醋酸菌培养条件的优化及醋酸分批发酵
酒精醋发酵培养基的优化
1。根据表 1 的因素及水平依据使用规定［8 － 9］选用均
匀设计表，实验设计及结果如表 2 所示。
设实验考察目标的方程模型为多元线性回归方
程：
Yi = b0 + Σ bi Xi
式中： Xi、Yi 分别代表培养基成分和相应的考察
目标； b0 为回归常数项； b1 ，b2 … b5 等分别为待估参
数，显著性水平 α = 0. 05。
酸碱滴定法［5］。 1. 2. 3 酒精检测
气相色谱法［6］。 1. 2. 4 均匀设计实验及验证实验
我国目前还没有成熟的酒精醋发酵工艺，相应的 也没有生产用培养基。在预实验确定最佳培养基成 分的基础上采用均匀设计实验用于酒精醋发酵培养 基成分的优化，实验数据采用均匀设计软件 V3. 0 进 行逐步回归分析建立回归方程［7］。根据回归方程和 国外实际生产情况得到优化的酒精醋发酵培养基，同 时对其进行摇瓶验证和上罐分批发酵实验。
冷冻高速离心机，Sigma 公司； 超净台，苏州净化 设备有限公司； UV-2100 分光光度计，尤尼柯仪器有 限公司； BIOFLO110 发酵罐，美国 NBS 公司。 1. 2 方法 1. 2. 1 培养方法
种子活化。将 2 ～ 4℃ 下保藏的醋酸菌，在无菌 条件下接入试管斜面，于 30℃ 保温培养 48 h，备用。
由回归方程方差分析表可知方程 Y1 、Y2 的 Ft 值 大于各自临界值 F0. 05 并且复相关系数都很合理，说 明方程拟合很好有显著意义。方程 Y1 反映出葡萄糖 和酵母粉是影响菌体量的主要因素，其中 x2 项对方 程的回归贡献为 80% （ 以偏回归平方和计） 。Y2 只 有 x2 项，说明酵母粉是醋酸发酵限制因素。可能因 为酵母粉中含有丰富的生长因子有利于菌体生长和
响应面法优化醋酸菌的发酵产酸培养基
发酵 培养 条 件 ：５ ２ ０ｍＬ锥 形 瓶 装 液量 ５ ０ｍＬ， 接
３个对 醋酸 产量 影响 显著 的 因素及 其 正负 效 应确 定 最
基 金 项 目 ： 北 工业 大 学发 酵 工程 省 部 共 建 教 育部 重 点 实验 室 ２ ０ 湖 ０ ９年 开放 基 金 资 助 项 目（ ０ ９ Ｊ Ｏ ） ２ ０ ＫＦ Ｊ ７ 收 稿 日期 ：０ ０ ０ ９ ２ １ —１ —０ 作 者简 介 ： 文 瑛 （ ９ ４ ） 女 ， 北 武 汉 人 ， 士 研 究 生 ， 究 方 向 ： 酸 茵 的 选 育 、 酵 与 应 用研 究 ； 讯 作 者 ： 雄 ， 授 。Ｅ 孙 １８一 ， 湖 硕 研 醋 发 通 陈 教 ～
两 种 菌 属 都 能 产 生 醋 酸 ， 同 的 是 醋 酸 菌 属 氧 化 乙 醇 不
种 量 ４ ，０ 静 置 培 养 ５ｄ ３℃ 。
１ ３ 方 法 ．
能力强 于葡 萄糖 ， 而葡 萄 糖 杆 菌属 氧 化 葡 萄糖 能 力 强 于乙醇 ， 醋酸 生 产 中用 的大 多 是醋 酸 菌口 。醋 酸 菌 利 ］ 用 细胞膜 上 的乙醇脱 氢 酶和 乙醛脱 氢酶 氧化 乙醇生 成 醋酸， 乙醇和 醋酸分 别作 为醋 酸菌 的碳源 和代谢 产 物 ， 浓 度过 高对醋 酸菌 细胞 有 毒 害 ， 些 醋 酸菌 种 在 高 醋 有 酸浓 度 的环境下 还会 启 动 氧 化 醋酸 机 制 ， 而 降 低 产 反 量¨ 。作者 采用 响应 面 法 优 化 发酵 培 养 基 ， 定 最佳 ３ ］ 确 碳源 、 氮源 以及 其它 营养 因子 的最适 添加 量 ， 醋酸产 使 量得 到较 大 的提高 。
亿
与 生 物 互 程 ２１，ｏ ２ Ｎ ｏ１ １８ ｏ１ Ｖ ．
醋酸菌的分离鉴定和发酵条件研究
第2章醋酸菌的分离鉴定和发酵条件研究2.1引言醋酸菌包括醋酸杆菌属和醋酸单胞菌属[30]，又名醋酸细菌。
