科普小知识

酵素菌种入门:让你“吃醋”的醋酸菌!

2021-08-21 09:49:04 1446

“食醋”是每家每户必备的厨房调味品,“食醋”的生产过程中也少不了微生物的协助。是什么微生物的帮助使得我们的味蕾多了这一种独特的感受呢?它就是醋酸菌。

醋酸菌是一类能够将乙醇或糖类不完全氧化为醋酸或葡萄糖酸等有机酸的革兰氏阴性菌或变种。醋酸菌是重要的工业用菌之一 ,除常用于食醋的生产之外,醋酸菌对于酵素的工业生产同样重要。

酵素菌种入门:让你“吃醋”的醋酸菌!(图1)


中文学名:醋酸菌

拉丁学名:Acetobacter aceti

界:细菌界

门:变形菌门

纲:α-变形菌纲

目:红螺菌目

科:醋酸杆菌科


醋酸菌属于革兰氏阴性菌或变种,能够将糖类或乙醇氧化为葡萄糖酸或乙酸等有机酸,通常情况下氧气作为最终电子受体而转化为水,在嫌气的条件下醋 酸菌为了生存偶尔也会以其它的化合物作为最终电子受体,比如在酒精发酵过程中以乙醛作为受氢体。在显微镜下,一般以单个、成对或成链出现,呈椭圆或杆状、直形或弯曲。一般不产芽孢和荚膜,菌落呈灰色,一般不产生色素但少数菌株产水溶性色素。 


醋酸菌是革兰氏阴性或革兰氏不定型的椭圆或杆状细胞,呈单个、成对或短链状排列。醋酸菌不形成芽孢,菌体周生或端生鞭毛,因而具有运动能力。生长最优pH值是5.0~6.5,而它们能够在更低pH值(3~4)下生长。除少量种属中的菌株具有一定的耐热性,绝大部分的醋酸菌最适生长温度在28℃~30℃之间。 


以醋化醋酸杆菌(A.aceti)为代表的醋酸杆菌属 能氧化乙酸盐和乳酸盐,能氧化乙醇产乙酸,泛醌为Q-9型。以液化葡糖醋杆菌(Ga.liquefaciens)为典型菌株的葡糖醋杆菌属能氧化葡糖酸盐和醋酸盐,能氧化酒精产醋,辅酶Q为Q-10型。


醋酸菌有相当强的醇脱氢酶、醛脱氢酶等氧化酶系活力,因此除能氧化酒精生成醋酸外,还有氧化其他醇类和糖类的能力,生成相应的酸、酮等物质,例如:丁酸、葡萄糖酮酸、木糖酸、阿拉伯糖酸、丙酮酸、琥珀酸、乳酸等有机酸,以及氧化甘油生成二酮、氧化甘露醇生成果糖等。醋酸菌也有生成酯类的能力,接入产生芳香酯多的菌种发酵,可以使食醋的香味倍增。上述物质的存在对形成酵素的风味有重要作用。

酵素菌种入门:让你“吃醋”的醋酸菌!(图2)


醋酸菌为好氧菌,在实施液体静置培养时,会在液面形成菌膜,但葡萄糖氧化成杆菌时不形成菌膜。在含有较高浓度乙醇和醋酸的环境中,醋酸杆菌对缺氧非常敏感,中断供氧会造成菌体死亡。


醋酸菌生长繁殖的适宜温度为28℃-33℃。醋酸菌不耐热,在60℃下经10min即死亡。醋酸菌生长的最适pH为3.5-6.5,一般的醋酸杆菌能耐受醋酸达7%-9%。醋酸杆菌对酒精的耐受力颇高,酒精浓度可达到5%-12%(体积分数),但对食盐的耐受力很差,当食盐浓度超过1%-1.5%时就停止活动。在生产中当醋酸发酵完毕时就添加食盐,其目的除调节食醋滋味外,也是防止醋酸菌继续作用,将醋酸氧化为二氧化碳和水的有效措施。


对醋酸菌最适宜的碳源是葡萄糖、果糖等六碳糖,其次是蔗糖和麦芽糖等。醋酸菌不能直接利用淀粉等多糖类。酒精也是很适宜的碳源,有些醋酸菌还能以甘油甘露醇等多元醇为碳源。


在工业生产中,为了提高产量和质量,避免杂菌污染,一般采用人工纯接种的方式进行发酵。由于醋酸菌种类不同,其对酒精的氧化能力也有差异。在实际生产中,选择菌种是很重要的工作,最好选用氧化酒精速度快、不再分解醋酸、耐酸性强、产品风味好的菌种。在酵素生产中,常见的有纹膜醋酸菌(A.aceti)、许氏醋杆菌(A.schutzenbachii)、巴氏醋酸菌(A. pasteurianus)、巴氏亚种(沪酿1.01)等。


奥尔兰醋酸杆菌(A.orleanense)

法国奥尔兰地区用葡萄酒生产醋的主要菌株是奥尔兰醋酸杆菌。它能产生少量的酯,产醋酸的能力弱,但耐酸陛较强,能由葡萄糖产5.26%葡萄醋。


恶臭醋杆菌(A.rancens)

这是我国食醋生产使用的菌种之一。它在液面形成皱褶的皮膜,菌膜沿容器壁上升,液不混浊。一般能产酸60-80g/L,有的菌株能产20g/L。葡萄糖酸,能把醋酸进一步氧化为二氧化碳和水。


许氏醋酸杆菌(A.schutzenbachii)

许氏醋酸杆菌是国外有名的速酿醋菌种,也是制醋工业较重要的菌种之一,产酸可高达115g/L(以醋酸计)。最适生长温度25-27.5℃,在37℃即不再产醋酸,对醋酸没有进一步的氧化作用。

酵素菌种入门:让你“吃醋”的醋酸菌!(图3)


沪酿1.01醋酸菌

沪酿1.01醋酸菌属于巴氏醋酸杆菌的巴氏亚种。该菌是在1972年从丹东速酿醋中分离而得的,在上海酿造科学研究所实验工厂及上海醋厂投产使用,现已被全国许多醋厂用于液体醋生产。其细胞0.3-0.55μm,专性好气菌,在酵母膏葡萄糖淡酒琼脂培养基上的菌落为乳白色;酒精静置培养表面形成不透明的薄膜。


醋酸菌是重要的工业用菌之一。 醋酸菌在工业生产中主要用于酿造食醋、酵素及果醋饮料。


目前,食用酵素酿造的优良菌株分为醋酸杆菌属和葡萄糖杆菌属两个属。植物酵素采用现代生物发酵技术,以水果、药食同源中药材等植物为主要原料,利用微生物深层液态发酵而成,醋酸菌除能将乙醇氧化为醋酸外,也能够氧化糖类、糖醇、有机酸等物质,其口味独特、营养价值丰富并具有一定的保健功能。

酵素菌种入门:让你“吃醋”的醋酸菌!(图4)


分享按钮