一种用于提高山西老陈醋γ-氨基丁酸含量的生物强化方法技术

本发明专利技术属微生物技术领域，提供一种用于提高山西老陈醋γ‑氨基丁酸含量的生物强化方法。传统山西老陈醋酿造原料中添加富含γ‑氨基丁酸的发芽大麦；酒精发酵阶段添加红曲霉、山西老陈醋土著优良高产γ‑氨基丁酸的酿酒酵母CGMCC 15729、植物乳杆菌CGMCC 15731制的复配直投式发酵剂；醋酸发酵阶段添加山西老陈醋土著优良高产γ‑氨基丁酸的巴氏醋杆菌CGMCC 15730、植物乳杆菌CGMCC 15731制的复配直投式发酵剂。得新淋醋中总酸5.85g/100mL，γ‑氨基丁酸0.23mg/mL，总酯4.58g/100mL，与对照相比提高了55.58%、283.33%、54.73%，丰富了有机酸和挥发性香气种类和含量。

A Bioaugmentation Method for Increasing the Content of Gamma-Aminobutyric Acid in Shanxi Old Vinegar

The invention belongs to the field of microbial technology, and provides a biological strengthening method for improving the content of gamma aminobutyric acid in Shanxi aged vinegar. Traditional Shanxi aged vinegar brewing raw materials were added with germinated barley rich in gamma-aminobutyric acid; mixed direct-feeding starter made of Monascus, Saccharomyces cerevisiae CGMCC 15729 and Lactobacillus plantarum CGMCC 15731 with excellent and High-yielding gamma-aminobutyric acid by Shanxi aged vinegar indigenous people was added in the alcoholic fermentation stage; and pasteurilla vinegar stem with excellent and High-yielding gamma-aminobutyric acid was added in the acetic acid fermentation stage. Compound direct-feeding starter made of CGMCC 15730 and Lactobacillus plantarum CGMCC 15731. The total acid, gamma-aminobutyric acid and ester in Xinlin vinegar were 5.85g/100mL, 0.23mg/mL and 4.58g/100mL, which were 55.58%, 283.33% and 54.73% higher than those in the control, enriching the kinds and contents of organic acids and volatile aroma.

