CN109234207A - 一株醋酸菌及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一株醋酸菌，具体涉及欧洲驹形杆菌HS‑K1，该菌株保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏日期为2018年8月27日，保藏编号为CGMCC No.16345，其分类命名为Komagataeibacter europaeus。本发明还公开该菌株的应用。本发明通过欧洲驹形杆菌HS‑K1的使用，可以快速地将乙醇转化成醋酸，风味较好，具有淡淡的香气，发酵结束后醋酸的含量最高可达到13.4g/100ml，本发明的发酵方法极大地提高了设备的利用率，降低了生产、储存和运输成本，显著提高企业的经济效益。

Description

一株醋酸菌及其应用
技术领域
本发明属于微生物应用和食品酿造领域，涉及一株醋酸菌及其应用，具体为一株发酵特性好，适用于高酸度液态食醋酿造的欧洲驹形杆菌HS-K1(Komagataeibactereuropaeus)。
背景技术
食醋的液态发酵法主要分为表面静置发酵和深层液态发酵，深层液态发酵是采用发酵罐进行发酵，因具有机械化强度高、发酵速度快、占地面积小、原料利用率高、操作方便等优点，已成为国内液态发酵食醋的主要生产方法。国外酿造食醋主要以液态法为主，目前国内生产的酿造白醋、酿造米醋和酿造果醋几乎均采用液态发酵法生产，已成为酿造食醋市场的重要组成部分。
食醋酿造是在高乙醇、高乙酸的恶劣环境中进行的，一般微生物难以在其中生长，且我国对食醋酿造用醋酸菌的研究较少，性状优良且可用于高酸度食醋酿造的醋酸菌更是严重缺乏，极大地限制了我国酿造食醋产业的现代化、工业的发展进程。
目前，我国使用最广泛的醋酸菌为沪酿1.01(巴氏醋杆菌)，该菌株可较好地应用于我国传统固态酿造食醋的生产，但用于液态食醋酿造时最高酸度约为5～7g/100ml，不适宜高酸度(醋酸＞10g/100ml)食醋的酿造。高酸度食醋的酿造对提高设备的利用率、降低生产成本、提高企业效益等具有重要意义。目前几乎未检索到关于高酸度食醋酿造的醋酸菌的相关专利和文献报道。
因此，筛选出乙醇转化能力强、乙酸耐受性好，风味好，适用于生产高酸度酿造食醋的优良醋酸菌菌株，对企业和行业的发展具有重要的意义。
发明内容
发明目的：针对现有技术中存在的不足，本发明从米醋醪液中分离筛选得到一株适合高酸度(醋酸＞10g/100ml)食醋酿造的优良欧洲驹形杆菌菌株，该菌株可快速将乙醇转化成醋酸，风味好，且醋酸的含量可以达到13.4g/100ml。
本发明所要解决的技术问题是提供了一株醋酸菌，具体涉及一株欧洲驹形杆菌HS-K1。
本发明还要解决的技术问题是提供了一种微生物菌剂，所述菌剂包括所述欧洲驹形杆菌HS-K1。
本发明还要解决的技术问题是提供了欧洲驹形杆菌HS-K1、所述的微生物菌剂在食品领域中的应用。
本发明最后要解决的技术问题是提供一种食醋的酿造方法。
技术方案：为实现上述技术目的，本发明采取如下的技术方案：本发明提供了一株醋酸菌，具有涉及一株欧洲驹形杆菌HS-K1，所述欧洲驹形杆菌HS-K1保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏日期为2018年8月27日，保藏编号为CGMCCNo.16345。
本发明内容还包括一种微生物菌剂，所述微生物菌剂包括所述的欧洲驹形杆菌HS-K1。
本发明内容还包括所述的欧洲驹形杆菌HS-K1、所述的微生物菌剂在食品领域中的应用。
本发明内容还包括所述的欧洲驹形杆菌HS-K1、所述的微生物菌剂在食醋酿造中的应用。
所述的应用中，所述食醋为固态酿造食醋或液态酿造食醋中的一种。
本发明内容还包括一种食醋的酿造方法，所述食醋的酿造方法包括如下步骤：
1)欧洲驹形杆菌HS-K1的菌株种子液制备；
2)接种菌株种子液进行食醋的发酵。
其中，所述步骤1)中的欧洲驹形杆菌HS-K1的菌株种子液制备包括一级种子液的制备和二级种子液的制备，所述一级种子液的制备中采用的培养基为液体培养基，所述液体培养基的成分为：葡萄糖、蛋白胨、酵母提取物、乙酸、乙醇和蒸馏水，pH值自然。
