向制曲原料中加入占制曲原料质量分数为30％水，搅拌均匀后，再将步骤4)中的功能菌液按照接种量为4％接入制曲原料中，并搅拌均匀后，将其踩曲成型后，放入发酵仓，控制温度为35℃发酵，并在此发酵过程中，对发酵仓中的发酵料进行翻仓处理2次，待发酵时间达到40天后，结束发酵，并将其移入干曲仓中存放3个月，即可获得酱香型白酒大曲。
上述的翻仓处理是在进入发酵仓后的15天以内完成。
上述的的葡萄糖培养基，其pH值为7.0，其原料配比为葡萄糖30g/L，蛋白胨10g/L，酵母膏10g/L，磷酸氢二钾5g/L，其余为水。
上述的扩培培养基，其pH值为7.0，其原料配比为葡萄糖30g/L，磷酸氢二氨10g/L，酵母膏10g/L，其余为水。
检测酱香型白酒大曲的理化指标，结果如表1所示。
表1：
项目 功能大曲
酸度(毫克当量/10g) 1.06
糖分(％) 1.62
水分(％) 7.2
淀粉(％) 60
糖化力 134.88
从表1可知，地衣芽孢杆菌制备的功能曲理化指标符合酱香型白酒酿酒用大曲标准，即就是贵州省地方标准DB52/T871-2014。
并且，进一步的对实施例1制备的酱香型白酒高温功能性大曲和普通大曲利用HS-SPM气相色谱-质谱联对拆仓曲进行风味分析，用绝对峰面积表示对应物质的含量，其主要风味物质及含量如表2所示。
表2
从表2可知，功能曲中的四甲基吡嗪、2，3-二甲基吡嗪、2，3二甲基-5-乙基吡嗪、2，3-丁二醇、苯乙醇的含量都有所增加,其中吡嗪类物质为白酒中的功能性物质，对酱香型白酒有重要贡献；而2-甲基丙酸和丁酸这些令人不愉快气味的物质浓度有所减少；从而有效的提高了酱香型高温大曲的品质。
实施例2
采用MTDB-02菌株制备酱香型白酒大曲的方法，具体包括以下步骤：
(1)将保藏号为CCTCC NO.M2015224的地衣芽孢杆菌(Bacillus lincheniformis)MTDB-02菌株接种于甘油管中，甘油管的浓度为20％，并将其置于温度为-80℃环境中保藏，得到保藏液；
(2)取250ml三角瓶，并向三角瓶中加入50ml葡萄糖培养基，并将其置于121℃的环境中灭菌处理20min，再将步骤1)的保藏液接入其中，并控制温度为37℃，以180rpm条件下，摇瓶培养24h，得到一级种子液；
(3)取250ml三角瓶5个，并向三角瓶中各加入50ml葡萄糖培养基，并将其置于121℃的环境中灭菌处理20min，将步骤2)得到的一级种子液按接种量为10％分别接入5个三角瓶中，控制温度为37℃，以180rpm条件下，摇瓶培养24h，得到二级种子液；
(4)取发酵罐，并向发酵罐中扩培培养基5L，再将其置于温度为121℃灭菌20min，待其冷却至常温后，再将步骤3)得到的二级种子液按照接种量为5％接入发酵罐中，并控制温度为37℃，搅拌速度为300rpm，通气比为3vvm的条件下培养5天，得功能菌液；
(5)将小麦粉碎后，加入母曲混合，得制曲原料，并向制曲原料中加入占制曲原料质量分数为40％水，搅拌均匀后，再将步骤4)中的功能菌液按照接种量为7％接入制曲原料中，并搅拌均匀后，将其踩曲成型后，放入发酵仓，控制温度为40℃发酵，并在此发酵过程中，对发酵仓中的发酵料进行翻仓处理2次，待发酵时间达到40天后，结束发酵，并将其移入干曲仓中存放3个月，即可获得酱香型白酒大曲。
上述的翻仓处理是在进入发酵仓后的第7天翻仓处理第一次，再进行持续发酵处理，待持续发酵时间达到8天时，再进行第二次翻仓处理。
上述的的葡萄糖培养基，其pH值为7.5，其原料配比为葡萄糖100g/L，蛋白胨10g/L，酵母膏10g/L，磷酸氢二钾5g/L，其余为水。
上述的扩培培养基，其pH值为7.0，其原料配比为葡萄糖100g/L，磷酸氢二氨30g/L，酵母膏20g/L，其余为水。
检测酱香型白酒高温功能性大曲的理化指标，结果如表3所示。
表3
项目 功能大曲
酸度(毫克当量/10g) 1.47
糖分(％) 1.96
水分(％) 8.4
淀粉(％) 60.66
糖化力 71.04
从表3可知，地衣芽孢杆菌制备的功能曲理化指标符合酱香型白酒酿酒用大曲标准，即就是贵州省地方标准DB52/T871-2014。
