[發(fā)明專(zhuān)利]一株茅臺(tái)慢生芽孢桿菌及其在大曲發(fā)酵中的應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211304558.X
• 申請(qǐng)日: 2022-10-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN115806908A
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-03-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許正宏;陸震鳴;梁源;時(shí)偉;張曉娟;柴麗娟;史勁松;陳福祥;陳福偉
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 貴州中鑒酒業(yè)集團(tuán)有限公司;江南大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C12N1/20
• 分類(lèi)號(hào): C12N1/20;C12P17/12;C12G3/02;C12R1/01
• 代理公司: 廣州粵高專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 彭曉勤

本發(fā)明屬于發(fā)酵工程技術(shù)領(lǐng)域，具體公開(kāi)了一株茅臺(tái)慢生芽孢桿菌(Lentibacillus maotaii)JN110522，保存于中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心，保藏日期為2022年6月29日，保藏編號(hào)為CGMCC No.25214。該菌株可同時(shí)代謝產(chǎn)生高含量的2,3,5,6?四甲基吡嗪和2,3,5?三甲基吡嗪，2,3,5,6?四甲基吡嗪產(chǎn)量可達(dá)到26.2±0.8mg/L，2,3,5?三甲基吡嗪的含量可達(dá)4.1±0.4mg/L。本發(fā)明還公開(kāi)了本菌株應(yīng)用于在高溫大曲發(fā)酵過(guò)程的壓曲階段可大幅度提高高溫大曲中2,3,5,6?四甲基吡嗪的和2,3,5?三甲基吡嗪的含量，使高溫大曲的醬香風(fēng)味更佳突出，可用于制備高性能的大曲。利用該菌發(fā)酵得到的強(qiáng)化曲其吡嗪類(lèi)化合物總產(chǎn)量、2,3,5,6?四甲基吡嗪產(chǎn)量和2,3,5?三甲基吡嗪產(chǎn)量和普通茅臺(tái)慢生芽孢桿菌強(qiáng)化大曲相比，各吡嗪類(lèi)化合物產(chǎn)量提升了1倍，應(yīng)用價(jià)值很高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于發(fā)酵工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一株同時(shí)生產(chǎn)2,3,5,6-四甲基吡嗪和2,3,5-三甲基吡嗪的茅臺(tái)慢生芽孢桿菌及其在大曲發(fā)酵中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

2,3,5,6-四甲基吡嗪(2,3,5,6-tetramethylpyrazine)是雜環(huán)含氮化合物，廣泛存在于發(fā)酵食品中，具有烘烤、可可、咖啡的香氣，常用于烘烤食品、冷飲、乳制品、卷煙等香精香料的調(diào)配；2,3,5-三甲基吡嗪(2,3,5-trimethylpyrazine)也是一種雜環(huán)含氮化合物，可用于奶油型香精的調(diào)香，也可用以調(diào)制咖啡、可可、巧克力、花生、芝麻油等香型的香精。目前，在中國(guó)白酒尤其是醬香型白酒中也檢測(cè)到了大量的2,3,5,6-四甲基吡嗪、2,3,5-三甲基吡嗪以及其他吡嗪類(lèi)物質(zhì)，其中2,3,5,6-四甲基吡嗪和2,3,5-三甲基吡嗪是白酒尤其是醬香型白酒中重要的香氣成分，它們被認(rèn)為對(duì)醬香型白酒的風(fēng)味起到了重要的貢獻(xiàn)。

2,3,5-三甲基吡嗪的來(lái)源為化學(xué)合成，如由1,2-丙二胺與丁二醇或甲基環(huán)氧乙烷環(huán)化縮合成；而2,3,5,6-四甲基吡嗪的來(lái)源主要有直接從植物中提取、化學(xué)合成和生物合成三種。其中，直接從植物中提取的方法效率較低，中藥材川芎根莖中的四甲基吡嗪含量只有0.075％，且原料難以大規(guī)模供應(yīng)；化學(xué)合成所用到的反應(yīng)過(guò)程需要?jiǎng)×业姆磻?yīng)條件，對(duì)機(jī)械設(shè)備的要求較高，且會(huì)有帶來(lái)副產(chǎn)物的風(fēng)險(xiǎn)；生物合成主要指微生物工程技術(shù)，利用菌種篩選誘變技術(shù)和發(fā)酵工程技術(shù)等來(lái)生產(chǎn)四甲基吡嗪，具有綠色天然、成本低、條件溫和等特點(diǎn)，因此通過(guò)生物合成法廣泛應(yīng)用于釀酒領(lǐng)域，特別是通過(guò)提高大曲發(fā)酵質(zhì)量，并提高吡嗪類(lèi)含量，來(lái)改善大曲的風(fēng)味和性能，進(jìn)而提高白酒的風(fēng)味。

常用的提高大曲發(fā)酵質(zhì)量的方法為強(qiáng)化大曲技術(shù)，該技術(shù)是運(yùn)用現(xiàn)代微生物技術(shù)來(lái)分離和培育大曲功能菌株，在大曲制作過(guò)程中通過(guò)將功能菌人工接種與自然富集微生物相結(jié)合，能夠提高功能微生物的生態(tài)占位，有利于發(fā)揮其代謝功能，從而有效提升大曲的風(fēng)味和性能。

近年來(lái)，相關(guān)研究學(xué)者發(fā)現(xiàn)微生物代謝是白酒中2,3,5,6-四甲基吡嗪的一個(gè)重要來(lái)源。有多項(xiàng)研究使用微生物強(qiáng)化技術(shù)提升了酒醅中四甲基吡嗪的產(chǎn)量，所用到的菌種涉及枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌等。中國(guó)白酒釀造過(guò)程中涉及到了大量種類(lèi)的微生物，目前尚有大量微生物的功能未得到驗(yàn)證，不明確具體哪種微生物對(duì)于白酒釀造起重要作用。因此，篩選可以高產(chǎn)2,3,5,6-四甲基吡嗪，且同時(shí)可以生產(chǎn)2,3,5-三甲基吡嗪的新菌株，對(duì)于生產(chǎn)中豐富和提高白酒風(fēng)味的新方式具有重要的實(shí)際意義。目前現(xiàn)有技術(shù)無(wú)發(fā)現(xiàn)本發(fā)明中的慢生芽孢桿菌的新物種的記錄，也無(wú)采用本發(fā)明所述的慢生芽孢桿菌同時(shí)生產(chǎn)四甲基吡嗪和2,3,5-三甲基吡嗪的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一株新的茅臺(tái)慢生芽孢桿菌，該菌株能夠同時(shí)代謝產(chǎn)生2,3,5,6-四甲基吡嗪和2,3,5-三甲基吡嗪，本發(fā)明還提供了該茅臺(tái)慢生芽孢桿菌在大曲發(fā)酵中的應(yīng)用；本發(fā)明也提供了本茅臺(tái)慢生芽孢桿菌的培養(yǎng)基和同時(shí)代謝產(chǎn)生2,3,5,6-四甲基吡嗪和2,3,5-三甲基吡嗪的方法。

本發(fā)明為了實(shí)現(xiàn)上述目的，采用以下技術(shù)方案：