【技术实现步骤摘要】
一种用于提高山西老陈醋γ-氨基丁酸含量的生物强化方法
本专利技术属于微生物
，具体涉及一种用于提高山西老陈醋γ-氨基丁酸（GABA）含量的生物强化方法。
技术介绍
山西老陈醋是我国传统四大名醋之一，其中含有乳酸、苹果酸等多种有机酸以及酯、醇、酮、醛等呈香物质，这些风味物质的协同作用，赋予了山西老陈醋“绵、酸、香、甜、鲜”等特点。川芎嗪是山西老陈醋中重要的生理功能物质，除此之外，新近发现山西老陈醋中也含有微量的γ-氨基丁酸。γ-氨基丁酸（GABA）是一种非蛋白质组成成份的天然氨基酸，也是高等生物脑和脊髓神经系统中广泛分布的最重要的神经性抑制递质。具有控制高血压，降血糖，抗焦虑、凝神，治疗神经性病变，调节内分泌，利肾健肝，控制哮喘，延缓衰等一系列保健和生理功能。在动物、植物和微生物体内GABA的主要合成途径是通过谷氨酸脱羧酶催化L-谷氨酸脱羧，作为一种新型功能因子，GABA正逐步被人们所注意。由于GABA在动植物含量非常低，要想从自然界生物体内获取丰富的GABA资源比较困难。当今，用微生物发酵法来实现GABA的生产主要是通过紫色红曲霉、酵母菌等菌株发酵。公布号为CN101899382A公布了一种γ-氨基丁酸高含量谷物醋的制备方法。其以高产的红曲菌制备的红曲为糖化发酵剂，探讨了高含量谷物醋的酿造条件，制备得到了GABA含量高达100mg/L的谷物醋。公布号为CN104774734A公布了一种富含γ-氨基丁酸的红曲醋的制备方法。添加巴氏醋杆菌、植物乳杆菌以及红曲霉后，制备得到的红曲醋中γ-氨基丁酸含量与传统方法相比提高了120~230%。本专利技术采用多株高产GABA的菌种，并且在原料中添加富含GABA的发芽大麦，多阶段强化，用于提高山西老陈醋GABA含量的方法，主要是从山西老陈醋发酵过程中分离筛选出高产GABA的菌株，对于提高山西老陈醋的营养生理功能和丰富风味具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术提供了一种用于提高山西老陈醋γ-氨基丁酸（GABA）含量的生物强化方法，本专利技术的技术方案如下：一种用于提高山西老陈醋GABA含量的生物强化方法，具体步骤如下：高产GABA菌株的筛选：对实验室购买的红曲霉CGMCC3.15546和山西老陈醋酒精发酵阶段的酒醪样品和醋酸发酵阶段的醋醅样品分离出的42株酵母菌、30株乳酸菌、35株醋酸菌、10株霉菌进行产GABA能力的测定，最终筛选得到高产GABA的红曲霉CGMCC3.15546、酵母菌421、乳酸菌7和醋酸菌2416，其GABA产量分别为5.76mg/mL、2.05mg/mL、3.94mg/mL、1.56mg/mL。对酵母菌421、乳酸菌7和醋酸菌2416进行形态学和测序鉴定，经鉴定为酿酒酵母（Saccharomycescerevisiae）、植物乳杆菌（Lactobacillusplantarum）和巴氏醋杆菌（Acetobacterpasteurianus）。将其保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏日期：2018年5月7日，保藏编号分别为CGMCC15729、CGMCC15731、CGMCC15730。红曲霉发酵液的制备方法为：将红曲霉菌CGMCC3.15546点接于PDA固体斜面，30℃培养3‒5d，将活化好的斜面菌种，用无菌生理盐水冲洗获得孢子悬液，滤纸过滤除去菌丝，制备成106cfu/mL的红曲霉孢子悬液；PDA液体扩大培养基中接种培养基体积10%的红曲霉孢子悬液，调节pH为5，30℃，180r/min培养10d后得到红曲霉发酵液。复配直投式发酵剂的制备方法为：（1）将活化后的酿酒酵母CGMCC15729按照3%的接种量接入到PDA液体培养基，30℃静置培养培养24h；将活化后的植物乳杆菌CGMCC15731、巴氏醋杆菌CGMCC15730按照3%的接种量分别接入到MRS液体培养基，植物乳杆菌在37℃下静置培养24h，巴氏醋杆菌在30℃下180r/min培养2d，待培养液的菌体浓度均达到108cfu/mL后，采用中空纤维膜浓缩，发酵液分别浓缩至原体积的1/5后添加无菌的保护剂混合，浓缩发酵液与保护剂的体积比为1:3v:v，以进风温度为120℃，出风温度为55℃低温喷雾干燥；（2）将酿酒酵母CGMCC15729、植物乳杆菌CGMCC15731干粉按质量比1:1混合即为酒精发酵阶段的复配直投式发酵剂，将植物乳杆菌CGMCC15731、巴氏醋杆菌CGMCC15730干粉按质量比1:1混合即为醋酸发酵阶段的复配直投式发酵剂，其活菌数均为1011cfu/g，阴凉干燥条件下贮存期为一年。将GABA强化的直投式发酵剂强化应用在山西老陈醋发酵过程中的具体方法为：高粱粉碎至四至六瓣，100公斤高粱和5公斤的发芽大麦加入60‒70公斤温度为50‒55℃水润料12h，将润好的高粱蒸2h，无夹心不粘手时停火；再加入300公斤温度为80℃的水，搅拌均匀浸料，温度降至25‒33℃时拌入60公斤的大曲，加入红曲霉发酵液和酒精发酵阶段的复配直投式发酵剂（酿酒酵母CGMCC15729、植物乳杆菌CGMCC15731），搅拌均匀后输送到酒精发酵罐中，控制发酵罐中温度为25‒33℃，酒精发酵8‒10天，前2天为敞口发酵，之后为封口发酵，酒精度为6%时，加入150公斤麸皮和100公斤的谷糠，搅拌均匀，加入10公斤火醅，再加入醋酸发酵阶段的复配直投式发酵剂（植物乳杆菌CGMCC15731、巴氏醋杆菌CGMCC15730），控制发酵罐中温度为24‒47℃进行醋酸发酵10‒12天，酸度为4.66g/100g时，加入10公斤食盐，停止发酵，经熏醅、淋醋环节得新淋醋，测定新淋醋的理化指标，有机酸及挥发性香气成分。采用GABA强化发酵剂强化应用在山西老陈醋生产中，得到的新淋醋中总酸含量为5.85g/100mL，GABA含量为0.23mg/mL，总酯含量为4.58g/100mL，与对照相比分别提高了55.58%、283.33%、54.73%，另外，丰富了有机酸和挥发性香气的种类和含量。所述火醅为前一批发酵第2天的醋醅。所述无菌保护剂配方为：A：脱脂奶粉10g，蒸馏水100mL，115℃灭菌15min；B：海藻糖1.5g、甘油0.5g、山梨醇2g、麦芽糊精1g、蒸馏水100mL，121℃灭菌15min；A和B分别灭菌后，冷却至室温混合即为保护剂。附图说明图1高产GABA菌株的菌落形态和细胞形态；图中A为酿酒酵母CGMCC15729的菌落形态图；a为酿酒酵母CGMCC15729在1000×下的细胞形态图；B为植物乳杆菌CGMCC15731的菌落形态图；b为植物乳杆菌CGMCC15731在1000×下的细胞形态图；C为巴氏醋杆菌CGMCC15730的菌落形态图；c为巴氏醋杆菌CGMCC15730在1000×下的细胞形态图。具体实施方式下面通过具体的实施例对本专利技术的技术方案作进一步说明。实施例1：高产GABA菌株的筛选对实验室购买的红曲霉CGMCC3.15546和山西老陈醋酒精发酵阶段的酒醪样品和醋酸发酵阶段的醋醅样品分离出的10株霉菌、42株酵母菌、30株乳酸菌、35株醋酸菌，使用发酵培养基培养菌株，待发酵结束后，将发酵物8000r/min离心本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于提高山西老陈醋γ‑氨基丁酸含量的生物强化方法，其特征在于：高粱和发芽大麦按重量比为20:1的比例混合作为山西老陈醋发酵原料，以高粱重量为计算基准，在酒精发酵阶段，添加红曲霉、山西老陈醋土著优良高产γ‑氨基丁酸的酿酒酵母、植物乳杆菌制备的复配直投式发酵剂；在醋酸发酵阶段，添加山西老陈醋土著优良高产γ‑氨基丁酸的巴氏醋杆菌、植物乳杆菌制备的复配直投式发酵剂；其中：所述红曲霉菌株购买于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC3.15546；酿酒酵母（

