發酵生物工程技術論文范文

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1材料與方法

1.1材料及儀器原材料：紅糝、汾酒大曲、FJ-5酵母菌（生香酵母）。儀器設備：Agilent7890N氣相色譜儀，美國Agilent公司；UV-5200紫外分光光度計，上海精密儀器有限公司；ENLOG-TMEX-T自動溫度記錄鈕扣系統；傅立葉近紅外光譜儀InfraxactLab。

1.2酵母菌培養基活化培養基：黃豆芽10g、葡萄糖5g、水100mL、瓊脂1.8g、自然pH值。富集培養基：黃豆芽10g、葡萄糖5g、水100mL、自然pH值。

1.3分析方法總酯測定：按GB/T10345—2007方法進行。乙酸乙酯測定：利用Agilent7890N氣相色譜儀進行檢測。色譜條件：進樣口溫度230℃，載氣He（99.999%）；恒流1.0mL/min，分流比50:1，進樣量1uL；程序升溫，初始溫度60℃，保持1min，以5℃/min升至155℃，再以3℃/min升至180℃，保持10min。感官品評：按照標準感官分析方法GB10345-2007進行。

1.4實驗步驟在公司同一個實驗班組上進行，以保證實驗過程當中工藝操作的一致性。實驗分4組實驗進行，以正常大生產為對照。實驗組間除了FJ-5菌液（OD值為1.6～1.8,620nm處測定）用量不同外，其它因素全部相同。各組實驗配料、堆積時間、堆積規格等參數結果見表1。每個實驗組分別連續重復實驗5d，其他未涉及工藝參數參照汾酒傳統工藝執行。

2結果與分析

2.1發酵品溫變化規律白酒釀造過程酒醅品溫變化規律或是紊亂能夠直接反映材料發酵情況是否正常。而發酵材料當中酵母菌、細菌等功能微生物有序代謝、有序放熱正是酒醅品溫有規律變化的一種內在驅動。從圖1中各實驗組品溫的變化來看，堆積過程中，實驗4組的最高品溫變化可達到36℃，超過了酵母菌最適宜的生長溫度。而實驗1、實驗2、實驗3三組在堆積過程當中的最高品溫并未超過33℃。而且實驗3組的最高堆積品溫要比實驗1和實驗2組高出2℃～3℃。分析可能實驗3的酵母菌強化劑量與材料堆積規格的匹配對于提供酵母菌適宜的生長代謝溫度較其他3個實驗組更加合理所致。發酵進入地缸以后，除實驗4組明顯沒有遵循汾酒發酵“前緩、中挺、后緩落”的品溫變化規律外，其它實驗組均與正常大生產酒醅表現出相似的品溫變化趨勢。而且由于實驗組材料有前期堆積富集微生物的過程，所以整體上來說實驗組特別是實驗1和實驗3組材料的頂火時間要比正常大生產要長2～3d。

2.2堆積發酵過程中酵母菌數量分析材料堆積過程中一方面可以提供酒醅本身攜帶的酵母菌一個有氧環境，使其進行數量的大量繁殖；另一方面，通過堆積，也可網羅一部分空氣當中的酵母菌[9]。通過微生物平板培養計數，結果如圖2所示。圖2結果表明，實驗4組由于堆積過程當中堆積溫度超出了酵母菌最適宜的生長溫度，導致在堆積過程當中，其酵母菌數量最高僅達4.15×106cfu/g，遠遠低于實驗1、實驗2、實驗3組中酵母菌的數量。其中，實驗3組當中酵母菌富集效果最好，達到了3.72×108cfu/g，結合圖1中的品溫情況，說明要保證后期發酵材料的較高的頂火溫度和較長的頂火時間，前期的堆積過程必須控制好堆積溫度，堆積溫度最好不要超過酵母菌等微生物的最適生長溫度。