具体地，该液体培养基组成为：葡萄糖5g/L，蛋白胨4g/L，酵母提取物3g/L，乙酸30ml/L，乙醇30ml/L，pH值自然。
其中，所述步骤1)中的二级种子液的制备方法如下：选用液态发酵罐，加入酒精度为5～15vol％酒液，接入一级种子液，保持温度28～30℃，搅拌发酵即得。
其中，所述酒液为谷物发酵酒、果蔬发酵酒中的一种。
进一步地，所述酒液为食用酒精、米酒、高粱酒、苹果酒、桑葚酒、蓝莓酒、柿子酒、葡萄酒的一种。
其中，所述食醋为谷物醋或果蔬醋。
进一步地，所述食醋为白醋、米醋、高粱醋、苹果醋、桑葚醋、蓝莓醋、柿子醋、葡萄醋的一种。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下优点：本发明通过欧洲驹形杆菌HS-K1的使用，可以快速地将乙醇转化成醋酸，风味较好，具有淡淡的香气，发酵结束后醋酸的含量最高可达到13.4g/100ml，本发明的发酵方法极大地提高了设备的利用率，降低了生产、储存和运输成本，显著提高企业的经济效益。
附图说明
图1菌株HS-K1的菌落形态。
具体实施方式
下面申请人将结合具体的实施例对本发明产品的制备过程及应用过程做详细说明，便于本领域技术人员清楚地理解本发明。但应该理解，以下实施例不应以任何方式被解释为对本申请权利要求书请求保护范围的限制。
实施例1菌株HS-K1的分离与鉴定
1.菌株分离
取不同醋厂、不同制醋车间的米醋、白醋、果醋等发酵液25ml，加入225ml灭菌的生理盐水中，摇匀后取1ml样品加入到9ml无菌生理盐水中，在漩涡混合器上混和均匀后，再取1ml稀释过的溶液加入到9ml的生理盐水中，以此类推。选取3个合适的浓度依次涂布到添加20g/L碳酸钙的固体培养基(葡萄糖50g、酵母提取物5g、蒸馏水1000mL，调节PH至为6.5，添加琼脂粉15g/L。)平板上，28℃培养48～72h。选取平板上产生透明圈的菌株，备用。
2.菌株复筛
将初筛出的菌株接种到复筛固体培养基(葡萄糖5g、蛋白胨4g、酵母提取物3g、乙酸30ml、乙醇30ml、蒸馏水940mL，添加琼脂粉15g/L)平板上，28℃培养48h后选出生长较好的菌株。
将筛选出的菌株接种到复筛液体培养基(葡萄糖5g、蛋白胨4g、酵母提取物3g、乙酸30ml、乙醇60ml、蒸馏水910mL)中，28℃、150r/min摇瓶培养15h，以氢氧化钠滴定总酸(以醋酸计)含量。
经过两轮复筛，最终得到一株乙醇和乙酸耐受性好，产酸速度快的菌株HS-K1。
3、菌株鉴定
测得的16S rRNA序列(序列详见SEQ ID NO：1所示)用BLAST程序在NCBI数据库中比对分析，结果本发明菌株HS-K1与菌株Komagataeibacter europaeus DSM 6160的16SrRNA同源性为99％。结合生理生化特征，将本发明菌株命名为欧洲驹形杆菌HS-K1(Komagataeibacter europaeus HS-K1)。
该菌株于2018年5月30日将其保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏地点为北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所，保藏登记入册的编号为CGMCC NO.16345，保藏日期为2018年8月27日，其分类命名为Komagataeibactereuropaeus。
4、菌株产醋特性
选取5L发酵罐，加入2.5L液体培养基(1L液体培养基配方：葡萄糖5g、蛋白胨4g、酵母提取物3g、乙酸30ml、乙醇60ml、蒸馏水910ml)，按照10％接种量接入活菌数约为107cfu/ml欧洲驹形杆菌HS-K1菌液，保持温度28～30℃，搅拌速度125r/min，通气量0.15vvm，待发酵至总酸为5g/100ml时，采用分割取醋的发酵方式放出发酵液0.8L，同时补入酒精度为14％vol米酒0.8L。依次循环，总酸度每升高1g/100ml进行一次分割和补料。
按照上述方法，经过多轮分割取醋的发酵，最终该菌株HS-K1发酵米醋的总酸度(以醋酸计)可达到13g/100ml。
通过HPLC对发酵米醋中的有机酸进行分析，结果发酵米醋中有机酸几乎全部为醋酸，乳酸、柠檬酸等其它有机酸的含量极低或未检出。发酵米醋气味良好，具有淡淡的香味，是一株适用于液态食醋酿造的优良菌株。
