啤酒发酵代谢产物双乙酰和高级醇的控制与调节

论文题目: 啤酒发酵代谢产物双乙酰和高级醇的控制与调节

论文类型: 博士论文

论文专业: 微生物学

作者: 方维明

导师: 黄为一

关键词: 啤酒酵母,发酵,双乙酰,高级醇,菌种选育,随机扩增多态性,乳酸,乳酸脱氢酶

文献来源: 南京农业大学

发表年度: 2005

论文摘要: 双乙酰和高级醇是啤酒发酵中最重要的风味物质。双乙酰也是啤酒发酵成熟的标志物质，过量的双乙酰给啤酒带来不愉快的“馊饭味”，而适量的高级醇可使酒体丰满圆润、口感柔和协调，但高级醇含量过高，不仅会给啤酒带来异杂味，还易发生醇类中毒，导致醉酒。因此，双乙酰和高级醇超量已成为制约啤酒质量的重要因素，特别是在提高温度、缩短周期、增加辅料的低成本快速发酵中，这一问题更加突出。本研究采用双乙酰和苯磺隆抗性法筛选，获得YZB、YZD菌株经EBC放大实验其双乙酰峰值为0.36 mg L-1，比出发菌株APV下降42％～44％。发酵结束后酒液中双乙酰含量为0.07～0.08 mg L-1，真正发酵度为65.8％～66.1％，其余发酵性能基本保持不变，连续转接7代后其遗传性状稳定。 结合酵母中高级醇代谢和乳酸代谢，建立了一套以高活性的乳酸脱氢酶为筛选目标的低含量高级醇菌株选育方法。采用该方法，以低双乙酰啤酒酵母YZD菌株为出发菌株，通过诱变及乳酸平板、麦芽汁—碳酸钙平板、TTC上层平板显色方法，选育分离得到的Y1110菌株，高级醇积累量为70.2 mg.L-1，比出发菌株YZD降低了28.7％，双乙酰和其它发酵性能基本不变；经8次转接培养，菌株Y1110为遗传性能稳定的低双乙酰、低高级醇啤酒酵母菌株。 本研究对Y1110菌株及其出发菌株、突变等株16株不同来源的酵母菌株进行全基因组RAPD分析，建立并优化了酵母RAPD扩增体系和分型系统，从20条随机引物中筛选出了3条具有较好的扩增多态性，共扩增出34条RAPD谱带，多态性为85.3％；获得了稳定清晰的RAPD指纹图谱。对图谱特征谱带的分析和菌株差异性分析显示了遗传相似系数和距离与菌株不同亲缘关系之间的联系；聚类分析发现Y1110和Y0403、Y0705属于同一类群，与原始菌株APV、出发菌株YZD及菌株YZB类群相近，显示了Y1110菌株与选育菌株谱系之间的区别与联系。为Y1110菌株的分型、标记、发酵菌株检测以及菌种资源保护奠定了基础；同时也反映了菌株间的遗传相似系数和菌株的表型、生理生化特征之间具有一定的相关性。 低双乙酰、低高级醇菌株Y1110进行的发酵营养和培养条件研究结果表明：原麦汁浓度11.0％的和α-氨基氮含量165 mg.L-1有利于控制较低的双乙酰和高级醇，得到

论文目录:

摘要

ABSTRACT

缩略语表

第一章 文献综述

0 前言

1 啤酒种类

2 啤酒生产技术

2.1 啤酒的发酵流程

2.2 啤酒发酵技术方法类型

2.3 啤酒发酵生产控制

2.4 啤酒发酵技术发展

3 啤酒品质及其控制技术

3.1 啤酒的品质

3.2 啤酒的风味及成熟

4 啤酒中的双乙酰及其对啤酒质量和风味的影响

4.1 啤酒中双乙酰产生的分子机制

4.2 影响双乙酰含量的主要因素

4.3 啤酒中双乙酰的控制途径

4.4 控制啤酒中双乙酰的具体措施

5 啤酒中的高级醇及其对啤酒质量和风味的影响

5.1 啤酒中高级醇形成的机理

5.2 啤酒中高级醇阈值及其对啤酒质量和风味的影响

5.3 影响高级醇含量的主要因素

5.4 啤酒高级醇含量的控制及措施

6 分子生物学与啤酒酿造技术

6.1 啤酒酵母菌种的鉴定、分型和标记

6.2 啤酒酵母特性的改良

6.3 啤酒发酵中的杂菌检测

6.4 啤酒酿造原辅材料的鉴定与改良

7 研究意义及内容

7.1 立题依据

7.2 研究内容

7.3 论文设计

第二章 低双乙酰啤酒酵母选育

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 菌种和麦芽汁

1.1.2 主要试剂

1.1.3 主要仪器与设备

1.1.4 培养基

1.2 试验方法

1.2.1 啤酒发酵试验方法

1.2.2 试验处理方法

1.2.3 双乙酰耐性培养方法

1.2.4 测定指标与方法

2 结果与分析

2.1 由双乙酰抗性筛选目标菌株

2.1.1 双乙酰抗性菌株获得

2.1.2 双乙酰抗性菌株发酵性能实验

2.1.3 双乙酰耐性培养

2.1.4 双乙酰抗性菌株发酵放大试验

2.2 由紫外诱变及苯磺隆抗性筛选目标菌株

2.2.1 由紫外诱变及苯磺隆抗性菌株的获得

2.2.2 苯磺隆抗性菌株低温发酵

2.2.3 苯磺隆抗性菌株双乙酰耐性培养

2.2.4 苯磺隆抗性菌株放大试验

2.3 筛选菌株稳定性试验

3 讨论

4 小结

第三章 低高级醇啤酒酵母选育方法建立

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 菌种和麦芽汁

1.1.2 主要试剂

1.1.3 主要仪器与设备

1.1.4 培养基

1.2 试验方法

1.2.1 啤酒发酵试验方法

1.2.2 试验处理方法

1.3 测定指标与方法

1.3.1 啤酒发酵常规指标测定

1.3.2 啤酒发酵副产物测定

1.3.3 啤酒发酵生化指标测定

2 结果与分析

2.1 诱变处理结果

2.1.1 不同时间处理对致死率的影响

2.1.2 目标菌株的初筛

2.1.3 目标菌株的复筛

2.1.4 目标菌株的终筛

2.2 菌株Y1110与出发菌株的比较

2.2.1 外观浓度与α-氨基氮

2.2.2 高级醇与双乙酰

2.2.3 乳酸和乳酸脱氢酶活性

2.3 菌株Y1110与出发菌株YZD发酵成品啤酒质量指标的比较

2.4 筛选菌株稳定性试验

3 讨论

3.1 低高级醇啤酒酵母菌种选育新方法的代谢基础

3.2 低高级醇啤酒酵母菌种选育方法的建立

4 小结

第四章 Y1110菌株RAPD分型分析与标记

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 菌种和麦芽汁

1.1.2 主要试剂

1.1.3 主要仪器与设备

1.1.4 随机引物

1.1.5 培养基

1.2 试验方法

1.2.1 啤酒酵母DNA提取方法

1.2.2 DNA纯度及浓度的检测

1.2.3 啤酒酵母RAPD-PCR扩增体系的建立和优化

1.2.4 随机引物的筛选和RAPD多态性谱带的确定与分析

1.2.5 聚类分析

2 结果与分析

2.1 DNA提取方法的比较

2.2 啤酒酵母RAPD分型系统的建立和优化

2.2.1 RAPD扩增体系的优化

2.2.2 RAPD的重复性

2.3 Y1110菌株的RAPD分析

2.3.1 随机引物的筛选

2.3.2 .RAPD扩增结果