2.3在制品（15對時）酒度、出酒數量對比清香型白酒釀造過程當中，7~15對時這個階段，是酒精發酵的主要階段，15對時之后，隨著酒醅中酒度、酸度的積累，對大多數酵母菌生長代謝造成負面影響，一般酒醅中酒精含量變化不是很大。所以15對時的酒精度可代表酒醅發酵過程當中整體酒精生成量的多寡。圖3中數據可以看到，實驗組15對時酒精度均低于正常大生產。通過t檢驗顯著性分析，其中實驗1、實驗2、實驗3組分別與正常大生產15對時酒度在0.05水平下p值（0.23、0.45、0.28）均＞0.05,差異性不顯著。而實驗4組酒醅15對時酒度與正常大生產顯著性分析p值（0.03）＜0.05,差異性顯著。分析實驗1、實驗2、實驗3組酒醅15對時酒精度略低于正常大生產的原因在于實驗組在堆積過程中散失了部分水分有直接關系。而實驗4組酒醅產酒精量較少可能是由堆積過程中過高的堆積溫度殺死了一部分產醇酵母菌所引起的[10]。出酒數量方面，各實驗組最終出酒數量多寡基本與15對時酒精度的對比情況一致，結果見圖4。

2.4原酒總酯、乙酯/乳酯比值及感官品評結果

2.4.1原酒總酯、乙酯/乳酯比值結果分析原酒中總酯含量的高低在很大程度上決定了酒液放香特點是否良好，此外，汾酒中乙酯與乳酯的比例對于保證清香風格有重要作用。目前清香白酒的生產實踐表明，適當提高乙酯與乳酯的比例對于酒體品質的改善有十分積極的作用。從圖5中數據可以看到，4個實驗組中實驗3組所產原酒總酯含量最高，可達8.3g/L，比正常大生產的4.7g/L高出76.6%。而實驗1和實驗2組總酯含量相當，分別是7.3g/L和7.5g/L。其中，實驗4組在四個實驗組中總酯含量最低，但比正常大生產也高出19.1%。這說明堆積發酵結合生物工程技術強化生香酵母的方法是一種切實可行的提高汾酒總酯含量的方法。從圖6中各實驗組及對照組乙酯/乳酯的比值數據可以看到，通過實驗組乙酯與乳酯的比值均有不同程度的提高，其中實驗3所產乙酯/乳酯比例提高最多，高達1.5。

2.4.2實驗組感官品評分析根據1.3方法對各實驗酒樣進行品評，結果見表7。結合表7描述，可以看到實驗原酒普遍較正常大生產原酒表現出更明顯的蘋果香，清香風格典型。而且實驗3所產原酒經品評放香、口感均比較理想。

3結論

3.1經中試實驗可知，采用將3‰的FJ-5酵母菌液強化到正常汾酒配料當中，堆積發酵2d之后再進行入缸發酵的方法可較大程度地提高汾酒的總酯含量，提高幅度高達76.6%，能夠很好地保證和提升汾酒品質。

3.2通過堆積發酵結合生物工程技術強化發酵體系中生香酵母數量的方法可在一定程度上提高汾酒中乙酯/乳酯的比值，最高可提高至1.5，在提高總酯的同時，實現了“增乙降乳”的目的，可大大地提升了汾酒的放香和口感。

3.3通過實驗發現，由于大多數生香酵母具有好氧繁殖、厭氧代謝的特點，通過人工強化結合堆積自然網羅微生物的方法大大地豐富了汾酒發酵體系當中生香酵母的數量，進而為發酵后期提高汾酒總酯含量和產品品質打下基礎。

3.4該研究在堆積時間的選擇上沒有進行梯度實驗，堆積時間長短對于汾酒總酯含量的影響還有待進一步研究。

3.5堆積過程中吡嗪、嘧啶等雜環化合物的含量及對酒體的影響還有待進一步研究。

作者：王曉勇單位：山西杏花村汾酒廠股份有限公司