CN115976122A - 一种二元混菌产酯发酵体系及其生产酯化液的方法和应用 - Google Patents
一种二元混菌产酯发酵体系及其生产酯化液的方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115976122A CN115976122A CN202310032976.6A CN202310032976A CN115976122A CN 115976122 A CN115976122 A CN 115976122A CN 202310032976 A CN202310032976 A CN 202310032976A CN 115976122 A CN115976122 A CN 115976122A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- producing
- ester
- fermentation
- bacteria
- mixed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 title claims abstract description 83
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 title claims abstract description 69
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 title claims abstract description 46
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 title claims abstract description 44
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 29
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 19
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 30
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 22
- LZCLXQDLBQLTDK-UHFFFAOYSA-N ethyl 2-hydroxypropanoate Chemical compound CCOC(=O)C(C)O LZCLXQDLBQLTDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 230000032050 esterification Effects 0.000 claims abstract description 18
- 238000005886 esterification reaction Methods 0.000 claims abstract description 18
- SHZIWNPUGXLXDT-UHFFFAOYSA-N ethyl hexanoate Chemical compound CCCCCC(=O)OCC SHZIWNPUGXLXDT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 150000004666 short chain fatty acids Chemical class 0.000 claims abstract description 16
- 108090000371 Esterases Proteins 0.000 claims abstract description 14
- HNAGHMKIPMKKBB-UHFFFAOYSA-N 1-benzylpyrrolidine-3-carboxamide Chemical compound C1C(C(=O)N)CCN1CC1=CC=CC=C1 HNAGHMKIPMKKBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- OBNCKNCVKJNDBV-UHFFFAOYSA-N butanoic acid ethyl ester Natural products CCCC(=O)OCC OBNCKNCVKJNDBV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 229940116333 ethyl lactate Drugs 0.000 claims abstract description 10
- 239000000796 flavoring agent Substances 0.000 claims abstract description 10
- 235000019634 flavors Nutrition 0.000 claims abstract description 10
- 235000021391 short chain fatty acids Nutrition 0.000 claims abstract description 7
- 241000194040 Lactococcus garvieae Species 0.000 claims description 35
- 241000193171 Clostridium butyricum Species 0.000 claims description 30
- -1 ester compounds Chemical class 0.000 claims description 25