醋酸菌的细胞一般为杆状、直或者稍弯，也有少部分像椭圆形，由单个、成对或者成链状排列的，大小一般在0.6～0.8×1.0～3.0 μm。
醋酸菌没有芽胞是革兰氏阴性菌，它有的细胞是周生鞭毛种类，一般在液面上生长会形成较厚的菌膜。
黑色醋酸杆菌等为另一些种类的醋酸菌细胞是端生鞭毛。
醋酸菌的分布广泛，在未灭菌的醋、啤酒、黄酒中果酒，以及在果园的土壤中、葡萄或酸败食物表面中都有生长[31]。
醋酸菌是酿醋过程中不可缺少的。
醋酸菌在发酵过程中，会产生大量的醋酸和其他有机酸，而且还有醇类[32]。
本章节研究醋酸菌的分离鉴定和发酵条件，通过平板分离、革兰氏染色、产醋酸实验，并经生理生化鉴定和查阅伯杰氏手册，做出进一步鉴定。
2.2实验材料与方法2.2.1材料与仪器分离样品：取自湖北某果醋厂发酵的醋醅。
试验主要仪器设备型号及产地如表2.2.1.a。
表2.2.1.a主要仪器设备Tab 2.2.1.a Main instrument equipment主要仪器型号厂家生化培养箱双目生物显微镜分析天平手提式不锈钢蒸汽灭菌锅超净工作台精密数字式酸度计PYX-250S-ABME（BA/E3）BS224SDSX-280BSW-CJ-1FDpHS-3C长沙科技科力仪器德国莱卡北京化丰上海南鹏上海科技试验试剂：葡萄糖、酵母膏、甘油、无水乙醇(95%)、CaCO3、(NH4)2SO4、K2HPO4、KH2PO4、MgSO4·7H2O、FeCl3、乙酸钙、乳酸钙、浓硫酸均为分析纯；琼脂食用级。
2.2.2培养基[33-37]表2.2.1.ｂ培养基成分表Tab 2.2.1.ｂMedium composition名称葡萄糖酵母膏无水乙醇(v/v)琼脂CaCO3备注⑴基础发酵培养基1%1%3%pH 4. 5⑵分离培养1%1%3%2%2%pH自然⑶斜面保藏培养基1%1%3%2%1%pH自然⑷液体保藏培养基1%1%1%pH自然⑸改进后的斜面液体保藏培养基1%1%3%2%1%pH自然⑹发酵培养基1%1%7%pH 4. 5⑺Horyer-Frateur培养基3%pH自然⑻GYC培养基10%5%2% 2. 5%pH自然⑼高糖培养基30%1%2%2%pH自然⑽生酮培养基3%2%甘油3%⑾产5-酮基葡萄糖酸盐培养基3%1%2%2%pH自然⑿氧化乙酸培养基1% 1% 2% 乙酸钙1% pH7.2⒀氧化乳酸培养基1% 1% 2% 乳酸钙2% pH7.0-7.2⒁乙醇培养基1% 3% 2% pH自然注：培养基⑸在斜面保藏培养基⑵上，30℃培养24 h，加入无菌碳酸钙，灌入并液体培养基到斜面上，至离管口2cm处，密封冷藏；培养基⑺其他成分有(NH4)2SO40.1%，K2HPO40.1%，KH2PO40. 01%，0.025%，FeCl30. 0005%；以上培养基均以121℃灭菌20 min。
山西老陈醋醋酸菌选育与酿醋生产工艺研究的开题报告
山西老陈醋醋酸菌选育与酿醋生产工艺研究的开题报告一、课题背景和研究意义山西老陈醋作为中国传统名醋之一，有着悠久的历史和丰富的文化底蕴。
其特有的醇香味道和营养的价值备受人们喜爱和推崇。
醋酸菌是醋生产过程中的主要菌种，其选择和培育对于稳定醋酸发酵，生产高质量的山西老陈醋具有非常重要的作用。
本研究旨在通过对山西老陈醋醋酸菌的筛选、培育和酿醋生产工艺的优化，提高山西老陈醋的质量和产量，实现产业升级，促进经济发展。
二、研究内容和方法（一）研究内容1. 山西老陈醋醋酸菌选育。
通过分离和筛选，研究和鉴定山西老陈醋中优良的菌株，并进行对比和评价。
2. 醋酸菌培育。
对选育出的优良菌株进行培育，并优化菌株培育条件，提高其生长速率和降低其发酵时间。
3. 酿醋生产工艺研究。
通过优化酿醋生产工艺，包括发酵料配方、发酵时间、温度等，提高山西老陈醋的质量和产量。
（二）研究方法1. 山西老陈醋醋酸菌的分离和鉴定：采用培养基筛选和PCR技术，对山西老陈醋中的醋酸菌进行分离和鉴定。