【技术特征摘要】
1.一种用于提高山西老陈醋γ-氨基丁酸含量的生物强化方法，其特征在于：高粱和发芽大麦按重量比为20:1的比例混合作为山西老陈醋发酵原料，以高粱重量为计算基准，在酒精发酵阶段，添加红曲霉、山西老陈醋土著优良高产γ-氨基丁酸的酿酒酵母、植物乳杆菌制备的复配直投式发酵剂；在醋酸发酵阶段，添加山西老陈醋土著优良高产γ-氨基丁酸的巴氏醋杆菌、植物乳杆菌制备的复配直投式发酵剂；其中：所述红曲霉菌株购买于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC3.15546；酿酒酵母（Saccharomycescerevisiae）、植物乳杆菌（Lactobacillusplantarum）、巴氏醋杆菌（Acetobacterpasteurianus），保藏单位：中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏日期为：2018年5月7日，保藏编号分别为：CGMCC15729、CGMCC15731、CGMCC15730。2.根据权利要求1所述的一种用于提高山西老陈醋γ-氨基丁酸含量的生物强化方法，其特征在于：所述红曲霉发酵液的制备方法为：将红曲霉菌CGMCC3.15546点接于PDA固体斜面，30℃培养3‒5d，将活化好的斜面菌种，用无菌生理盐水冲洗获得孢子悬液，滤纸过滤除去菌丝，制备成106cfu/mL的红曲霉孢子悬液；PDA液体扩大培养基中接种培养基体积10%的红曲霉孢子悬液，调节pH为5，30℃，180r/min培养10d后得到红曲霉发酵液。3.根据权利要求1所述的一种用于提高山西老陈醋γ-氨基丁酸含量的生物强化方法，其特征在于：所述复配直投式发酵剂的制备方法为：（1）将活化后的酿酒酵母CGMCC15729按照3%的接种量接入到PDA液体培养基，30℃静置培养培养24h；将活化后的植物乳杆菌CGMCC15731、巴氏醋杆菌CGMCC15730按照3%的接种量分别接入到MRS液体培养基，植物乳杆菌在37℃下静置培养24h，巴氏醋杆菌在30℃下180r/min培养2d，待培养液的菌体浓度均达到108cfu/mL后，采用中空纤维膜浓缩，发酵液分别浓缩至原体积的1/5后添加无菌的保护剂混合，浓缩发酵液与保护剂的体积比为1:3...

【专利技术属性】
技术研发人员：许女，陈旭峰，王如福，贾瑞娟，刘丹彤，
申请(专利权)人：山西农业大学，
类型：发明
国别省市：山西,14