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- YBJHBAHKTGYVGT-ZKWXMUAHSA-N (+)-Biotin Chemical compound N1C(=O)N[C@@H]2[C@H](CCCCC(=O)O)SC[C@@H]21 YBJHBAHKTGYVGT-ZKWXMUAHSA-N 0.000 claims description 10
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 10
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 claims description 5
- 235000015278 beef Nutrition 0.000 claims description 5
- 229960002685 biotin Drugs 0.000 claims description 5
- 235000020958 biotin Nutrition 0.000 claims description 5
- 239000011616 biotin Substances 0.000 claims description 5
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims description 5
- 239000008103 glucose Substances 0.000 claims description 5
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims description 5
- 239000001888 Peptone Substances 0.000 claims description 4
- 108010080698 Peptones Proteins 0.000 claims description 4
- VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M Sodium acetate Chemical compound [Na+].CC([O-])=O VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 claims description 4
- VLSOAXRVHARBEQ-UHFFFAOYSA-N [4-fluoro-2-(hydroxymethyl)phenyl]methanol Chemical compound OCC1=CC=C(F)C=C1CO VLSOAXRVHARBEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229940041514 candida albicans extract Drugs 0.000 claims description 4
- 238000011081 inoculation Methods 0.000 claims description 4
- 235000019319 peptone Nutrition 0.000 claims description 4
- 239000001632 sodium acetate Substances 0.000 claims description 4
- 235000017281 sodium acetate Nutrition 0.000 claims description 4
- 239000008107 starch Substances 0.000 claims description 4
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 claims description 4
- 239000012138 yeast extract Substances 0.000 claims description 4
- 239000002551 biofuel Substances 0.000 claims description 3
- 235000013365 dairy product Nutrition 0.000 claims description 3
- 235000013373 food additive Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000002778 food additive Substances 0.000 claims description 3
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 claims 1
- 230000008485 antagonism Effects 0.000 abstract description 7
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 abstract description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 6
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 18
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 15