2. 醋酸菌的培育：通过调节营养成分和温度等条件，对优良菌株进行培育，优化培育条件。
3. 酿醋生产工艺的优化：对发酵料的配方、发酵时间、发酵温度等因素进行优化，提高山西老陈醋的品质和产量。
三、预期成果及应用前景1. 筛选并分离出山西老陈醋中的优良醋酸菌菌株。
2. 研发出醋酸菌的快速培育方法，提高醋酸菌的发酵速率。
3. 优化酿醋生产工艺，提高山西老陈醋的品质和产量，满足市场和消费者需求。
4. 推动山西老陈醋产业的升级和发展，促进经济发展。
本研究的成果将为山西老陈醋产业提供技术支持和指导，同时也为醋酸菌培育和酿醋生产工艺的研究提供了新的思路和方法。
提升耐高酸醋酸菌发酵酸度的工艺研究
提升耐高酸醋酸菌发酵酸度的工艺研究随着生活水平的提高和人们对食品品质和营养价值的追求不断提升，发酵食品越来越受到人们的喜爱。
然而，在发酵食品生产过程中，酸度是一个至关重要的因素。
酸度不足会导致食品变质，而酸度过高则会影响其口感和营养价值。
因此，提升耐高酸醋酸菌发酵酸度的工艺研究变得尤为重要。
醋酸菌是发酵醋的主要微生物，它能够利用酒精和氧气产生醋酸。
然而，一旦酸度超过一定的范围，醋酸菌就无法生存和繁殖，从而导致发酵停止。
因此，提高醋酸菌对高酸度的耐受性是解决这一问题的关键。
1. 优化发酵条件。
醋酸菌的生长和产酸能力与环境温度、氧气供应、pH值、营养成分等因素密切相关。
因此，通过优化这些因素，可以提升醋酸菌对高酸度的耐受性。
例如，在高酸度条件下，增加氧气供应可以提高醋酸菌的产酸能力。
2. 采用适宜的菌种。
不同的醋酸菌菌株对酸度的适应能力不同。
有些菌株甚至能够在高酸度条件下生存和繁殖。
因此，通过筛选适宜的菌株，也可以提升发酵过程中的酸度稳定性。
3. 添加调味品。
在发酵酸度较高的情况下，糖分的转化速度会变慢，从而降低醋的口感。
因此，可以添加适量的调味品，如蜂蜜、姜片等，以增强醋的口感和风味。
4. 采用复合发酵。
复合发酵是将不同的微生物组合在一起，共同完成发酵过程的一种方法。
通过选用适宜的微生物组合，不仅可以提升发酵酸度的稳定性，还可以增强醋的口感和营养价值。
5. 采用遗传工程技术。
遗传工程技术已经被广泛应用于微生物的改良和优化过程中，在发酵醋的过程中同样可以采用这种技术。
例如，可以通过修改醋酸菌的DNA序列，从而提高其对高酸度的耐受性和产酸能力，从而实现在高酸度条件下的正常发酵。
总之，提升耐高酸醋酸菌发酵酸度的工艺研究有很多方面可以探索和改进。
通过采用优化发酵条件、选择适宜的菌种、添加调味品、采用复合发酵和遗传工程技术等方法，可以提高发酵酸度的稳定性和品质，从而满足人们对高品质、高营养价值食品的需求。
醋酸菌培养条件研究
醋酸菌培养条件研究刘晓栋;佘跃惠;张鸿翼【摘要】本文采用巴氏醋酸杆菌As1.41,进行活化、分离,分别以蔗糖、淀粉、葡萄糖、糊精、糖蜜为碳源进行了产醋酸发酵培养和产酸量测定.最后以产酸量最高的糖蜜为碳源,在不同乙醇浓度、培养温度、矿化度和pH值条件下进行产酸定性试验及其研究,从而确定醋酸杆菌As1.41最佳的培养条件.得出以添加糖蜜为碳源醋酸菌产酸量最高,发酵时间短,可作为微生物驱油菌,用于油水井酸化,提高原油采收率.【期刊名称】《化学工程师》【年(卷),期】2007(021)001【总页数】3页(P17-19)【关键词】醋酸菌;醋酸;酸化;As1.41【作者】刘晓栋;佘跃惠;张鸿翼【作者单位】长江大学,化工学院,湖北,荆州,434023;长江大学,化工学院,湖北,荆州,434023;北京中科院,微生物所,北京,100080【正文语种】中文【中图分类】工业技术化学工程师 ChemicalEngineer 却07 年 1 月 Sum136No.I 文章编号： 1002 - 1124 ( 2007) 01-0017 -03 醋酸菌培养条件研究科研与开发刘晓栋1 ，余跃惠 l ，张鸿翼2(1，长江大学化工学院，湖北荆州 434023;2.北京中科院微生物所，北京100080)摘要：本文采用巳氏醋酸杆菌 Asl.41 ，进行活化、分离，分别以煎糖、淀粉、葡萄糖、糊精、糖蜜为碳源、进行 f产醋酸发酵培养和产酸量测定。