2.3.3 Y1110等酵母菌株特征谱带分析

2.3.4 菌株差异程度分析

2.3.5 诱变获得的目标酵母菌株及其突变株等的聚类分析

3 讨论

4 小结

第五章 Y1110菌株发酵条件及其对双乙酰和高级醇的影响

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 菌种和麦芽汁

1.1.2 主要试剂

1.1.3 主要仪器与设备

1.1.4 培养基

1.2 试验方法

1.2.1 啤酒发酵试验方法

1.2.2 试验处理方法

1.3 指标分析方法

1.3.1 啤酒发酵常规指标测定

1.3.2 啤酒发酵副产物测定

1.3.3 啤酒酵母生长形态分析

2 结果与分析

2.1 营养条件对啤酒发酵及代谢产物的影响

2.1.1 原麦汁浓度的影响

2.1.2 α-氨基氮的影响

2.1.3 富铁麦汁的影响

2.1.4 富锌麦汁的影响

2.1.5 富硒麦芽的影响

2.2 发酵条件对啤酒发酵及代谢产物的影响

2.2.1 主发酵温度的影响

2.2.2 不同接种量的影响

3 讨论

3.1 麦芽汁营养成分与啤酒发酵代谢产物

3.2 发酵培养条件与啤酒发酵代谢产物

4 小结

第六章 啤酒发酵中高级醇代谢与乳酸脱氢酶关系研究

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 菌种

1.1.2 培养基

1.1.3 主要试剂

1.1.4 主要仪器设备

1.1.5 LA测定用主要溶液

1.1.6 LDH测定用主要溶液

1.2 试验方法

1.2.1 乳酸测定方法

1.2.2 乳酸脱氢酶活性测定

1.2.3 乳酸测定试验处理方法

1.2.4 乳酸脱氢酶试验处理方法

2 结果与分析

2.1 啤酒发酵中乳酸测定方法研究

2.1.1 检测波长扫描选择

2.1.2 乳酸标准曲线

2.1.3 抗干扰试验

2.1.4 显色稳定性试验

2.1.5 精确度试验

2.1.6 回收率试验

2.2 啤酒酵母乳酸脱氢酶活力测定方法研究

2.2.1 蛋白质浓度标准曲线绘制

2.2.2 酵母细胞破碎方法比较

2.2.3 乳酸脱氢酶提取液透析时间比较

2.2.4 酶反应初速度动力学曲线

2.2.5 pH对酶反应的影响

2.2.6 温度对酶反应的影响

2.3 啤酒酵母LDH活力与啤酒高级醇含量关系

2.3.1 不同菌株LDH活力、LA及高级醇含量比较

2.3.2 菌株Y1110发酵过程研究

2.3.3 麦汁浓度对Y1110菌株LDH及高级醇的影响

2.3.4 主发酵温度对Y1110菌株LDH及高级醇的影响

2.3.5 接种量对Y1110菌株LDH及高级醇的影响

2.3.6 添加乳酸对Y1110菌株LDH、LA及啤酒高级醇的影响

3 讨论

3.1 啤酒发酵中LA测定方法比较

3.2 啤酒酵母LDH活力测定方法比较

3.3 啤酒发酵中高级醇与酵母LDH活力及啤酒LA含量的关系

4 小结

全文结论

论文创新之处

参考文献

攻读博士学位期间发表的论文

致谢

发布时间: 2006-10-20

参考文献

• [1].啤酒风味老化评价及机理的研究[D]. 刘景.江南大学2008
• [2].葡萄酒酵母遗传操作构建高级醇低产菌株的研究[D]. 秦伟帅.山东农业大学2013

相关论文

• [1].挤压膨化大米作辅料的啤酒糖化过程的试验研究[D]. 孟阳.东北农业大学2001
• [2].酒精浓醪发酵菌种选育及发酵条件的优化[D]. 黄宇彤.天津科技大学2002
• [3].苹果酒酿造中香气物质的研究[D]. 汪立平.江南大学2004
• [4].地衣芽孢杆菌ZJU0107热稳定性β-葡聚糖酶的酶学特性及其在啤酒生产中的应用[D]. 郑元平.浙江大学2004
• [5].西藏青稞酒发酵微生物及酿造技术研究[D]. 杜木英.西南大学2008
• [6].啤酒生产过程优化和综合自动化若干关键技术研究[D]. 郑松.浙江大学2008

标签：啤酒酵母论文;  发酵论文;  双乙酰论文;  高级醇论文;  菌种选育论文;  随机扩增多态性论文;  乳酸论文;  乳酸脱氢酶论文;