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絮凝性适中优良啤酒酵母菌株的选育及应用

作　者: 张建早
导　师: 曹健
学　校: 河南工业大学
专　业: 微生物学
关键词: 啤酒酵母选育凝聚性发酵应用
分类号: TS262.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

Hp34菌株发酵产乙酸较低,降糖快,生产的啤酒口感柔和爽口、酸感协调,但在实际工业生产中存在絮凝差的问题。研究中首先采用自然选育方法处理初始菌株Hp34,拟筛选出絮凝性能稳定、良好,同时保持初始菌株优良性状的菌株。研究发现,不经传代直接用平板分离法筛选出的菌株絮凝能力与初始菌株接近,连续培养后平板分离筛选出的菌株絮凝能力虽然从17%提高到27.5%,但与啤酒工业生产菌株X的絮凝性(37%)仍有一定的差距。为了筛选目标菌株,又采用甲基磺酸乙酯(EMS)对初始菌株Hp34进行化学诱变,对诱变后的菌悬液进行连续培养,筛选出12株絮凝性达到35%以上的突变株。根据对突变株发酵液中乙酸和其它风味物质以及发酵性能的测定结果,筛选出一株凝聚性适中的优良酿酒酵母S16。对该酵母菌株进行实验室小规模低温发酵以及遗传稳定性研究发现,该菌株的乙酸、双乙酰、发酵度及其各项风味指标优良,保持了出发菌株的优良性状,凝聚性为39.6%,比原菌株提高了2.21倍,且主要发酵特性遗传稳定。以出发菌和啤酒工业生产菌株为对照,对该凝聚性适中的优良酿酒酵母S16应用于啤酒生产的可行性进行了进一步的研究分析,从发酵性能和感官评定两个方面对中试发酵实验结果进行了综合评价。结果表明,变菌株S16保持了初始菌株Hp34的优良发酵性状,絮凝性能较初始菌株Hp34有较大改善,发酵液中的酵母细胞数在发酵后期能够迅速下降。此外,突变菌株S16的啤酒酿造性能优于啤酒工业生产菌株X,能够赋予啤酒柔和爽口的优良品质,酸感协调,符合啤酒工业酿酒酵母的特性。实验中还研究了酵母菌株对发酵过程中主要有机酸类物质形成的影响,发现酵母菌株与主要有机酸的含量呈现出非常显著的相关性,酵母菌株的发酵过程直接影响发酵液中主要有机酸的含量。经过酵母菌株的发酵作用,乙酸、乳酸、琥珀酸与丙酮酸的含量显著增加,而柠檬酸的含量增加幅度较小。通过有机酸作用,酵母菌株对发酵液的pH值、总酸、酸感也有重要的影响。分析发现,乙酸对发酵液pH值、总酸及酸感的影响最大,其次依次为琥珀酸(苹果酸)、乳酸、柠檬酸、丙酮酸。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-11
第一章前言  11-20
  1.1 啤酒及啤酒的营养功能  11
  1.2 啤酒行业的发展  11-12
  1.3 影响啤酒风味的主要物质  12-14
    1.3.1 双乙酰  12
    1.3.2 乙醛  12-13
    1.3.3 高级醇  13
    1.3.4 酯类  13
    1.3.5 有机酸  13-14
      1.3.5.1 啤酒中有机酸对啤酒风味品质的影响  13-14
      1.3.5.2 啤酒中有机酸的测定方法  14
  1.4 啤酒酵母  14-17
    1.4.1 优良啤酒酵母应具备的特点  15
    1.4.2 优良酿酒酵母的主要选育途径  15-17
      1.4.2.1 自然选育  15
      1.4.2.2 诱变育种  15-16
      1.4.2.3 酵母原生质体融合育种  16-17
      1.4.2.4 基因工程育种  17
  1.5 啤酒酵母的絮凝  17-20
    1.5.1 酵母絮凝的影响因素  17-19
      1.5.1.1 遗传因素对酵母絮凝的影响  17-18
      1.5.1.2 非遗传因素对酵母絮凝的影响  18-19
    1.5.2 啤酒酵母凝聚性的测定方法  19
    1.5.3 选育絮凝性好的酵母菌株的研究现状  19-20
  1.6 课题研究目标、意义以及内容  20
第二章材料与方法  20-30
  2.1 实验材料  20-23
    2.1.1 材料与试剂  20-22
      2.1.1.1 菌株与培养基  20-21
      2.1.1.2 主要试剂  21-22
    2.1.2 主要仪器  22-23
  2.2 主要实验方法  23-27
    2.2.1 自然选育  23-24