最后以产酸量最高的糖蜜为碳源，在不同乙醇浓度、培养温度、矿化度和 pH 值条件下进行产酸定性试验及其研究，从而确定醋酸杆菌 Asl.41 最佳的培养条件。
得出以添加糖蜜为碳源醋酸菌产酸量最高，发酵时间短，可作为微生物驱油菌，用于油水井酸化，提高原油采收率。
关键词：醋酸菌；醋酸；酸化； Asl.41 中图分类号：Q946.81文献标识码： AStudy on the culture medium condition of acetobacterLIU Xiao - dong1,SHEYue - hui1,ZHANGHong -yi2(I.College of ChemicalEngineering, Yangtzeul;niversity ,Jingzhou 434023, China;2.Institute of Microorganism, BejingAcademvof Seiences, Bejing 100080, China) Abstract:Usingacetobacter pasteurianumAsl.41foractivation ,separation,then take thesucrose,starch,glucose,dextrin,molassesas the carbon source forproducing acetic acid fermentation and acid test.Finally, takethehigh acid production of molasses as the carhon soun吧， in different ethanolcon<·entration ,temperature,salini ty andpH value conditions foracid qualitative testsand studies todetermine Acetohacter Asl.41thebest cultureconditions.Obtainedtheaceticacidfungusaddedmolassesmayobvious lyproposethesour production,Thefermentationtimeisshort,maytakeasthemicroorganismdisplacementoilfungus, usingintheoilwellacidifica lion,enhances the crudeoilrecoveηratio.Key words: acetobacte, ; a<,etic acid; acidification; As I.41 成醋酸。
醋酸菌的分离鉴定和发酵条件研究
第2章醋酸菌的分离鉴定和发酵条件研究2.1引言醋酸菌包括醋酸杆菌属和醋酸单胞菌属[30]，又名醋酸细菌。
醋酸菌的细胞一般为杆状、直或者稍弯，也有少部分像椭圆形，由单个、成对或者成链状排列的，大小一般在0.6～0.8×1.0～3.0 μm。
醋酸菌没有芽胞是革兰氏阴性菌，它有的细胞是周生鞭毛种类，一般在液面上生长会形成较厚的菌膜。
黑色醋酸杆菌等为另一些种类的醋酸菌细胞是端生鞭毛。
醋酸菌的分布广泛，在未灭菌的醋、啤酒、黄酒中果酒，以及在果园的土壤中、葡萄或酸败食物表面中都有生长[31]。
醋酸菌是酿醋过程中不可缺少的。
醋酸菌在发酵过程中，会产生大量的醋酸和其他有机酸，而且还有醇类[32]。
本章节研究醋酸菌的分离鉴定和发酵条件，通过平板分离、革兰氏染色、产醋酸实验，并经生理生化鉴定和查阅伯杰氏手册，做出进一步鉴定。
