專利名稱：：一種利用天然抗菌劑防治酒精發(fā)酵染菌的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種利用天然抗菌劑防治酒精發(fā)酵染菌的方法。技術(shù)背景燃料酒精的發(fā)酵生產(chǎn)正在全世界迅速發(fā)展，大量的研究正致力于采用低成本的生物質(zhì)來(lái)代替玉米作為發(fā)酵底物，卻很少關(guān)心在發(fā)酵中因?yàn)槿揪斐蓳p失等問(wèn)題。在酒精發(fā)酵工廠中能遇到的典型污染細(xì)菌有布赫內(nèi)氏乳桿菌、胚芽乳桿菌、無(wú)乳酸干酪乳桿菌、干酪乳桿菌、短乳桿菌、嗜酸乳桿菌、林德氏乳桿菌、腸膜明串珠菌、短芽孢桿菌、蠟狀芽孢桿菌(參見(jiàn)中國(guó)專利CN1095415A)醋酸菌和丁酸菌等。乳酸菌是酒精發(fā)酵中主要的污染菌，因?yàn)樗軌蛟谒嵝院洼^高溫度條件下存活，而且其產(chǎn)物乳酸也抑制酵母的生長(zhǎng)及發(fā)酵。工業(yè)上一般采用酸洗的方法來(lái)防治染菌，即將培養(yǎng)后的酵母菌懸液用酸調(diào)pH至2.0，并保持一定時(shí)間以使乳酸菌不能存活(J.Inst.Brew.,1989,95,347)。但是在連續(xù)發(fā)酵中此方法是不可行的。其它的方法有采用抗生素如青霉素(Appl.Environ.Microbiol.,1960,8,263;Appl.Microbial.Biotechnol.,2003,62,498)、四環(huán)素(Appl,Environ.Microbiol"1960，8,263)、萬(wàn)古霉素(J.Ind,Microbiol.Biotechnol.,1997,18,284)等。但抗生素昂貴的價(jià)格使發(fā)酵行業(yè)利潤(rùn)更低，而且抗生素的殘留問(wèn)題及耐藥性細(xì)菌的出現(xiàn)使各國(guó)均制定相應(yīng)的法律以減少使用抗生素。近年來(lái)，也有采用聚醚離子載體抗菌素(參見(jiàn)中國(guó)專利CN1095415A)、亞硫酸鹽和過(guò)氧化氫(Appl.Environ.Microbiol.,1997,63,l.)、三氯碳酰苯胺(Biores.Technol.，1998，63，17.)等來(lái)控制乳酸菌的污染。美國(guó)專利US20070036882Al報(bào)道了從啤酒花分離得到的6種酒花酸于220ppm(l(^g/mL)能夠抑制乳酸菌的生長(zhǎng)，進(jìn)而提高了酒精的產(chǎn)量。采用天然抗菌劑防治酒精發(fā)酵染菌可與傳統(tǒng)使用抗生素等方法相媲美，因?yàn)樗粌H起到抑制雜菌、促進(jìn)發(fā)酵的作用，而且不造成污染，符合"綠色"需求。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的旨在提供一種不僅可控制細(xì)菌群體的生長(zhǎng)，減少由細(xì)菌產(chǎn)生的有機(jī)酸的量，而且促進(jìn)酵母菌的生長(zhǎng)，提高酒精產(chǎn)量的利用天然抗菌劑防治酒精發(fā)酵染菌的方法。本發(fā)明包括以下步驟1)取烏梅粉碎至2040目細(xì)粉；2)加入去離子水進(jìn)行提取1240min;3)離心后收集上清液并進(jìn)一步濃縮至提取液中烏梅的含量為0.5lg/mL，得濃縮液；4)將濃縮液經(jīng)濕熱滅菌得烏梅提取液備用；5)在酒精的發(fā)酵體系中，按體積百分比的發(fā)酵液量的2%15%添加烏梅提取液。步驟2中所述的提取可采用回流提取、微波提取、超聲提取或超臨界萃取等方式。本發(fā)明適用于如安琪酒精活性干酵母、米酒酵母、K一酵母、1300酒精酵母、Sb724酒精酵母，以及應(yīng)用于發(fā)酵的運(yùn)動(dòng)單胞菌(細(xì)菌)等酒精酵母。本發(fā)明適用于大米、玉米、高梁、木薯等淀粉質(zhì)原料，以及甜菜糖汁、甘蔗糖汁、稀釋的甜菜廢糖蜜、稀釋的甘蔗廢糖蜜，葡萄酒，葡萄酒副產(chǎn)物，蘋(píng)果酒或蘋(píng)果酒副產(chǎn)物等發(fā)酵底物。本發(fā)明通過(guò)在發(fā)酵液中加入烏梅提取液來(lái)控制乳酸菌的生長(zhǎng)，促進(jìn)酵母的生長(zhǎng)及發(fā)酵進(jìn)而提高酒精的產(chǎn)量。