实施例2菌株HS-K1在米醋酿造中的应用
1、菌株种子液制备
一级种子液的制备：按照10％(v/v)的接种量，将活菌数约为107cfu/ml的欧洲驹形杆菌HS-K1菌液接种到3L液体培养基(1L液体培养基配方：葡萄糖5g、蛋白胨4g、酵母提取物3g、乙酸30ml、乙醇30ml、蒸馏水940ml)，28℃、150r/min摇瓶培养20h。
二级种子液的制备：选用50L液态发酵罐，加入20L酒精度为5％vol的米酒，按照15％(v/v)的接种量接入一级种子液。保持温度28～30℃，搅拌速度160r/min，通气量0.2vvm，发酵14h。
2、米醋发酵
选用500L液态发酵罐，加入100L酒精度为5％vol的米酒，按照15％(v/v)的接种量接入二级种子液。调整通气量为0.1vvm，搅拌速度150r/min，保持温度28～30℃，发酵至总酸为3g/100ml时，加入酒精度为11％vol米酒50L。发酵14h后，加入酒精度为11％vol米酒50L，依次循环，直至发酵罐液总体积为250L时，发酵14h后采用分割发酵的方式进行分割和补料。前期每次放出85L，剩余作为下次的种子液，并加入酒精度为11％vol米酒85L，经过多轮分割后，发酵米醋的总酸可达到10.3g/100ml。
后期稳定后即可正常生产，采用分割取醋的发酵方式进行分割和补料，每次放出85L，并加入酒精度为11％vol米酒85L。
待发酵稳定后，本菌株的发酵效率高，一批的发酵时间约为11～12h，总酸即可达到10g/100ml，最高可达到10.3g/100ml，且风味良好。
上述米醋酸度可根据实际生产需求进行调整。如需要低酸度产品，除了将发酵结束的米醋加水稀释外，也可采用调低米酒酒精度的方式进行调整。通过调高米酒的酒精度，米醋最高总酸度可达到13.2g/100ml。
实施例3菌株HS-K1在白醋酿造中的应用
1、菌株种子液制备
一级种子液的制备：按照10％(v/v)的接种量，将活菌数约为107cfu/ml的欧洲驹形杆菌HS-K1菌液接种到3L液体培养基(1L液体培养基配方：葡萄糖5g、蛋白胨4g、酵母提取物3g、乙酸30ml、乙醇30ml、蒸馏水940ml)，28℃、150r/min摇瓶培养20h。
二级种子液的制备：选用50L液态发酵罐，加入20L酒精度为5％vol的酒液(以食用酒精调配)，加入液态食醋发酵用营养盐0.9g，葡萄糖2.5g，按照15％(v/v)的接种量接入一级种子液。保持温度28～30℃，搅拌速度160r/min，通气量0.2vvm，发酵15h。
2、白醋发酵
选用500L液态发酵罐，加入100L酒精度为5％vol的酒液(以食用酒精调配)，加入液态食醋发酵用营养盐90g，葡萄糖120g，按照15％(v/v)的接种量接入二级种子液。调整通气量为0.18vvm，搅拌速度160r/min，保持温度28～30℃，发酵至总酸为3g/100ml时，加入酒精度为14.5％vol酒液(含液态食醋发酵用营养盐0.7g/L，葡萄糖1.5g/L)50L。发酵16h后，加入酒精度为14.5％vol酒液(含液态食醋发酵用营养盐0.7g/L，葡萄糖1.5g/L)50L，依次循环，直至发酵罐液体总体积为250L时，发酵16h后采用分割发酵的方式进行分割和补料。前期每次放出80L，剩余作为下次的种子液，加入酒精度为14.5％vol酒液(含液态食醋发酵用营养盐0.7g/L，葡萄糖1.5g/L)80L，经过多轮分割后，发酵白醋的总酸可达到13.4g/100ml。
后期稳定后即可正常生产，采用分割取醋的发酵方式进行分割和补料，每次放出85L，加入酒精度为14.5％vol酒液(含液态食醋发酵用营养盐0.7g/L，葡萄糖1.5g/L)85L。
待发酵稳定后，一批的发酵时间约为11～12h，白醋总酸最高可达到13.4g/100ml，且风味良好。
上述白醋酸度可根据实际生产需求进行调整，如需要低酸度产品，除了将发酵结束的白醋加水稀释外，也可采用调低酒液酒精度的方式进行调整。
实施例4菌株HS-K1在苹果醋酿造中的应用
1、菌株种子液制备
一级种子液的制备：按照10％(v/v)的接种量，将活菌数约为107cfu/ml的欧洲驹形杆菌HS-K1菌液接种到3L液体培养基(1L液体培养基配方：葡萄糖5g、蛋白胨4g、酵母提取物3g、乙酸30ml、乙醇30ml、蒸馏水940mL)，28℃、150r/min摇瓶培养20h。