2.2实验材料与方法2.2.1材料与仪器分离样品：取自湖北某果醋厂发酵的醋醅。
试验主要仪器设备型号及产地如表2.2.1.a。
表2.2.1.a主要仪器设备Tab 2.2.1.a Main instrument equipment主要仪器型号厂家生化培养箱双目生物显微镜分析天平手提式不锈钢蒸汽灭菌锅超净工作台精密数字式酸度计PYX-250S-ABME（BA/E3）BS224SDSX-280BSW-CJ-1FDpHS-3C长沙科技科力仪器德国莱卡北京化丰上海南鹏上海科技试验试剂：葡萄糖、酵母膏、甘油、无水乙醇(95%)、CaCO3、(NH4)2SO4、K2HPO4、KH2PO4、MgSO4·7H2O、FeCl3、乙酸钙、乳酸钙、浓硫酸均为分析纯；琼脂食用级。
2.2.2培养基[33-37]表2.2.1.ｂ培养基成分表Tab 2.2.1.ｂMedium composition名称葡萄糖酵母膏无水乙醇(v/v)琼脂CaCO3备注⑴基础发酵培养基1%1%3%pH 4. 5⑵分离培养1%1%3%2%2%pH自然⑶斜面保藏培养基1%1%3%2%1%pH自然⑷液体保藏培养基1%1%1%pH自然⑸改进后的斜面液体保藏培养基1%1%3%2%1%pH自然⑹发酵培养基1%1%7%pH 4. 5⑺Horyer-Frateur培养基3%pH自然⑻GYC培养基10%5%2% 2. 5%pH自然⑼高糖培养基30%1%2%2%pH自然⑽生酮培养基3%2%甘油3%⑾产5-酮基葡萄糖酸盐培养基3%1%2%2%pH自然⑿氧化乙酸培养基1% 1% 2% 乙酸钙1% pH7.2⒀氧化乳酸培养基1% 1% 2% 乳酸钙2% pH7.0-7.2⒁乙醇培养基1% 3% 2% pH自然注：培养基⑸在斜面保藏培养基⑵上，30℃培养24 h，加入无菌碳酸钙，灌入并液体培养基到斜面上，至离管口2cm处，密封冷藏；培养基⑺其他成分有(NH4)2SO40.1%，K2HPO40.1%，KH2PO40. 01%，0.025%，FeCl30. 0005%；以上培养基均以121℃灭菌20 min。
提升耐高酸醋酸菌发酵酸度的工艺研究
提升耐高酸醋酸菌发酵酸度的工艺研究1. 引言1.1 研究背景提升耐高酸醋酸菌发酵酸度的工艺研究旨在提高酸醋酸菌在醋酸发酵过程中的酸度，从而改善醋酸的品质和口感。
目前，醋酸在食品行业中被广泛应用，而耐高酸醋酸菌是醋酸发酵的关键菌种之一。
酸度对于醋酸的品质和保存期限具有重要影响，在发酵过程中要确保酸度的稳定性和提高其品质成为当前醋酸生产过程中的重要问题。
在醋酸生产过程中，提升耐高酸醋酸菌发酵酸度的工艺研究能够有效地改善醋酸的口感和品质，提高产品的市场竞争力。
本研究旨在通过选择合适的酵母菌并优化发酵条件，探讨添加辅助发酵剂和监测酸度提升机制，以提升耐高酸醋酸菌在醋酸发酵过程中的酸度，为醋酸生产过程中的质量控制提供有效支持。
通过本研究可以为醋酸生产工艺的改进和优化提供理论基础和实践指导，促进醋酸行业的健康发展。
1.2 研究目的研究目的是通过探究不同酵母菌对高酸醋酸菌发酵产酸度的影响，寻找最适合提升酸度的酵母菌菌株。
通过优化发酵条件和添加辅助发酵剂，提高菌体的活性和生长速度，进一步提升发酵产酸的效率和稳定性。
研究还旨在揭示酸度提升的机制，深入了解高酸醋酸菌在不同条件下的代谢途径，为提高酸度提供理论支持和指导。
通过本研究，有望找到一套可行的工艺方案，实现高酸醋酸菌发酵酸度的提升，为醋制品的生产提供新的技术支持和解决方案。
1.3 研究意义提升耐高酸醋酸菌发酵酸度的工艺研究具有重要的研究意义。
高酸度的发酵酸产品在食品工业中具有广泛的应用，能够用于调味料、饮料和食品防腐等方面。
通过提升耐高酸醋酸菌的发酵酸度，可以提高产品的质量和附加值，满足市场需求。
研究提升醋酸菌发酵酸度的工艺，有助于降低生产成本，提高生产效率，对食品工业的可持续发展具有积极的推动作用。