其中，由于烏梅含有各種有機(jī)酸，對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌有強(qiáng)烈的抑制作用，且能夠促進(jìn)酵母的生長(zhǎng)，進(jìn)而使酒精產(chǎn)量提高了1.25.4%。而且烏梅提取物為天然植物提取，無(wú)藥物殘留問(wèn)題，不造成污染，來(lái)源廣泛，價(jià)格低廉。因此，該方法具有經(jīng)濟(jì)可行性，適應(yīng)于大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)。具體實(shí)施方式下面通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。實(shí)施例1先取烏梅粉碎至20目細(xì)粉，稱取30g，加入240mL的去離子水進(jìn)行回流提取1.5h，離心后收集上清液并進(jìn)一步濃縮至60mL，再濕熱滅菌得濃度為0.5g/mL的烏梅提取液(相當(dāng)于每毫升提取液中含0.5克烏梅)。培養(yǎng)米酒酵母和發(fā)酵乳桿菌ATCC14931(發(fā)酵乳桿菌ATCC14931能夠在3(TC下36h內(nèi)大量生長(zhǎng)，并且能夠在>10%(v/v)酒精下存活(參見(jiàn)文獻(xiàn)Appl.Environ.Microbiol.，2000，66,4187.)至對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期。將玉米漿液化、糖化后得可發(fā)酵性糖達(dá)60mg/ml，分裝使每個(gè)體積為250ml的搖瓶含100ml發(fā)酵液，再接入酵母菌懸液和乳酸菌菌懸液，使酵母菌和乳酸菌分別達(dá)到108CFU/mL(每毫升中的菌落形成單位)和108CFU/mL，然后再加4ml烏梅提取液。每隔12h取樣，用高效液相色譜測(cè)定樣品中酒精和乳酸的量。測(cè)得發(fā)酵結(jié)束時(shí)的酒精產(chǎn)量為9.40mg/ml，而乳酸產(chǎn)量為0.17mg/ml。相對(duì)應(yīng)的菌落計(jì)數(shù)結(jié)果為酵母細(xì)胞個(gè)數(shù)由起始的1.6x108CFU/mL,于12h后為5.6><108CFU/mL;乳酸菌個(gè)數(shù)起始時(shí)為0.6x108CFU/mL，發(fā)酵結(jié)束時(shí)為2.2><109CFU/mL。實(shí)施例2實(shí)施方案如實(shí)施例1，不同的是在接入同樣量的酵母和乳酸菌后再加8mL的烏梅提取液。每隔12h取樣，用高效液相色譜測(cè)定樣品中酒精和乳酸的量。測(cè)得發(fā)酵結(jié)束時(shí)的酒精產(chǎn)量為9.60mg/ml，而乳酸產(chǎn)量為0.10mg/ml。相對(duì)應(yīng)的菌落計(jì)數(shù)結(jié)果為酵母細(xì)胞個(gè)數(shù)由起始的1.6xl08CFU/mL，于12h后達(dá)到3.9x108CFU/mL;乳酸菌個(gè)數(shù)起始時(shí)為0.6x108CFU/mL，發(fā)酵結(jié)束時(shí)為1.6x108CFU/mL。實(shí)施例3實(shí)施方案如實(shí)施例l，烏梅提取液改為15mL。每隔12h取樣，用高效液相色譜測(cè)定樣品中酒精和乳酸的量。測(cè)得發(fā)酵結(jié)束時(shí)的酒精產(chǎn)量為9.80mg/ml，而乳酸產(chǎn)量減少至0mg/mL。相對(duì)應(yīng)的菌落計(jì)數(shù)結(jié)果為酵母細(xì)胞個(gè)數(shù)由起始的1.6x108CFU/mL，于12h后達(dá)到3.2x108CFU/mL;乳酸菌個(gè)數(shù)起始時(shí)為0.6xl08CFU/mL，發(fā)酵結(jié)束時(shí)為1.4x106CFU/mL。實(shí)施例4實(shí)施方案如實(shí)施例1，取烏梅粉碎至40目細(xì)粉，稱取60g，加入240mL的去離子水，在微波功率為700W時(shí)提取60s，離心濃縮至60mL，再濕熱滅菌得濃度為1g/mL的烏梅提取液。