二级种子液的制备：选用50L液态发酵罐，加入20L酒精度为5％vol的苹果酒(由苹果汁发酵得到)，加入液态食醋发酵用营养盐0.8g，葡萄糖2.3g，按照15％(v/v)的接种量接入一级种子液。保持温度28～30℃，搅拌速度160r/min，通气量0.2vvm，发酵15h。
2、苹果醋发酵
选用500L液态发酵罐，加入100L酒精度为5％vol的苹果酒(由苹果汁发酵得到)，加入液态食醋发酵用营养盐75g，葡萄糖105g，按照15％(v/v)的接种量接入二级种子液。调整通气量为0.17vvm，搅拌速度155r/min，保持温度28～30℃，发酵至总酸为3g/100ml时，加入酒精度为9％vol的苹果酒(含液态食醋发酵用营养盐0.6g/L，葡萄糖1.4g/L)50L。发酵15h后，加入酒精度为9％vol的苹果酒(含液态食醋发酵用营养盐0.6g/L，葡萄糖1.4g/L)50L，依次循环，直至发酵罐液体总体积为250L时，发酵15h后采用分割发酵的方式进行分割和补料。前期每次放出80L，剩余作为下次的种子液，加入酒精度为9％vol的苹果酒(含液态食醋发酵用营养盐0.6g/L，葡萄糖1.4g/L)80L，经过多轮分割后，发酵白醋的总酸可达到8.3g/100ml。
后期稳定后即可正常生产，采用分割取醋的发酵方式进行分割和补料，每次放出85L，加入酒精度为9％vol的苹果酒(含液态食醋发酵用营养盐0.6g/L，葡萄糖1.4g/L)85L。
待发酵稳定后，一批的发酵时间约为11～12h，苹果醋总酸最高可达到8.3g/100ml，且风味良好。
上述苹果醋酸度可根据实际生产需求进行调整，如需要低酸度产品，除了将发酵结束的苹果醋加水稀释外，也可采用调低苹果酒酒精度的方式进行调整。通过调高苹果酒的酒精度，苹果醋最高总酸度可达到13.1g/100ml。
本发明菌株可不仅可应用于上述食醋的酿造，也可应用于其它液态发酵食醋的酿造，且该菌株的酿醋总酸度可达到13.4g/100ml，风味良好。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对发明进行了详细的描述，但本领域的技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。
序列表
<110> 江苏恒顺醋业股份有限公司
<120> 一株醋酸菌及其应用
<160> 1
<170> SIPOSequenceListing 1.0
<210> 1
<211> 1357
<212> DNA
<213> 欧洲驹形杆菌HS-K1(Komagataeibacter europaeus)
<400> 1
acatgcaagt cgcacgaacc tttcggggtt agtggcggac gggtgagtaa cgcgtaggga 60
tctgtccatg ggtgggggat aactttggga aactgaagct aataccgcat gacacctgag 120
ggtcaaaggc gcaagtcgcc tgtggaggaa cctgcgttcg attagctagt tggtggggta 180
aaggcctacc aaggcgatga tcgatagctg gtctgagagg atgatcagcc acactgggac 240
tgagacacgg cccagactcc tacgggaggc agcagtgggg aatattggac aatgggcgca 300
agcctgatcc agcaatgccg cgtgtgtgaa gaaggttttc ggattgtaaa gcactttcag 360
cggggacgat gatgacggta cccgcagaag aagccccggc taacttcgtg ccagcagccg 420
cggtaatacg aagggggcaa gcgttgctcg gaatgactgg gcgtaaaggg cgcgtaggcg 480
gttgacacag tcagatgtga aattcctggg cttaacctgg gggctgcatt tgatacgtgg 540
