CN107988090A - 一种功能微生物组合菌剂及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种功能微生物组合菌剂及其应用，属于白酒酿造技术领域。本发明以酿酒酵母、东方伊萨酵母、米曲霉制备功能微生物菌剂，组分简单，配制简便，使用方法简单，以高粱为底物进行发酵，酯类产物中乙酸异戊酯可达21454mg/L，乙酸乙酯可达13263mg/L，丙酸乙酯可达760mg/L，丙酸异戊酯可达199mg/L，2‑甲基丁酸乙酯可达135mg/L。本发明的组合菌剂，可用于白酒酿造，提高风味物质含量以及发酵稳定性。

Description

一种功能微生物组合菌剂及其应用
技术领域
本发明涉及一种功能微生物组合菌剂及其应用，属于白酒酿造技术领域。
背景技术
酿造酒行业是我国的优势民族传统制造业，也是食品工业的重要组成部分。中国白酒是酿造酒的典型代表。中国白酒的酿造属于典型的自然发酵的过程，需要依靠自然富集过程去获得环境中的各种功能微生物进行发酵，但是这种依靠大自然的发酵过程受环境的影响非常大，因此随着季节等环境因素的变化，并不一定总能够有效稳定的从环境中富集到所需要的各种功能微生物，因此白酒生产面临的最大难题就是生产品质不稳定性、生产效率低的问题。因此，只有解决上述问题，才能促进中国白酒稳定性的规模化生产，从而促进中国白酒产业健康快速的发展。
微生物在白酒的酿造过程中起着极其重要的作用，可以说是微生物“酿造”了白酒。但是，由于参与酿造的微生物的种类和数量不同，代谢产物也会存在差异，直接影响白酒的产量和质量。
已有报道开发了一些基于酿造功能导向的微生物组合方法，以及将该法制造的组合菌剂在酿酒工业中的应用，有效地提高了白酒中的醇、挥发酸及酯含量，同时白酒的特征香、丰满度、细腻感、甜度、舒适感都提高。
如果能开发成本更低、使用工艺更加简便的菌剂，将有利于促进高质白酒的规模化生产，进一步实现优质、高效、安全生产。
发明内容
基于现有技术，本发明有针对性地探究组合微生物酿造白酒，这些功能微生物将大大增加白酒产量，提升白酒质量。本发明的功能微生物菌剂，组分简单，配制简便，使用方法简单，以高粱为底物进行发酵，酯类产物中乙酸异戊酯可达21454mg/L，乙酸乙酯可达13263mg/L，丙酸乙酯可达760mg/L，丙酸异戊酯可达199mg/L，2-甲基丁酸乙酯可达135mg/L。酯类是具有芳香的化合物，在各种香型白酒中起着重要作用，是形成酒体香气浓郁的主要因素。
本发明的第一个目的是提供一种功能微生物菌剂，所述微生物菌剂中包括酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)、东方伊萨酵母(Issatchenkia orientalis)、米曲霉(Aspergillus oryzae)。
在一种实施方式中，所述酿酒酵母可以是CGMCC 2.3852、CGMCC 2.2679、CGMCC2.2078或CGMCC M 4744。所述酿酒酵母有较好的糖化能力、蛋白水解能力、以高粱汁为底物的产风味能力。
在一种实施方式中，所述东方伊萨酵母可以是CGMCC 2.192、CGMCC 2.2734或CGMCC M 4741。所述东方伊萨酵母具有较好的以高粱汁为底物的产风味能力。
在一种实施方式中，所述米曲霉可以是CGMCC 3.4383、CGMCC 3.2792或CGMCC3.765。所述米曲霉具有较好的蛋白水解能力。
在一种实施方式中，所述微生物菌剂由酿酒酵母、东方伊萨酵母、米曲霉组成。
在一种实施方式中，所述微生物菌剂中酿酒酵母、东方伊萨酵母、米曲霉的微生物含量分别为(106～1010)CFU/g、(106～1010)CFU/g、106～109个/g。
在一种实施方式中，所述微生物菌剂是将酿酒酵母、东方伊萨酵母、米曲霉分别活化培养后，按照v/v/m为(1～2):(1～2):(1～2)的比例混合得到的，即每1mL酿酒酵母菌液对应添加1mL东方伊萨酵母菌液和1g固态培养的米曲霉菌剂。
在一种实施方式中，酵母菌液制备方法：接一环酵母菌体于液体酵母菌剂培养基1或2中，30℃培养24h。其中液体酵母菌剂培养基1(g/L)：酵母膏10，蛋白胨20，葡萄糖20，蒸馏水配制，1×105Pa灭菌20min；液体酵母菌剂培养基2：以白酒酿造所用的原料为培养基成分，原料选用高粱、大麦、小麦、豌豆、麸皮及其各种不同比例的混合配方制取液体种子培养基，制作方式为：原料样品经粉碎后，与水按1︰1～4(w/v)的比例混合后，蒸煮1～5h，冷却后加入糖化酶10～50单位/g原料，于40～80℃保持2～10h，过滤、离心所得滤液，调节。