深入研究提升耐高酸醋酸菌发酵酸度的工艺，对促进食品工业的发展具有重要的意义和价值。
2. 正文2.1 酵母菌的选择和培养条件酵母菌是一种重要的微生物，对于高酸醋酸菌的发酵酸度提升起着关键作用。
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醋酸菌培养条件的优化及醋酸分批发酵
来源：生物化学资料网
摘要:目的醋酸菌培养条件的优化与醋酸发酵实验。
方法通过正交试验确定最佳培养条件,并在优化条件下进行分批发酵。
结果优化培养条件为:葡萄糖10 g/L,酵母膏10 g/L,乙醇10%(v/v),pH 5.5,装量50 mL/500 mL,静置培养5 d。
在优化条件下,醋酸产量比用普通产酸培养基提高了36.4%。
应用于分批发酵试验产酸较高。
结论优化培养条件适合醋酸菌生长与醋酸发酵。
关键词:醋杆菌属巴氏醋杆菌;培养条件;正交设计;分批发酵
山西老陈醋不仅是具有“绵、酸、香、甜、鲜”独特风味的调味品,还因其富含多种氨基酸、维生素和微量元素而作为保健品得到广泛使用。
近年山西醋业发展迅猛,生产规模日渐扩大,生产技术日新月异,促进了山西老陈醋的发展。
在食醋生产中,菌种起着至关重要的作用。
一株优良的生产菌株能起到提高产量、稳定质量的目的。
本实验室从醋醅中分离到一株醋杆菌属巴氏醋杆菌S12,经N+离子注入诱变获得高产突变株SM12-87。
对其培养条件进行了优化设计,得出了最佳培养条件。
在正交试验对醋酸菌发酵条件掌握的基础上,通过液态分批发酵对优化后的培养条件进行检验。
在67 h生产出92.8 g/L的醋酸,乙醇转酸率达到90.08%,极大地缩短了生产周期,减少了成本。
1仪器与材料
1.1材料
山西老陈醋醋醅(由山西老陈醋集团有限公司提供);醋杆菌属巴氏醋杆菌(Acetobacter past-eurianus)SM12-87(本实验室保存)。
1.2主要设备仪器
全自动式 5 L发酵罐(Edison.N.J.,USA);GC9800型气相色谱仪(上海科创公司);HQL150B型恒温摇床(中科院武汉科学仪器厂)。
1.3培养基
1.3.1产酸培养基葡萄糖10 g/L,酵母膏10 g/L,pH 5.5,分装于500 mL三角瓶,每瓶100 mL,121 ℃灭菌20 min,使用前加入7%(v/v)无水乙醇。
1.3.2发酵培养基葡萄糖10 g/L,酵母膏10 g/L,磷酸二氢钾0.5 g/L,硫酸镁0.5 g/L,pH 5.5,121℃灭菌20 min,冷却至60 ℃以下加入10%(v/v)无水乙醇。
1.4培养条件优化试验[1]
利用正交表L27(313)设计试验,见表1。
分析各因素对醋酸产量的影响。
表1因素水平表
D1,D2,D3分别代表50 mL培养基在500 mL三角瓶中以100 r/min振荡培养,150 r/min 振荡培养,静置培养。
1.5最佳接种量、培养温度和酒精度的选择
醋酸菌SM12-87在优化培养条件下,以不同接种量、培养温度和乙醇含量进行培养,选择最佳接种量、培养温度和酒精度。
1.6优化培养条件的验证试验
醋酸菌SM12-87在优化培养条件下培养,以优化前的产酸培养基在30 ℃,100 r/min摇床培养3 d作为对照。
测定总酸度和乙酸乙酯含量。
1.7检测方法
总酸度的测定:滴定法[2]。
乙酸乙酯测定:气相色谱测定法[3]。
乙醇转酸率计算公式[4]:
还原糖测定:3,5-二硝基水杨酸法[5]。
氨基氮测定:甲醛滴定法[6]。
1.8醋酸菌SM12-87的分批发酵试验[7]
利用优化培养条件配制发酵培养基,用全自动5 L发酵罐进行醋酸分批发酵。
2结果与讨论
2.1培养条件
根据单因子试验,影响醋酸产量的主要因素有:葡萄糖+酵母膏,乙醇含量,pH,溶氧,培养时间。