cgactagagt gtgagagagg gttgtggaat tcccagtgta gaggtgaaat tcgtagatat 600
tgggaagaac accggtggcg aaggcggcaa cctggctcat gactgacgct gaggcgcgaa 660
agcgtgggga gcaaacagga ttagataccc tggtagtcca cgctgtaaac gatgtgtgct 720
ggatgttggg tgactttgtc attcagtgtc gtagttaacg cgataagcac accgcctggg 780
gagtacggcc gcaaggttga aactcaaagg aattgacggg ggcccgcaca agcggtggag 840
catgtggttt aattcgaagc aacgcgcaga accttaccag ggcttgacat gcggaggccg 900
tgtccagaga tgggcatttc tcgcaagaga cctccagcac aggtgctgca tggctgtcgt 960
cagctcgtgt cgtgagatgt tgggttaagt cccgcaacga gcgcaaccct cgcctttagt 1020
tgccatcacg tctgggtggg cactctaaag gaactgccgg tgacaagccg gaggaaggtg 1080
gggatgacgt caagtcctca tggcccttat gtcctgggct acacacgtgc tacaatggcg 1140
gtgacagtgg gaagccaggt agcgataccg agccgatctc aaaaagccgt ctcagttcgg 1200
attgcactct gcaactcgag tgcatgaagg tggaatcgct agtaatcgcg gatcagcatg 1260
ccgcggtgaa tacgttcccg ggccttgtac acaccgcccg tcacaccatg ggagttggtt 1320
tgaccttaag cggtgagcga accgcaagga cgcagcc 1357

Claims (10)

1.一株醋酸菌，其特征在于，所述醋酸菌为欧洲驹形杆菌HS-K1，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏日期为2018年8月27日，保藏编号为CGMCCNo.16345。
2.一种微生物菌剂，其特征在于，所述微生物菌剂包括权利要求1所述的醋酸菌。
3.权利要求1所述的醋酸菌、权利要求2所述的微生物菌剂在食品领域中的应用。
4.权利要求1所述的醋酸菌、权利要求2所述的微生物菌剂在食醋酿造中的应用。
5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述食醋为固态酿造食醋或液态酿造食醋中的一种。
6.一种食醋的酿造方法，其特征在于，所述食醋的酿造方法包括如下步骤：
1）权利要求1所述的醋酸菌的菌株种子液制备；
2）接种菌株种子液进行食醋的发酵。
7.根据权利要求6所述的食醋的酿造方法，其特征在于，所述步骤1）中的欧洲驹形杆菌HS-K1的菌株种子液制备包括一级种子液的制备和二级种子液的制备，所述一级种子液的制备中采用的培养基为液体培养基，所述液体培养基的成分为：葡萄糖、蛋白胨、酵母提取物、乙酸、乙醇和蒸馏水。
8.根据权利要求7所述的食醋的酿造方法，其特征在于，所述步骤1）中的二级种子液的制备方法如下：选用液态发酵罐，加入酒精度为5~15vol%酒液，接入一级种子液，保持温度28~30℃，搅拌发酵即得。
9.根据权利要求8所述的食醋的酿造方法，其特征在于，所述酒液为食用酒精、谷物发酵酒、果蔬发酵酒中的一种，所述酒液为米酒、高粱酒、苹果酒、桑葚酒、蓝莓酒、柿子酒、葡萄酒的一种。
10.根据权利要求6所述的食醋的酿造方法，其特征在于，所述食醋为谷物醋或果蔬醋，所述食醋为白醋、米醋、高粱醋、苹果醋、桑葚醋、蓝莓醋、柿子醋、葡萄醋的一种。
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