在一种实施方式中，霉菌菌剂的制作方法：接一环霉菌菌体于固体霉菌菌剂培养基1或2中，30℃培养2～3h。其中固体霉菌菌剂培养基1：选用高粱、大麦、小麦、豌豆、麸皮及其各种不同比例的混合配方制取固体种子培养基，制作方式为：原料样品经粉碎后，与水w/v按1︰0.5～2的比例混合后，80～100℃蒸煮30min。固体霉菌菌剂培养基2：在新鲜酒糟加入0.1-1mol/LNaOH溶液调节酸度为0～5；
按照上述培养方法制作得到菌液或者菌剂，酵母总活菌数达到106～1010CFU/g，霉菌孢子总数106～109个/g。
在一种实施方式中，所述微生物菌剂中还包括基质载体，比如小麦、大麦、高粱、麸皮等等。
本发明的第二个目的是提供所述功能微生物组合菌剂的应用。
在一种实施方式中，所述应用是用于酿造技术领域。
在一种实施方式中，所述应用是用于白酒酿造。
在一种实施方式中，所述应用是在白酒酿造过程中添加功能微生物组合菌剂。
在一种实施方式中，所述应用是在白酒酿造的入池发酵时添加功能微生物组合菌剂。
本发明的第三个目的是提供一种发酵生产酯类风味物质的方法，所述方法是利用本发明的功能微生物组合菌剂进行发酵。
在一种实施方式中，所述发酵生产酯类风味物质的方法，是以高粱汁或者蒸煮后的高粱为培养基进行发酵。
在一种实施方式中，所述发酵生产酯类风味物质的方法中发酵时间为50-70d。
在一种实施方式中，所述发酵生产酯类风味物质的方法，是将各菌株活化后制成菌悬液；将浸泡蒸煮后的高粱装入发酵装置中，然后将各菌株的菌悬液按照体积比(1～2):(1～2):(1～2)的比例和0.6～1.2mL/kg的总接种量接种到高粱中，密封培养50-70d。
本发明涉及的菌株CGMCC 2.3852、CGMCC 2.2679、CGMCC 2.2078、CGMCC 2.192、CGMCC 2.2734、CGMCC 3.4383、CGMCC 3.2792、CGMCC 3.765购自中国普通微生物菌种保藏管理中心(cgmcc)，CGMCC M 4744已经在2011年10月26日的专利申请公布号CN102226155A的文件中公开，CGMCC M 4741已经在2011年11月16日的专利申请公布号CN102242072A的文件中公开。
本发明的优点和效果：
(1)本发明的功能微生物组合菌剂，通过酿酒酵母、东方伊萨酵母、米曲霉的特殊组合，能够高效利用高粱底物，且风味物质产量高，酯类产物中乙酸异戊酯可达21454mg/L，乙酸乙酯可达13263mg/L，丙酸乙酯可达760mg/L，丙酸异戊酯可达199mg/L，2-甲基丁酸乙酯可达135mg/L。
(2)本发明的功能微生物菌剂，组分简单，配制简便，使用方法简单。
(3)本发明的功能微生物菌剂，可以用于白酒酿造过程中；产生的酯类是具有芳香的化合物，在各种香型白酒中起着重要作用，是形成酒体香气浓郁的主要因素；醇类对形成酒的风味和促使酒体丰满、浓厚起着重要的作用，醇类也是酯类的前驱物质。
具体实施方案
下面是对本发明进行具体描述。
实施例1：菌株组合发酵
组合方案如表1所示。
表1菌株组合
其中，Pichia anomala、Bacillus licheniformis、Schizosaccharomyces pombe、Bacillus subtilis、Bacillus amyloliquefaciens都是从白酒发酵过程中筛选得到的水解淀粉能力、水解蛋白质能力且产风味能力相对较强。
将组合中的3株菌分别活化培养制备菌悬液，具体是：(1)酵母：接一环酵母菌体于液体酵母菌剂培养基中，30℃培养24h；采用液体酵母菌剂培养基1；(2)细菌：接一环细菌菌体于液体细菌菌剂培养基中(g/L：牛肉膏5，蛋白胨10，NaCl 5，蒸馏水配制，pH 7.0，1×105Pa灭菌20min)，37℃培养24h；(3)霉菌：接一环霉菌菌体于固体霉菌菌剂培养基1或2中，30℃培养；采用固体霉菌菌剂培养基1。
将活化培养得到的菌株菌悬液，按照表1的组合，按照v/v/m为1:1:1的比例进行混合得到功能微生物混合液，即功能微生物组合菌剂。
用70℃的去离子水浸泡40斤高粱颗粒18h，将水沥干后于蒸锅中蒸2h，等量分装到4个发酵罐中。取4mL上述功能微生物混合液加入到8个发酵罐中，于室温下密封培养2个月。培养结束后，将培养物取出蒸馏，用GC-MS检测其中的主要风味物质，结果如下：