- 241000194036 Lactococcus Species 0.000 description 10
- 241000272534 Struthio camelus Species 0.000 description 8
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 8
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 8
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 6
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 5
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-N Butyric acid Chemical compound CCCC(O)=O FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000002290 gas chromatography-mass spectrometry Methods 0.000 description 4
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 3
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 3
- FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N hexanoic acid Chemical compound CCCCCC(O)=O FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 3
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 3
- OXQGTIUCKGYOAA-UHFFFAOYSA-N 2-Ethylbutanoic acid Chemical compound CCC(CC)C(O)=O OXQGTIUCKGYOAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 2
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000003623 enhancer Substances 0.000 description 2
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 description 2
- 235000014655 lactic acid Nutrition 0.000 description 2
- 238000001819 mass spectrum Methods 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 238000011218 seed culture Methods 0.000 description 2
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 1
- WWZKQHOCKIZLMA-UHFFFAOYSA-N Caprylic acid Natural products CCCCCCCC(O)=O WWZKQHOCKIZLMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- GONOPSZTUGRENK-UHFFFAOYSA-N benzyl(trichloro)silane Chemical compound Cl[Si](Cl)(Cl)CC1=CC=CC=C1 GONOPSZTUGRENK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012620 biological material Substances 0.000 description 1
- 125000000484 butyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000012258 culturing Methods 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000010813 internal standard method Methods 0.000 description 1
- 230000000968 intestinal effect Effects 0.000 description 1
- 239000002207 metabolite Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000010815 organic waste Substances 0.000 description 1
- 230000008621 organismal health Effects 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 239000013587 production medium Substances 0.000 description 1
- 238000004451 qualitative analysis Methods 0.000 description 1