      2.2.1.1 涂布平板分离  23-24
      2.2.1.2 连续培养  24
    2.2.2 EMS诱变与连续培养联合选育  24-25
      2.2.2.1 EMS诱变初始菌株  24
      2.2.2.2 连续培养  24
      2.2.2.3 最佳诱变时间的选择  24-25
    2.2.3 菌株的筛选  25
      2.2.3.1 初筛  25
      2.2.3.2 复筛  25
      2.2.3.3 遗传稳定性实验  25
    2.2.4 10L麦汁酵母的扩大培养方案  25
    2.2.5 糖化配料  25-26
    2.2.6 糖化执行工艺  26
    2.2.7 发酵工艺参数  26
    2.2.8 感官风味品质的评价  26-27
    2.2.9 菌株活化  27
    2.2.10 可乐瓶低温发酵  27
    2.2.11 酸感品评  27
  2.3 主要分析方法  27-30
    2.3.1 絮凝性的测定  27
    2.3.2 双乙酰的测定  27-28
    2.3.3 外观糖度、发酵度、总酸和pH值的测定  28
    2.3.4 发酵力的测定  28
    2.3.5 α-氨基氮的测定  28
    2.3.6 酵母数的测定  28
    2.3.7 有机酸含量的测定  28
    2.3.8 风味物质的测定  28-30
第三章结果与分析  30-54
  3.1 絮凝性适中优良酵母菌株的筛选  30-35
    3.1.1 菌株的初筛  30-32
      3.1.1.1 自然选育法筛选结果  30-31
      3.1.1.2 EMS诱变与连续培养结合筛选结果  31-32
    3.1.2 复筛实验  32-34
    3.1.3 遗传稳定性实验  34
    3.1.4 小结  34-35
  3.2 目标菌株S16在啤酒中试规模的发酵分析  35-46
    3.2.1 发酵液中酵母细胞数的变化  35-36
    3.2.2 发酵液中双乙酰含量的变化  36-37
    3.2.3 发酵液中乙醛含量的变化  37
    3.2.4 发酵液中外观糖度的变化  37-38
    3.2.5 发酵液中发酵度的变化  38
    3.2.6 发酵液中主要有机酸含量的变化  38-41
      3.2.6.1 发酵液中乙酸含量的变化  38-39
      3.2.6.2 发酵液中乳酸含量的变化  39
      3.2.6.3 发酵液中丙酮酸含量的变化  39-40
      3.2.6.4 发酵液中柠檬酸含量的变化  40-41
      3.2.6.5 发酵液中琥珀酸含量的变化  41
    3.2.7 发酵液中高级醇含量的变化  41-43
      3.2.7.1 发酵液中三种高级醇含量的变化  42
      3.2.7.2 发酵液中总高级醇含量的变化  42-43
    3.2.8 发酵液中主要酯类的变化  43-44
      3.2.8.1 发酵液中几种主要酯的含量变化  43-44
      3.2.8.2 发酵液中主要酯的总量的变化  44
    3.2.9 感官评定结果  44-45
    3.2.10 成熟发酵液的综合分析  45-46
    3.2.11 小结  46
  3.3 目标菌株S16与10株常用啤酒工业生产菌株发酵分析  46-54
    3.3.1 各菌株发酵液中主要指标的分析  47-49
      3.3.1.1 双乙酰、发酵度、α-氨基氮指标的测定  47
      3.3.1.2 主要高级醇指标的测定  47-48
      3.3.1.3 总高级醇、乙醛、DMS指标的测定  48-49
    3.3.2 不同菌株发酵液中主要有机酸含量的分析  49-50
    3.3.3 不同菌株发酵液中pH、总酸、酸感的分析  50-52
    3.3.4 有机酸与pH、总酸、酸感的相关性分析  52-53
    3.3.5 小结  53-54
第四章结论与展望  54-55
  4.1 结论  54
  4.2 展望  54-55
参考文献  55-59
致谢  59-60
作者简介  60

絮凝性适中优良啤酒酵母菌株的选育及应用

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