并且，进一步的对实施例1制备的酱香型白酒高温功能性大曲和普通大曲利用HS-SPM气相色谱-质谱联对拆仓曲进行风味分析，用绝对峰面积表示对应物质的含量，其主要风味物质及含量如表4所示。
表4
样品名称 功能大曲 普通大曲
四甲基吡嗪 38884239 15115887
2,3-二甲基吡嗪 523543 493330
乙酸 2165530 2550644
2,3二甲基-5-乙基吡嗪 148446 230906
2-甲基丙酸 156520 504145
2,3-丁二醇(内消旋) 14239766 8807042
丁酸 51620 191827
苯乙醇 974091 1483474
从表4可知，功能曲中的四甲基吡嗪、2，3-二甲基吡嗪、2，3二甲基-5-乙基吡嗪、2，3-丁二醇、苯乙醇的含量都有所增加,其中吡嗪类物质为白酒中的功能性物质，对酱香型白酒有重要贡献；而2-甲基丙酸和丁酸这些令人不愉快气味的物质浓度有所减少；从而有效的提高了酱香型高温大曲的品质。
实施例3
采用MTDB-02菌株制备酱香型白酒大曲的方法，具体包括以下步骤：
(1)将保藏号为CCTCC NO.M2015224的地衣芽孢杆菌(Bacillus lincheniformis)MTDB-02菌株接种于甘油管中，甘油管的浓度为20％，并将其置于温度为-80℃环境中保藏，得到保藏液；
(2)取250ml三角瓶，并向三角瓶中加入50ml葡萄糖培养基，并将其置于121℃的环境中灭菌处理20min，再将步骤1)的保藏液接入其中，并控制温度为37℃，以180rpm条件下，摇瓶培养24h，得到一级种子液；
(3)取250ml三角瓶5个，并向三角瓶中各加入50ml葡萄糖培养基，并将其置于121℃的环境中灭菌处理20min，将步骤2)得到的一级种子液按接种量为5％分别接入5个三角瓶中，控制温度为37℃，以180rpm条件下，摇瓶培养24h，得到二级种子液；
(4)取发酵罐，并向发酵罐中扩培培养基5L，再将其置于温度为121℃灭菌20min，待其冷却至常温后，再将步骤3)得到的二级种子液按照接种量为5％接入发酵罐中，并控制温度为37℃，搅拌速度为300rpm，通气比为3vvm的条件下培养5天，得功能菌液；
(5)将小麦粉碎后，加入母曲混合，得制曲原料，并向制曲原料中加入占制曲原料质量分数为33％水，搅拌均匀后，再将步骤4)中的功能菌液按照接种量为5％接入制曲原料中，并搅拌均匀后，将其踩曲成型后，放入发酵仓，控制温度为37℃发酵，并在此发酵过程中，对发酵仓中的发酵料进行翻仓处理2次，待发酵时间达到40天后，结束发酵，并将其移入干曲仓中存放3个月，即可获得酱香型白酒大曲。
上述在发酵仓中发酵处理7天后，将其进行一次翻仓处理，再将其进行持续发酵处理，待持续发酵时间达到8天后，再将其进行二次翻仓处理。
上述的的葡萄糖培养基，其pH值为7.3，其原料配比为葡萄糖60g/L，蛋白胨10g/L，酵母膏10g/L，磷酸氢二钾5g/L，其余为水。
上述的扩培培养基，其pH值为7.2，其原料配比为葡萄糖60g/L，磷酸氢二氨50g/L，酵母膏30g/L，其余为水。
上述的发酵罐，为7.5LNew Brunswick BioFlo115型发酵罐。
检测酱香型白酒高温功能性大曲的理化指标，结果如表5所示。
表5
项目 功能大曲
酸度(毫克当量/10g) 0.7
糖分(％) 1.63
水分(％) 8.0
淀粉(％) 65.43
糖化力 110.88
从表5可知，地衣芽孢杆菌制备的功能曲理化指标符合酱香型白酒酿酒用大曲标准，即就是贵州省地方标准DB52/T871-2014。
并且，进一步的对实施例1制备的酱香型白酒高温功能性大曲和普通大曲利用HS-SPM气相色谱-质谱联对拆仓曲进行风味分析，用绝对峰面积表示对应物质的含量，其主要风味物质及含量如表6所示。
表6
样品名称 功能大曲 普通大曲
四甲基吡嗪 297837133 15115887
2,3-二甲基吡嗪 1532540 493330
乙酸 1430039 2550644
2,3二甲基-5-乙基吡嗪 475169 230906
2-甲基丙酸 75560 504145
2,3-丁二醇(内消旋) 2590963 8807042
丁酸 0 191827
苯乙醇 801703 1483474