- 238000004445 quantitative analysis Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000008223 sterile water Substances 0.000 description 1
- 230000001502 supplementing effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel
Landscapes
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Abstract
本发明涉及微生物发酵技术领域，尤其涉及一种二元混菌产酯发酵体系及其生产酯化液的方法和应用。该二元混菌产酯发酵体系包括混合菌群；混合菌群包括：可产酯酶的菌；可产短链脂肪酸的菌。采用该二元混菌产酯发酵体系发酵生产酯化液，并将应用酯化液。发明的二元混菌产酯发酵体系可以和谐生长，无拮抗作用，混菌发酵提升了OD600nm值，而且减少了发酵后再混合的工艺，缩短了发酵时间，可提高了原材料、设备等利用率；酯化液中乙酸乙酯、丁酸乙酯、乳酸乙酯以及己酸乙酯的产量高，秉承了可持续发展的原则，具有良好的运用前景；应用于酿酒，可以改善和丰富白酒的风味。
Description
技术领域
本发明涉及微生物发酵技术领域，尤其涉及一种二元混菌产酯发酵体系及其生产酯化液的方法和应用。
背景技术
酯类化合物是指酸与醇脱水缩合形成的化合物，常见的酯类化合物包括乙酸乙酯、丁酸乙酯、乳酸乙酯和丁酸乙酯等，其不仅是白酒风味物质的重要组成成分，而且作为肠道微生物的代谢产物，对维持机体健康有重要意义，因此广泛的应用于食品添加剂、乳制品、窖泥强化剂、白酒风味物质调和剂、生物燃料和药物中。
目前，酯类化合物的获得途径主要有化学合成和微生物发酵法，而微生物法制备酯类化合物由于以下优点而越来越受到关注：(1)反应条件温和，对环境友好；(2)操作简单，安全无毒，产量高；(3)该过程有效地利用了有机废物。
现有技术中，公开号CN114990028A公开了一种高产短链脂肪酸的丁酸梭菌及其应用，其能够发酵产乙酸、丁酸、乳酸和己酸等短链脂肪酸，且产量高，但是短链脂肪酸作为白酒酯类风味物质的前体物质，不同短链脂肪酸转化为酯类化合物的效率同样影响改善白酒的风味。
研究发现，格氏乳球菌具有产酯酶的功能，且酯酶的酶活力较好，构建格氏乳球菌与丁酸梭菌的二元混菌产酯发酵体系，应用于生产酯化液研究，改善白酒风味具有重要的意义。
发明内容
本发明提供一种二元混菌产酯发酵体系及其生产酯化液的方法和应用。本发明以格氏乳球菌(Lactococcus garv i eae)S5-4和丁酸梭菌(C l ostr i d i um butyr icum)GD1-1为出发菌株，将两菌株应用于构建二元混菌发酵体系发酵产酯化液，能够获得不同种类、富含酯类化合物的酯化液，改善了丁酸梭菌(C l ostr i d i um butyr i cum)GD1-1产短链脂肪酸转化为酯类化合物的效率，丰富了酯化液中酯类化合物的种类；本发明的二元混菌产酯发酵体系中格氏乳球菌(Lactococcus garv i eae)S5-4与丁酸梭菌(C lostr i d i um butyr i cum)GD1-1可以和谐生长，无拮抗作用，混菌发酵提升了OD600nm值，而且减少了发酵后再混合的工艺，缩短了发酵时间，可提高原材料、设备等利用率；本发明将格氏乳球菌(Lactococcus garv i eae)S5-4与丁酸梭菌(C l ostr i d i um butyr icum)GD1-1同时接种至产酯培养基，厌氧发酵15d后，乙酸乙酯的产量可达到1.3252±0.22g/L、丁酸乙酯可达到1.0515±0.31g/L、乳酸乙酯可达到0.9874±0.17g/L以及己酸乙酯可达0.8715±0.09g/L，产量高。本发明利用二元混菌发酵体系发酵产酯化液，避免化学合成造成的污染，秉承了可持续发展的原则，具有良好的运用前景；本发明的二元混菌产酯发酵体系应用于酿酒，可以改善和丰富白酒的风味。
为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种二元混菌产酯发酵体系，包括混合菌群；
所述混合菌群包括：
可产酯酶的菌；
可产短链脂肪酸的菌。
在本发明的一种实施方式中，优选的，所述可产酯酶的菌为格氏乳球菌；进一步优选的，该格式乳球菌的来源方式可以是格氏乳球菌的发酵液，也可以是格氏乳球菌的冻干粉；进一步优选的，所述格氏乳球菌的株名为S5-4，保藏在广东省微生物菌种保藏中心，保藏编号为GDMCC No：63054，保藏日期为2022年12月16日，保藏地址：广州市先烈中路100号大院59号楼5楼，广东省微生物研究所。
在本发明的一种实施方式中，优选的，所述可产短链脂肪酸的菌为丁酸梭菌；进一步优选的，该丁酸梭菌的来源方式可以是丁酸梭菌的发酵液，也可以是格氏乳球菌的冻干粉；进一步优选的，所述丁酸梭菌的株名为GD1-1，保藏在广东省微生物菌种保藏中心，保藏编号为GDMCC No：62455，保藏日期为2022年06月01日，保藏地址：广州市先烈中路100号大院59号楼5楼，广东省微生物研究所
在本发明的一种实施方式中，优选的，所述可产酯酶的菌和所述可产短链脂肪酸的菌的接菌比例不大于1:1，所述可产酯酶的菌和所述可产短链脂肪酸的菌的OD600nm值均≥1.2；进一步优选的，所述可产酯酶的菌接种添加量为5％，所述可产短链脂肪酸的菌接种添加量为5％。
在本发明的一种实施方式中，优选的，提供一种包含上述二元混菌产酯发酵体系的微生物菌剂；进一步优选的，该微生物菌剂为固态制剂或液态制剂。
本发明还提供了一种上述的二元混菌产酯发酵体系发酵生产酯化液的方法，将可产酯酶的菌和可产短链脂肪酸的菌同时接种至产酯培养基中，于32～38℃厌氧发酵培养。