在接入同實(shí)施例1量的酵母和乳酸菌后再加5mL的烏梅提取液。每隔12h取樣，用高效液相色譜測(cè)定樣品中酒精和乳酸的量。測(cè)得發(fā)酵結(jié)束時(shí)的酒精產(chǎn)量為9.55mg/ml，而乳酸產(chǎn)量為0.12mg/ml。相對(duì)應(yīng)的菌落計(jì)數(shù)結(jié)果為酵母細(xì)胞個(gè)數(shù)由起始的1.6xl08CFU/mL，于12h后達(dá)到3.5x108CFU/mL;乳酸菌個(gè)數(shù)起始時(shí)為0.6x108CFU/mL，發(fā)酵結(jié)束時(shí)為4.0x108CFU/mL。對(duì)比例1實(shí)施方案如實(shí)施例1，不同的是僅僅接入同樣量的酵母和乳酸菌，不加入烏梅提取液。每隔12h取樣，用高效液相色譜測(cè)定樣品中酒精和乳酸的量。測(cè)得發(fā)酵結(jié)束時(shí)的酒精產(chǎn)量為9.30mg/ml，而乳酸產(chǎn)量為0.21mg/mL。酵母的細(xì)胞個(gè)數(shù)由起始為1.6><108CFU/mL，于12h后達(dá)到3.0x108CFU/mL;而乳酸菌的個(gè)數(shù)起始時(shí)為0.6x108CFU/mL，發(fā)酵結(jié)束時(shí)為3.9x109CFU/mL。對(duì)比例與實(shí)施例的比較可見(jiàn)表1和表2。表1烏梅提取液對(duì)酒精發(fā)酵中乳酸菌生長(zhǎng)的影響初始原始條件<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>表2烏梅提取液對(duì)酒精發(fā)酵中酵母菌生長(zhǎng)的影響初始原始條件<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>權(quán)利要求1.一種利用天然抗菌劑防治酒精發(fā)酵染菌的方法，其特征在于包括以下步驟1)取烏梅粉碎至20～40目細(xì)粉；2)加入去離子水進(jìn)行提取1～240min；3)離心后收集上清液并進(jìn)一步濃縮至提取液中烏梅的含量為0.5～1g/mL，得濃縮液；4)將濃縮液經(jīng)濕熱滅菌得烏梅提取液備用；5)在酒精的發(fā)酵體系中，按體積百分比的發(fā)酵液量的2％～15％添加烏梅提取液。2.如權(quán)利要求1所述的一種利用天然抗菌劑防治酒精發(fā)酵染菌的方法，其特征在于在步驟2中所述的提取為回流提取、微波提取、超聲提取或超臨界萃取。全文摘要一種利用天然抗菌劑防治酒精發(fā)酵染菌的方法，提供一種不僅可控制細(xì)菌群體的生長(zhǎng)，減少由細(xì)菌產(chǎn)生的有機(jī)酸的量，而且促進(jìn)酵母菌的生長(zhǎng)，提高酒精產(chǎn)量的利用天然抗菌劑防治酒精發(fā)酵染菌的方法。取烏梅粉碎至20～40目細(xì)粉；加入去離子水進(jìn)行提取1～240min；離心后收集上清液并進(jìn)一步濃縮至提取液中烏梅的含量為0.5～1g/mL，得濃縮液；將濃縮液經(jīng)濕熱滅菌得烏梅提取液備用；在酒精的發(fā)酵體系中，按體積百分比的發(fā)酵液量的2％～15％添加烏梅提取液。由于烏梅含有各種有機(jī)酸，對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌有強(qiáng)烈的抑制作用，而且烏梅提取物為天然植物提取，無(wú)藥物殘留，無(wú)污染，來(lái)源廣泛，價(jià)格低廉，具有經(jīng)濟(jì)可行性，適于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。文檔編號(hào)C12P7/08GK101250559SQ200810070749公開(kāi)日2008年8月27日申請(qǐng)日期2008年3月14日優(yōu)先權(quán)日2008年3月14日發(fā)明者寧何,孫道華,李清彪,坤楊,欣楊,林文爽,王海濤,王遠(yuǎn)鵬,邵文堯,鄭進(jìn)保,黃加樂(lè)申請(qǐng)人:廈門(mén)大學(xué)