[01037240]传统酿醋微生物群落的结构和功能优化及其应用

中国酿醋历史悠久,年产量约500万吨,居世界首位.传统酿醋的特征是固态、开放式、多菌种混合发酵,产品风味独特,并具有鲜明的地域性,品质远高于深层液态发酵食醋.镇江香醋是中国四大名醋之首,近年来随着市场的扩大,传统酿醋工艺的品控和效益提升成为产业放大的主要矛盾,建立基于传统工艺的现代固态发酵食醋工艺优化体系成为提高产品质量、参与国际化竞争的关键突破点.经过近8年的基础研究和产业实践,该项目在解析和发掘出镇江香醋酿造微生物群落的结构和功能基础上,系统完成了基于功能微生物的固态酿造食醋生物强化技术的产业化应用,主要内容包括:采用宏基因组测序、PCR-DGGE、克隆文库分析、荧光定量PCR等分子生态学技术,首次解析了镇江香醋酿造过程中的微生物群落结构及其演替规律,并明确了功能微生物的种属,为解析中国传统酿造食醋工艺机理奠定了理论基础;明确了镇江香醋典型风味特征,提出了川芎嗪是镇江香醋中具有心脑血管保健功效的重要物质基础之一和特征成分,并解析了川芎嗪的生物合成机制与生成的理化因素.结合风味化学组学及特征指纹技术,从分离出的200余株酿醋微生物菌种库中筛选出10株功能微生物,其在食醋酿造过程中具有增强多种有机酸、典型风味成分以及功能成分(川芎嗪)生成的功能,并能够促进优势菌群的快速形成,起到加速发酵进程的作用.建立了镇江香醋酿造功能微生物的生物强化技术和固态发酵优化调控技术体系,规模化应用表明,能够使醋酸发酵周期从21天缩短为15天,原料转化率提高10%,优质香醋产率提高18%,川芎嗪含量提高250%,综合产能提高了25%以上,产业效益大幅度提升.形成了一系列优质镇江香醋的发酵生产工艺及放大生产技术,并进行了包括富含川芎嗪镇江香醋新产品在内的部分产品产业化示范.项目成果为镇江香醋的产业技术提升奠定了坚实的基础,相关技术成果在安徽恒裕酿造有限公司、湖北灵乡食品有限公司等多家食醋酿造企业得到推广应用,并促进了山西老陈醋、浙江玫瑰米醋等国内知名食醋生产企业的技术创新.项目先后完成科技成果验收2项,申请国家发明专利10项,其中获授权5项;参与制定镇江香醋国家新标准1项;在Food Microbiol.,Int. J. Food Sci. Technol.,J. Sci. Food Agric.,微生物学报等国内外期刊上发表相关研究论文15篇,其中SCI论文4篇.项目成果于2009年起在江苏恒顺醋业股份有限公司实施产业化.累计新增产值21700万元,新增销售收入21200万元,新增利润总额3400万元,新增税收总额2440万元.