在本发明的一种实施方式中，优选的，1000mL所述产酯培养基包括葡萄糖15～25g、氯化钠3～7g、酵母膏3～7g、蛋白胨8～12g、牛肉膏8～12g、L-半胱氨酸盐酸盐0.3～0.7g、乙酸钠2～4g、淀粉0.8～1.2g、1％生物素18～22g、乙醇20～50g。
在本发明的一种实施方式中，优选的，1％生物素在1000mL的产酯培养基中的添加量为20g。
在本发明的一种实施方式中，优选的，所述产酯培养基的初始pH＝6.8。
在本发明的一种实施方式中，优选的，所述厌氧发酵的培养过程，所用的水均为去离子水。
在本发明的一种实施方式中，优选的，所述厌氧发酵的时间为12～18d。
本发明还提供了一种根据上述的方法发酵生产的酯化液。
本发明还提供了一种包含上述酯化液的产品，优选的，所述产品包括但不限于食品添加剂、乳制品、窖泥强化剂、白酒风味物质调和剂、生物燃料和药物中的任意一种。
本发明还提供了一种上述的酯化液在酿酒领域中的应用。
本发明还提供了一种上述的二元混菌产酯发酵体系在生产富含酯类化合物制品中的应用，优选的，所述酯类化合物包括但不限于乙酸乙酯、丁酸乙酯、乳酸乙酯和己酸乙酯中的任意一种或任意几种。
在本发明的一种实施方式中，作为优选的，上述酯类化合物的含量通过GC-MS法进行检测。
在本发明的一种实施方式中，作为优选的，GC-MS法检测的条件：
气相色谱条件：DB-WAX U I谱柱(30m×0.25mm，0.25μm)，程序升温40℃保持1min，以20℃/mi n升高至150℃，再以10℃升高至250℃保持2mi n；分流比30:1，载气为氦气(He)，流速1mL/mi n，氢气(H2)40mL/mi n，氧气(O2)300mL/mi n，检测器为火焰离子检测器；
质谱条件：电子电离源，传输线温度250℃，电子能量为70eV，光电倍增管电压为350V，质量扫描范围为30～350amu。
本发明的有益效果是：
1、本发明以格氏乳球菌(Lactococcus garv i eae)S5-4和丁酸梭菌(C l ostr id i um butyr i cum)GD1-1为出发菌株，将两菌株应用于构建二元混菌发酵体系发酵产酯化液，能够获得不同种类、富含酯类化合物的酯化液，改善了丁酸梭菌(C l ostr i d i umbutyr i cum)GD1-1产短链脂肪酸转化为酯类化合物的效率，丰富了酯化液中酯类化合物的种类。
2、本发明的二元混菌产酯发酵体系中格氏乳球菌(Lactococcus garv i eae)S5-4与丁酸梭菌(C l ostr i d i um butyr i cum)GD1-1可以和谐生长，无拮抗作用，混菌发酵提升了OD600nm值，而且减少了发酵后再混合的工艺，缩短了发酵时间，可提高了原材料、设备等利用率。
3、本发明将格氏乳球菌(Lactococcus garv i eae)S5-4与丁酸梭菌(C l ostr id i um butyr i cum)GD1-1同时接种至产酯培养基，厌氧发酵15d后，乙酸乙酯的产量可达到1.3252±0.22g/L、丁酸乙酯可达到1.0515±0.31g/L、乳酸乙酯可达到0.9874±0.17g/L以及己酸乙酯可达0.8715±0.09g/L，产量高。
3、本发明利用二元混菌发酵体系可发酵产酯化液，避免化学合成造成的污染，秉承了可持续发展的原则，具有良好的运用前景。
4、本发明的二元混菌产酯发酵体系应用于酿酒，可以改善和丰富白酒的风味。
生物材料保藏：
格氏乳球菌(Lactococcus garv i eae)S5-4，分类学命名为：Lactococcus garvi eae，已于2022年12月16日保藏于广东省微生物菌种保藏中心，保藏编号为GDMCC No：63054；
丁酸梭菌(C l ostr i d i um butyr i cum)GD1-1，分类学命名为：C l ostr id i um butyr i cum，已于2022年06月01日日保藏于广东省微生物菌种保藏中心，保藏编号为GDMCC No：62455，保藏地址为：广州市先烈中路100号大院59号楼5楼，广东省微生物研究所。
附图说明
图1为本发明格氏乳球菌(Lactococcus garv ieae)S5-4和丁酸梭菌(Cl ostr idi um butyr icum)GD1-1拮抗性检验图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
因此，以下对提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下述实施例中所涉及的检测方法如下：
乙酸乙酯、丁酸乙酯、乳酸乙酯和己酸乙酯含量检测：
将格氏乳球菌(Lactococcus garv ieae)S5-4和丁酸梭菌(Cl ostr id i umbutyr i cum)GD1-1同时接种至产酯培养基中，在35℃厌氧的条件下培养15d，发酵结束后，用一次性的注射器吸取适量发酵液过0.2μm滤膜；并取1mL装于进样瓶，加入10μL的2-乙基丁酸，混匀；采用内标法通过GC-MS进行定性定量分析。测定S5-4和GD1-1在产酯培养基中厌氧发酵产乙酸乙酯、丁酸乙酯、乳酸乙酯和己酸乙酯的情况，为确保准确性，同时做三组平行。
气相色谱条件：DB-WAX U I谱柱(30m×0.25mm，0.25μm)，程序升温40℃保持1min，以20℃/mi n升高至150℃，再以10℃升高至250℃保持2mi n；分流比30:1，载气为氦气(He)，流速1mL/mi n，氢气(H2)40mL/mi n，氧气(O2)300mL/mi n，检测器为火焰离子检测器。
质谱条件：电子电离源，传输线温度250℃，电子能量为70eV，光电倍增管电压为350V，质量扫描范围为30～350amu。
