发酵型乳酒的微生物多样性及生产工艺研究

来源 :昆明理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zjamoy
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传统发酵乳中蕴藏着丰富多样的乳酸菌和酵母菌等有益微生物。系统研究传统发酵乳中微生物的群落结构,阐明不同微生物在发酵过程中的相互作用,揭示微生物菌种的风味功能和生理活性,对于发掘微生物资源、促进传统发酵乳工业化生产和标准化管理具有重要意义。本研究采集内蒙古锡林郭勒地区的4种发酵乳Eedem(ED),Tarag(TR),Airag(AR)和Chige(CG)的样品,采用高通量测序的方法对不同发酵乳的微生物群落结构和多样性进行了研究,其次通过耐酸耐胆盐特性分离筛选了具有潜在益生特性的乳酸菌菌株,并分析了分离乳酸菌菌株的牛乳发酵特性。再通过培养法筛选获得了利用乳糖生产乙醇的酵母菌株,并进行了鉴定。在此基础上,本研究通过乳酸菌和酵母菌的组合发酵实验,以代谢产物和感官试验为指标,优化了发酵型乳酒的发酵条件。获得研究结果如下:1.内蒙古传统发酵乳的微生物多样性研究(1)内蒙古传统发酵乳中细菌多样性,搅拌发酵的发酵乳样品AR和CG的细菌多样性要比静置发酵的发酵乳样品ED和TR高,而且ED样品和TR样品的细菌菌落结构比较单一。4种样品中的优势菌种均为乳酸菌,Lactobacillus属的乳酸菌是样品AR,CG和TR中的优势菌种,其丰度分别占60%、90%和50%以上的比例。而样品ED中的优势菌种为Streptococcus属,占50%以上的丰度,Lactobacillus所占比例最少。Streptococcus属在样品TR中也占据了相当大的比例,接近50%。此外,4种发酵乳样品中还检测到了其它属的乳酸菌,例如Leuconostoc属、Enterococcus属和Melissocossus属等,但这些菌种在样品中的丰度很小。(2)内蒙古传统发酵乳中真菌多样性,样品AR和TR的真菌类微生物多样性要比样品ED和CG的微生物的多样性高,微生物分布也相对较均匀。真菌序列的检测精度不如细菌,样品CG中的优势真菌为未鉴定到科的物种丰度占70%,鉴定到属的Kazachstania的丰度占10%以上。样品AR中的优势菌为Saccharomycetales科(20%以上),Trichosporon 属和Issatchenkia属的丰度分别约占20%和10%。样品ED中的优势菌为Saccharomycetales科,丰度约占80%。TR中的优势菌为分类位置未定的Incertae sedis(将近20%),未鉴定到属的Archaeorhizomycetaceae(约 10%)。2.内蒙古传统发酵型乳酒中益生菌的筛选本研究从4种发酵乳样品(AR,TR,CG,ED)中分离乳酸菌800株、耐胃酸肠液实验以及牛奶的发酵,最终筛选出了具有潜在益生菌特性且牛乳发酵性能良好的乳酸菌18株。通过16S rRNA基因序列同源性分析初步鉴定了分离菌株。结果表明,CG样品中分离出了耐酸耐胆盐且能用于发酵乳候选菌株的Lactobacillus diolivorans、Enterococcus durans、Acetobacter、Lactobacillus kefiri、Lactococcus.Lactis,AR样品中分离出了耐酸耐胆盐且能用于发酵乳候选菌株的Acetobacter pasteurianus、Lactobacillus paracasei,ED 样品中分离出了耐酸耐胆盐且能用于发酵乳候选菌株的Lactococcus.Lactis,而在TR样品中没有筛到耐酸耐胆盐菌株。3.内蒙古传统发酵乳中乙醇发酵酵母的筛选通过纯培养法从内蒙古传统发酵乳制品样品筛选出能利用乳糖的6个酵母菌株,通过与乳酸菌的联合发酵实验进行复筛,综合代谢产物分析和感官评价,最终筛选出一株能利用乳糖发酵乙醇且发酵乳感官效果良好的酵母菌株CG-30-3。测定分离酵母菌的形态特征、生理生化特征、生态特征和遗传特征对其进行鉴定,确定其分类属性为属于克鲁维属(Kluyveromyces),并命名为Kluyveromyces sp.CG-30-3。4.发酵型乳酒生产工艺的研究本研究通过预实验确定了发酵型乳酒的菌种为2种乳酸菌(Lactobacillus delbrueckii subsp.Bulgaricus KJ101 与 Streptococcus thermophiles KP220)和 1 种酵母菌(Kluyveromyces sp.CG-30-3)的组合发酵。首先通过单因素实验初步确定了影响发酵型乳酒的发酵过程和感官效果的主要因素有:接种量、乳糖浓度、发酵时间和发酵温度。通过正交实验设计,以发酵乳的pH值、乳糖残留量、乙醇浓度和感官评价得分等为指标,最终确定发酵型乳酒的最佳发酵条件为:使用全脂复合乳,乳糖含量72g/L,接种比1/1,接种量在107cfu/mL,培养时间36h,温度在30℃,摇床转速100rpm。在优化的发酵条件下,发酵型乳酒获得了乳酸含量8.71g/L(pH:3.91),乙醇浓度28.81g/L,口感良好的新型含醇发酵乳饮料。
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