组合1：含量排前五的分别为乙酸异戊酯21454mg/L、乙酸乙酯13263mg/L、丙酸乙酯760mg/L、丙酸异戊酯199mg/L、2-甲基丁酸乙酯135mg/L；还含有乙醇48mg/L、异戊醇23mg/L、异丁醇1.01mg/L、正己酸乙酯71mg/L、丁酸0.63mg/L等。
组合2：含量排前五的分别为正己酸乙酯1126mg/L、丁酸丁酯299mg/L、丙酸丁酯89mg/L、戊酸乙酯44mg/L、乙酸异戊酯20mg/L。
组合3：含量排前五的分别为甲酸异戊酯11mg/L、乙酸乙酯6.36mg/L、乙酸异戊酯5.20mg/L、庚酸2.38mg/L、正己酸乙酯1.76mg/L。
组合4：含量排前五的分别为3-辛醇3.95mg/L、丁酸1.77mg/L、1-辛烯-3-醇1.32mg/L、1-辛醇0.82mg/L、己酸0.81mg/L。
组合5：含量排前五的分别为乙酸异戊酯10124mg/L、乙酸乙酯10462mg/L、丙酸乙酯820mg/L、丙酸异戊酯122mg/L、正己酸乙酯11.76mg/L。
组合6：含量排前五的分别为乙酸异戊酯9668mg/L、乙酸乙酯8766mg/L、丙酸乙酯479mg/L、丙酸异戊酯178mg/L、2-甲基丁酸乙酯145mg/L。
组合7：含量排前五的分别为乙酸异戊酯15672mg/L、乙酸乙酯9120mg/L、丙酸乙酯628mg/L、丙酸异戊酯143mg/L、2-甲基丁酸乙酯119mg/L。
组合8：含量排前五的分别为乙酸异戊酯11222mg/L、乙酸乙酯9400mg/L、丙酸乙酯760mg/L、丙酸异戊酯245mg/L、2-甲基丁酸乙酯133mg/L。
由以上数据可知，组合1风味重要物质的种类最多，含量最高。而且，与其他组合相比，组合1的各种微生物之间发挥了协同作用，达到了比组合5-8更好的效果。
实施例2：功能微生物组合菌剂的应用
将表1的组合1中的菌株，分别活化培养至微生物总活菌数达到108CFU/g、108CFU/g、108个/g。
将上述微生物按照细胞数量1:1:1的比例进行混合后，以0.1％的接种量共同加入到浓香型白酒生产的堆积酒醅中，其他工艺与传统浓香型白酒酿造一致。收集蒸馏酒，对酒进行风味测定。
结果显示，添加功能微生物组合菌液对浓香型白酒头段酒的风味成分影响体较大，与未使用组合1的微生物组合菌剂的蒸馏酒相比，乙酸异戊酯含量提高了52％、乙酸乙酯含量提高了32％、丙酸乙酯含量提高了24％、丙酸异戊酯含量提高了22％、2-甲基丁酸乙酯含量提高了26％。

Claims (10)

1.一种功能微生物菌剂，其特征在于，所述所述微生物菌剂中包括酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)、东方伊萨酵母(Issatchenkia orientalis)、米曲霉(Aspergillus oryzae)。
2.根据权利要求1所述的功能微生物菌剂，其特征在于，所述酿酒酵母为CGMCC2.3852、CGMCC 2.2679、CGMCC 2.2078或者CGMCC M 4744；所述东方伊萨酵母为CGMCC2.192、CGMCC 2.2734或者CGMCC M 4741；所述米曲霉为CGMCC 3.4383、CGMCC 3.2792或者CGMCC 3.765。
3.根据权利要求1所述的功能微生物菌剂，其特征在于，所述微生物菌剂中酿酒酵母、东方伊萨酵母、米曲霉的微生物含量分别为(106～1010)CFU/g、(106～1010)CFU/g、106～109个/g。
4.根据权利要求1所述的功能微生物菌剂，其特征在于，所述微生物菌剂是将酿酒酵母、东方伊萨酵母、米曲霉分别液态活化培养后，按照菌液体积比为(1～2):(1～2):(1～2)的比例混合得到的。
5.根据权利要求1所述的功能微生物菌剂，其特征在于，所述微生物菌剂中还包括基质载体。
6.权利要求1所述功能微生物组合菌剂的应用。
7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述应用是用于酿造技术领域。
8.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述应用是用于白酒酿造。
9.一种发酵生产酯类风味物质的方法，其特征在于，所述方法是利用权利要求1所述的功能微生物组合菌剂进行发酵。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述发酵是以高粱汁或者蒸煮后的高粱为培养基进行发酵。
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