下述实施例中所涉及的培养基如下：
1、格氏乳球菌(Lactococcus garv i eae)S5-4的种子培养基：
以1000mL的种子培养基计：葡萄糖20g、牛肉膏20g、氯化钠5g、K2HPO41g、(NH4)2SO41g、MgSO4·7H2O 1g、FeSO4·7H2O 0.01g、余量为蒸馏水；
pH＝7.0；
121℃灭菌20mi n。
2、丁酸梭菌(C l ostr i d i um butyr i cum)GD1-1的活化培养基：
以1000mL的活化培养基计：葡萄糖5g、氯化钠5g、酵母膏5g、蛋白胨10g、乙酸钠3g、牛肉膏10g、可溶性淀粉1g、L-半胱氨酸盐酸盐0.5g、琼脂20g、余量为去离子水。
pH＝6.8，
121℃灭菌20mi n。
3、产酯培养基
以1000mL产酯培养基计：葡萄糖20g、氯化钠5g、酵母膏5g、蛋白胨10g、牛肉膏10g、L-半胱氨酸盐酸盐0.5g、乙酸钠3g、淀粉1g、1％生物素20g、乙醇50g、余量为去离子水；
pH＝6.8；
121℃灭菌20mi n。
实施例1：拮抗性检测
1、格氏乳球菌(Lactococcus garv i eae)S5-4种子液的制备
将甘油管中于-80℃保藏的格氏乳球菌(Lactococcus garv i eae)S5-4在其种子培养基中活化12h，活化条件为：180r/mi n、28℃；按照活化条件如此培养两代后，获得格氏乳球菌(Lactococcus garv i eae)S5-4种子液，备用。
2、丁酸梭菌(Cl ostr id i um butyr icum)GD1-1种子液的制备
将甘油管中-80℃保藏的丁酸梭菌(Cl ostr id i um butyr icum)GD1-1液在其活化培养基中厌氧活化12h，厌氧活化的温度为35℃；按照厌氧活化的条件如此培养两代后，获得丁酸梭菌(Cl ostr id i um butyr icum)GD1-1种子液，备用。
3、拮抗性检测
检测方法：
将上述制备好的格氏乳球菌(Lactococcus garv ieae)S5-4种子液和丁酸梭菌(Cl ostr id i um butyr icum)GD1-1种子液各5mL同时接种于产酯培养基中，在35℃下厌氧发酵1d，得到发酵液；
用紫外分光光度计测定发酵液的OD600nm值，以单株发酵的格氏乳球菌(Lactococcus garv ieae)S5-4种子液和单株厌氧发酵的丁酸梭菌(Cl ostr id i umbutyr icum)GD1-1种子液作为对照，接种无菌水的培养基作为空白，每组做3组品行，结果取平均值。
拮抗性检测结果，如图1所示。
图1中，可见格氏乳球菌(Lactococcus garv ieae)S5-4和丁酸梭菌(Cl ostr idi um butyr icum)GD1-1在混合培养的第1d时，所得发酵液的OD600nm值为7.87±0.02，其OD600nm值明显大于单菌发酵的格氏乳球菌(Lactococcus garv i eae)S5-4种子液和单菌厌氧发酵的丁酸梭菌(C l ostr i d i um butyr i cum)GD1-1种子液的OD600nm值。表明，两株菌在复合培养时可以较为和谐的生长，形成了二元混菌产酯发酵体系。与单菌株发酵相比，混合发酵不仅提高了OD600nm值，而且减少了发酵后再混合的工艺，缩短了发酵时间，提高了原始材料、设备等利用率。
实施例2：构建的二元混菌产酯发酵体系在发酵产酯化液的应用
1、依据上述产酯培养基配置产酯培养基。
2、二元混菌产酯发酵体系的构建
将实施例1制备的格氏乳球菌(Lactococcus garvieae)S5-4种子液和丁酸梭菌(Cl ostr id i um butyr icum)GD1-1种子液同时接种至装有90mL产酯培养基的厌氧瓶中，在35℃下厌氧静置发酵至10d；此后，取出厌氧瓶，于厌氧发酵第10d向其中补入2mL已过滤除菌的乙醇和2mL的1％生物素，继续厌氧发酵5d，完成构建二元混菌产酯发酵体系。
3、制备酯化液
将上述二元混菌产酯发酵体系终止发酵，用5mL注射器吸取适量发酵液过2μm滤膜，滤液即为酯化液；
4、酯化液中酯类化合物含量测定
移取1mL酯化液装入气相色谱瓶中，加入10μL的2-乙基丁酸，混匀后，采用GC-MS测定酯化液中酯类化合物的含量，结果如表1所示。
表1酯化液中酯类化合物含量测定结果(g/L)
| 产物 | 乙酸乙酯 | 丁酸乙酯 | 乳酸乙酯 | 己酸乙酯 |
| 含量 | 1.3252±0.22 | 1.0515±0.31 | 0.9874±0.17 | 0.8715±0.09 |
结果表明：本发明的格氏乳球菌(Lactococcus garv i eae)S5-4和丁酸梭菌(C lostr i d i um butyr i cum)GD1-1构建的二元混菌产酯发酵体系制备的酯化液中含有多种酯类化合物，包括乙酸乙酯、丁酸乙酯、乳酸乙酯和己酸乙酯，且含量分别为：乙酸乙酯1.3252±0.22g/L、丁酸乙酯1.0515±0.31g/L、乳酸乙酯0.9874±0.17g/L、己酸乙酯0.8715±0.09g/L。表明，格氏乳球菌(Lactococcus garv i eae)S5-4在产酯培养基中厌氧发酵能够产生酯酶，该酯酶具有较高的酶活力，促进丁酸梭菌(C l ostr i d i um butyri cum)GD1-1厌氧发酵产生的乙酸、丁酸、乳酸和己酸高效的转化为酯类化合物，产量高，可以丰富酯化液及其产品中酯类化合物的种类。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种二元混菌产酯发酵体系，其特征在于，包括混合菌群；
所述混合菌群包括：
可产酯酶的菌；
可产短链脂肪酸的菌。