从表6可知，功能曲中的四甲基吡嗪、2，3-二甲基吡嗪、2，3二甲基-5-乙基吡嗪、2，3-丁二醇、苯乙醇的含量都有所增加,其中吡嗪类物质为白酒中的功能性物质，对酱香型白酒有重要贡献；而2-甲基丙酸和丁酸这些令人不愉快气味的物质浓度有所减少；从而有效的提高了酱香型高温大曲的品质。
从上述实施例可以看出，利用地衣芽孢杆菌制备出的功能曲，理化指标符合要求，且特征香气组分含量也大幅度增加，有效提高了酱香型高温大曲的品质。该方法制备简单，效果明显，保存了传统制曲工艺的生产流程，又加入现代的手段，实现了传统与现代的结合。

Claims (7)

1.一种利用MTDB-02 菌株制备酱香型白酒大曲的方法，所述的菌株为一种地衣芽孢杆菌(Bacillus lincheniformis)，其为保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏号为CCTCCNO.M2015224，保藏日期为：2015 年 4 月 12 日；
所述的 MTDB-02 菌株为地衣芽孢杆菌，其应用于酱香型白酒大 曲的制备；
所述的方法包括以下步骤：
(1)将保藏号为 CCTCC NO.M2015224 的地衣芽孢杆菌(Bacillus lincheniformis)MTDB-02 菌株接种于甘油管中，甘油管的浓度为 20％，并将其置于温度为-80℃环境中保藏，得到保藏液；
(2)取 250ml 三角瓶，并向三角瓶中加入 50ml 葡萄糖培养基，并 将其置于 121℃的环境中灭菌处理 20min，再将步骤 1)的保藏液接入 其中，并控制温度为 37℃，以180rpm条件下，摇瓶培养 24h，得到一 级种子液；
(3)取 250ml 三角瓶 5 个，并向三角瓶中各加入 50ml 葡萄糖培养 基，并将其置于121℃的环境中灭菌处理 20min，将步骤 2)得到的一 级种子液按接种量为 1-10％分别接入 5 个三角瓶中，控制温度为 37℃， 以 180rpm 条件下，摇瓶培养 24h，得到二级种子液；
(4)取发酵罐，并向发酵罐中加入扩培培养基 5L，再将其置于 温度为 121℃灭菌20min，待其冷却至常温后，再将步骤 3)得到的二 级种子液按照接种量为 5％接入发酵罐中，并控制温度为 37℃，搅拌 速度为 300rpm，通气比为 3vvm 的条件下培养 5 天，得功能菌液；
(5)将小麦粉碎后，加入母曲混合，得制曲原料，并向制曲原 料中加入占制曲原料质量分数为 30-40％水，搅拌均匀后，再将步骤 4) 中的功能菌液按照接种量为 4-7％接入制曲原料中，并搅拌均匀后，将 其踩曲成型后，放入发酵仓，控制温度为 35-40℃发酵，并在此发酵 过程中，对发酵仓中的发酵料进行翻仓处理 2 次，待发酵时间达到40 天后，结束发酵，并将其移入干曲仓中存放 3 个月，即可获得酱香型 白酒大曲。
2.如权利要求1 所述的利用MTDB-02 菌株制备酱香型白酒大曲的方法，其特征在于，所述的葡萄糖培养基，其 pH 值为 7.0-7.5。
3.如权利要求1 所述的利用MTDB-02 菌株制备酱香型白酒大曲的方法，其特征在于，所述的葡萄糖培养基，其原料配比为葡萄糖 30g/L-100g/L，蛋白胨 10g/L，酵母膏 10g/L，磷酸氢二钾 5g/L，其余 为水。
4.如权利要求1 所述的利用MTDB-02 菌株制备酱香型白酒大曲的方法，其特征在于，所述的扩培培养基，其 pH 值为 7.0-7.5。
5.如权利要求1 所述的利用MTDB-02 菌株制备酱香型白酒大曲的方法，其特征在于，所述的扩培培养基，其原料配比为葡萄糖 30-100g/L，磷酸氢二氨 10-50g/L，酵母膏 10-30g/L，其余为水。
6.如权利要求1 所述的利用MTDB-02 菌株制备酱香型白酒大曲的方法，其特征在于，所述的发酵罐，其容积为 7.5L。
7.如权利要求1 所述的利用MTDB-02 菌株制备酱香型白酒大曲的方法，其特征在于，所述的发酵罐为 7.5LNew Brunswick BioFlo115 型发酵罐。
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