采用L27(313)正交表进行培养条件优化试验。
实验结果见表2、表3。
表2 以醋酸产量为检测指标的正交试验直观分析表
由极差分析的R值可以看出,影响产酸的各因素主次顺序为D > E > A> C >B;最佳工艺条件为A2 B1C2 D3 E3。
表3以醋酸产量为检测指标的正交试验方差分析表
**表示影响高度显著;*表示影响显著
F1-0.1(2, 12)=2.81,F1-0.05(2, 12)=3.89,
F1-0.01(2, 12)=6.93
F1-0.1(4, 12)=2.48,F1-0.05(4, 12)=3.26,
F1-0.01(4, 12)=5.41
由方差分析表可见,D对醋酸菌的产酸影响高度显著,A、E对醋酸菌的产酸影响显著, A 与B、A与C的交互作用对产酸有一定影响,A与D的交互作用对产酸影响不显著。
从方差分析可知,溶氧条件D3对产酸影响非常显著。
由此可见,醋酸菌虽然是好氧菌,但过高的溶氧对醋酸菌的生长和产酸都是不利的。
由直观分析表和方差分析表可知最佳工艺条件为:葡萄糖10 g/L,酵母膏10 g/L,乙醇10%(v/v),初始pH值5.5,相对装量50 mL/500 mL,静置培养5 d。
2.2接种量、培养温度及乙醇含量对醋酸产量的影响
醋酸菌SM12-87在优化条件下,以不同接种量、培养温度及乙醇含量静置培养5 d,测定醋酸产量。
不同条件对醋酸产量的影响,10%的接种量产酸最高,达89.23 g/L。
接种量低会延长延滞期,静置培养5 d产酸值达不到最高;接种量过高会导致菌体过早衰老、自溶,产酸值也减少。
温度/℃
30 ℃下培养产酸最高,达91.3 g/L。
由此表明30 ℃为醋酸菌SM12-87的最适培养温度。
在10%的乙醇含量下,醋酸产量最高。
说明醋酸菌SM12-87虽然具有很强的耐乙醇能力,但高于10%(v/v)的乙醇含量会抑制该菌生长和产酸,乙醇转化率也会显著降低;当乙醇含量低于10%时,生长速率、产酸速率和酒精转化率都较高,但总酸度相对较低。
2.3优化培养条件的验证
优化前后的培养条件下醋酸和乙酸乙酯产量,正交试验确定的培养条件是可行的。
2.4醋酸菌SM12-87的分批发酵试验
2.4.1醋酸液态深层发酵将高产突变醋酸菌株SM12-87扩大培养至对数期后期,以10 %的接种量接入发酵罐中,乙醇含量10 %(v/v),调节生长阶段温度为30 ℃~33 ℃,产酸阶段温度为30 ℃,通气量前期和后期为1∶0.1(v/v)/min、中期为1∶0.12(v/v)/min。
连续2次
测定酸度未上升或下降,发酵结束。
2.4.2分批发酵实验与发酵动力学参数
发酵过程主要参数变化。
从菌体生长曲线可知,菌体在0~5 h为延滞期,5~15 h为对数期,15~58 h为稳定期,58~67 h进入衰亡期。
在对数期,醋酸的增加随菌体的增加而增加;在稳定期,醋酸菌菌体数量不再增加,但醋酸产量继续增加;进入衰亡期产酸逐渐停止。
由此可见该菌株合成醋酸是部分生长关联型。
此次分批发酵,总酸度达92.8 g/L,乙醇转酸率为90.08%,至发酵结束,平均产酸速率为1.389 g·L-1·h-1。
3讨论
验证实验的结果可以看出,通过正交试验确定的优化培养条件是合理可靠的,满足了该菌株的生理学要求。
巴氏醋杆菌是一种耐酒精能力强、醋酸产量高的醋酸菌株,它在10%(v/v)酒精度下生长旺盛,静置培养5 d,总酸度可达91.67g/L。
在乙醇含量为10%(v/v)的发酵培养基中液态分批发酵67 h,得到总酸度为92.8 g/L的液态醋。
由于产酸速率加快,发酵时间缩短,乙醇挥发减少,酒精转化率达到90.08%,同时也减少了电耗,减轻了劳动量,降低了成本,显示了液态发酵在制醋上的优势。
参考文献
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