2.根据权利要求1所述的二元混菌产酯发酵体系，其特征在于，所述可产酯酶的菌为格氏乳球菌。
3.根据权利要求1所述的二元混菌发酵体系，其特征在于，所述可产短链脂肪酸的菌为丁酸梭菌。
4.根据权利要求1所述的二元混菌发酵体系，其特征在于，所述可产酯酶的菌和所述可产短链脂肪酸的菌的接菌比例不大于1:1，所述可产酯酶的菌和所述可产短链脂肪酸的菌的OD600nm值均≥1.2。
5.一种权利要求1-4任一项所述的二元混菌产酯发酵体系发酵生产酯化液的方法，其特征在于，将可产酯酶的菌和可产短链脂肪酸的菌同时接种至产酯培养基中，于32～38℃厌氧发酵培养。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，1000mL所述产酯培养基包括葡萄糖15～25g、氯化钠3～7g、酵母膏3～7g、蛋白胨8～12g、牛肉膏8～12g、L-半胱氨酸盐酸盐0.3～0.7g、乙酸钠2～4g、淀粉0.8～1.2g、1％生物素18～22g、乙醇20～50g。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述厌氧发酵的时间为12～18d。
8.一种根据权利要求5所述的方法发酵生产的酯化液。
9.一种包含权利要求8所述酯化液的产品，其特征在于，所述产品包括食品添加剂、乳制品、窖泥强化剂、白酒风味物质调和剂、生物燃料和药物中的任意一种。
10.一种权利要求8所述的酯化液在酿酒领域中的应用。
11.一种权利要求1-4任一项所述的二元混菌产酯发酵体系在生产富含酯类化合物制品中的应用，其特征在于，所述酯类化合物包括但不限于乙酸乙酯、丁酸乙酯、乳酸乙酯和己酸乙酯中的任意一种或任意几种。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310032976.6A CN115976122B (zh) | 2023-01-10 | 2023-01-10 | 一种二元混菌产酯发酵体系及其生产酯化液的方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310032976.6A CN115976122B (zh) | 2023-01-10 | 2023-01-10 | 一种二元混菌产酯发酵体系及其生产酯化液的方法和应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115976122A true CN115976122A (zh) | 2023-04-18 |
| CN115976122B CN115976122B (zh) | 2024-07-23 |
Family
ID=85957892
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310032976.6A Active CN115976122B (zh) | 2023-01-10 | 2023-01-10 | 一种二元混菌产酯发酵体系及其生产酯化液的方法和应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115976122B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116083307A (zh) * | 2023-01-10 | 2023-05-09 | 四川轻化工大学 | 一种生产酯酶和酯类化合物的格氏乳球菌及其应用 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019201765A1 (en) * | 2018-04-20 | 2019-10-24 | Renescience A/S | Method for determining chemical compounds in waste |
| CN110461337A (zh) * | 2017-02-23 | 2019-11-15 | 英特塞普特医药品公司 | 具有胆汁酸衍生物和微生物组的药物组合物及其用途 |
| WO2022119926A1 (en) * | 2020-12-01 | 2022-06-09 | President And Fellows Of Harvard College | Engineered probiotic compositions and uses thereof |
| CN114990028A (zh) * | 2022-07-07 | 2022-09-02 | 四川轻化工大学 | 一种高产短链脂肪酸的丁酸梭菌及其应用 |
| CN115287308A (zh) * | 2022-09-19 | 2022-11-04 | 南京工业大学 | 利用混菌体系实现木质纤维素从头合成丁酸丁酯的方法 |
-
2023
- 2023-01-10 CN CN202310032976.6A patent/CN115976122B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110461337A (zh) * | 2017-02-23 | 2019-11-15 | 英特塞普特医药品公司 | 具有胆汁酸衍生物和微生物组的药物组合物及其用途 |
| WO2019201765A1 (en) * | 2018-04-20 | 2019-10-24 | Renescience A/S | Method for determining chemical compounds in waste |
| WO2022119926A1 (en) * | 2020-12-01 | 2022-06-09 | President And Fellows Of Harvard College | Engineered probiotic compositions and uses thereof |
| CN114990028A (zh) * | 2022-07-07 | 2022-09-02 | 四川轻化工大学 | 一种高产短链脂肪酸的丁酸梭菌及其应用 |
| CN115287308A (zh) * | 2022-09-19 | 2022-11-04 | 南京工业大学 | 利用混菌体系实现木质纤维素从头合成丁酸丁酯的方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| ELENA FERNA´NDEZ 等: "Phenotypic, genetic and technological characterization of Lactococcus garvieae strains isolated from a raw milk cheese", INTERNATIONAL DAIRY JOURNAL, no. 3, 31 March 2010 (2010-03-31), XP026833948 * |
| 孙君燕 等: "水果风味物质的生物制备技术", 中国果菜, no. 06, 30 June 2020 (2020-06-30), pages 18 - 22 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116083307A (zh) * | 2023-01-10 | 2023-05-09 | 四川轻化工大学 | 一种生产酯酶和酯类化合物的格氏乳球菌及其应用 |
| CN116083307B (zh) * | 2023-01-10 | 2024-05-07 | 四川轻化工大学 | 一种生产酯酶和酯类化合物的格氏乳球菌及其应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115976122B (zh) | 2024-07-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20240102058A1 (en) | Caproate-producing bacterium with multiple substrate utilization capabilities and its applications | |
| RU2007143867A (ru) | Способ производства 1,3-пропандиола с использованием сырого глицерина (побочного продукта производства биодизельного топлива) | |
| MX2010013307A (es) | Metodo de produccion de biomasa de levadura. | |
| CN103992904B (zh) | 一种提高苹果白兰地中酯类含量的方法 | |
| CN102674560B (zh) | 一种生物降解白酒厂黄水的工艺 | |
| CN101792727A (zh) | 一株凝结芽孢杆菌及其在l-乳酸钠制备中的应用 | |
| CN108277184A (zh) | 产褐藻胶裂解酶的芽孢杆菌及其制备方法和应用 | |
| CN114990028B (zh) | 一种高产短链脂肪酸的丁酸梭菌及其应用 | |
| CN115976122B (zh) | 一种二元混菌产酯发酵体系及其生产酯化液的方法和应用 | |
| CN110923268A (zh) | 酿酒酵母y3401的培养方法及其在白酒酿造中的应用 | |
| CN101008019A (zh) | 一株枯草芽孢杆菌在制备3－羟基丁酮中的应用 | |
| CN112006066A (zh) | 抑菌活性提高的混合发酵液及其制备方法和应用 | |
| CN115505473A (zh) | 一种浓香白酒的生产方法与发酵装置 | |
| CN112391418B (zh) | 一种覆盆子酮的工业化发酵生产方法 | |
| RU2375454C1 (ru) | Способ получения органических растворителей, преимущественно бутанола | |
| CN110982849B (zh) | 一种同时生产乙醇和羧酸的方法及其应用 | |
| CN102212451A (zh) | 基于微生物共培养的白酒黄水利用方法 | |
| CN1516737A (zh) | 一种通过共培养制备五倍子酸的方法 | |
| CN109055284B (zh) | 一种酿酒用海洋产酸菌株及其应用 | |
| CN111205987A (zh) | 一株红曲霉及利用该微生物制备浓香型白酒酯化液的方法与应用 | |
| CN108949595B (zh) | 一种产香酵母菌及其在红曲黄酒酿造中的应用 | |
| CN102925495A (zh) | 一种利用糖质原料连续发酵生产丁醇的方法 | |
| Patel et al. | Production of acetic acid from molasses by fermentation process | |
| CN112094762B (zh) | 一株葡萄牙棒孢酵母菌株及其应用 | |
| RU2405829C2 (ru) | Способ получения органических растворителей |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant |