热带土壤中解淀粉芽孢杆菌HNU1的鉴定及发酵条件优化

重金属毒性强、不可降解,在环境中可持续存在,土壤中的重金属可通过食物链累积,对生物体的健康构成严重威胁。土壤微生物修复重金属污染方法具有经济成本低、周期短、效率高、无二次污染等优点,也存在外源微生物在土壤环境中不易存活和繁殖的缺点。通过形态观察、生理生化试验以及16S rDNA同源性序列分析对前期研究中分离保存的一株铜富集细菌HNU1菌株进行鉴定,鉴定该菌为解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)。并通过单因素试验和正交试验找出该菌株的最适发酵条件,该菌的最适培养基组成为蔗糖2 g·L-1,酵母粉4 g·L-1,胰蛋白胨6 g·L-1,MgSO4 5 g·L-1。培养条件为初始pH为8.0,温度37 ℃,接种量0.1%,摇床转速180 r·min-1,50 mL三角瓶中装液量20 mL。鉴定的解淀粉芽孢杆菌HNU1菌株对Cu具有良好的富集作用,可进一步开发为微生物肥料用于重金属污染农田土壤的修复,对土壤修复和改良具有重大意义。     

Y-S-Y12发酵液和生物质热解液混配对辣椒炭疽病的防治及作用机理

为探究解淀粉芽孢杆菌Y-S-Y12拮抗菌发酵液和生物质热解液混配对辣椒炭疽病的协同防病作用及其作用机理,对不同浓度生物质热解液、拮抗细菌Y-S-Y12菌株的发酵浓缩液及其混配溶液对辣椒炭疽病的抑菌作用进行检测,计算出毒力方程,根据EC50值将两种溶液进行混配,求得最佳配比。通过活体试验检测Y-S-Y12菌株对辣椒炭疽病果实的防治效果,测定叶片超氧化物歧化酶（superoxide dismutase,SOD)、过氧化物酶（peroxidase,POD）和过氧化氢酶（hydrogen peroxidase,CAT）活性,并探究各药剂对辣椒炭疽病病菌菌丝的细胞膜通透性、生理代谢和菌丝形态的影响。结果显示,Y-S-Y12菌株发酵浓缩液和生物质热解液以1∶9混配具有明显的协同增效作用;混配的防效显著高于单剂,防效达到79.62%,进一步说明混配具有增效作用。混剂处理的辣椒炭疽病菌菌丝中的几丁质酶活性、β-1,3-葡聚糖酶活性和蛋白酶活性显著高于对照和单剂处理,处理后菌体的保护屏障被打破,使培养液的电导率、外渗液中蛋白质和核酸含量上升。混剂处理的辣椒叶片中SOD、POD、CAT酶活性显著高于对照和单剂处理,说明辣椒植株抗病性增强。综上,Y-S-Y12菌株发酵液和生物质热解液混配对辣椒炭疽病有协同防病作用,可能是因为Y-S-Y12菌株具有破坏辣椒炭疽病菌菌丝和诱导辣椒植株抗病性作用。研究为辣椒炭疽病无公害防治提供理论依据。     

DMDC前处理对巨峰冰葡萄酒发酵及其品质的影响

【目的】研究二甲基二碳酸盐(DMDC)杀菌技术对巨峰冰葡萄酒发酵过程及品质的影响,为DMDC应用于巨峰冰葡萄酒发酵加工提供理论依据。【方法】在糖质量浓度分别为350和400 g/L的浓缩葡萄浆醪中,分别添加250 mg/L DMDC和200 mg/L亚硫酸盐进行杀菌处理,比较2种杀菌处理方法对巨峰冰葡萄酒发酵期间可溶性固形物、总糖、还原糖、酒精度、pH、总酸、挥发酸、花色苷等理化指标及酒体感官评分的影响。【结果】处理前,当糖质量浓度分别为350和400 g/L时,其对葡萄醪的微生物菌落总数无显著影响。与处理前相比,DMDC处理能降低葡萄醪的菌落总数、霉菌和乳酸菌菌落数,优于亚硫酸盐处理;DMDC处理使葡萄醪的酵母菌菌落数降低至检测限之下,而亚硫酸盐对酵母菌只有微弱的杀菌作用。当糖质量浓度为400 g/L时,DMDC处理的可溶性固形物、总糖、还原糖质量浓度均高于亚硫酸盐处理,且二者之间差异显著;当糖质量浓度为350 g/L时,DMDC与亚硫酸盐处理之间的可溶性固形物、总糖、还原糖质量浓度无差异显著。在整个发酵过程中,当糖质量浓度分别为350和400 g/L时,DMDC处理的酒精度、pH均高于亚硫酸盐处理,DMDC处理的花色苷质量浓度低于亚硫酸盐处理,但二者总酸质量浓度差异不大。在发酵前期,各处理组的挥发酸质量浓度无显著差异(P0.05);在发酵后期,当糖质量浓度为400 g/L时,DMDC和亚硫酸盐处理的挥发酸质量浓度均较高。由感官评价结果可知,DMDC处理能改善巨峰冰葡萄酒的口感,酒体颜色呈桃红色;亚硫酸盐处理巨峰冰葡萄酒的口感较差,酒体颜色呈紫红的宝石色。【结论】用250 mg/L DMDC对葡萄浆醪进行处理可能成为一种有效控制发酵冰葡萄酒品质的杀菌前处理方式。     

反刍家畜胃肠道甲烷排放与减排策略

反刍家畜胃肠道甲烷排放是重要的温室气体排放源,减少反刍家畜胃肠道甲烷排放有助于缓解全球温室效应和提高家畜饲养效率。本论文从中国反刍家畜胃肠道甲烷排放现状、瘤胃甲烷生成机制、甲烷生成的日粮营养影响因子和甲烷减排策略与潜力4个方面系统综述反刍家畜胃肠道甲烷排放的研究进展。目前,中国反刍家畜甲烷总排放量超过10 Tg,占全球胃肠道甲烷排放的比例超过15%。反刍家畜胃肠道甲烷排放主要来自瘤胃和后肠道,其中瘤胃甲烷占胃肠道甲烷生成总量的80%以上。二氧化碳还原路径利用瘤胃内的氢和二氧化碳合成甲烷,是瘤胃内生成甲烷的主要路径。瘤胃内的氢还可被相关微生物利用,合成挥发性脂肪酸和微生物蛋白等代谢产物,进而被机体利用。减少反刍家畜胃肠道甲烷排放的关键在于促进瘤胃内氢的利用,以及阻断瘤胃内的氢被甲烷菌利用合成甲烷。甲烷减排的日粮营养调控策略包括优化日粮组成、改善饲料品质、提高瘤胃流通速率、添加氢池和甲烷抑制剂等。大多数营养调控策略的甲烷减排效果小于40%,最新研制的3-NOP抑制剂的甲烷减排效果最高可达80%。但是,一些减排策略的产业化应用还受添加剂残留、抗生素禁用、食品安全、产品价格和消费者喜好等因素影响。牧场管理和遗传选育也是降低甲烷排放量的重要手段,过去100年来已实现每千克标准乳的甲烷排放量减排效果为57%。未来反刍家畜胃肠道甲烷研究将主要集中在低排放品种的遗传选育、不同营养调控策略间的组合效果、甲烷减排的经济效益和可持续性、家畜生长性能与健康、食品安全、消费者喜好等方面。     

响应面法优化绿色木霉产孢子固体发酵培养基

为探讨绿色木霉固体发酵产孢子的最佳发酵培养基。运用响应面法设计试验,筛选出主要影响因子碳酸钙、硫酸铵及氯化锰,以孢子量为响应值建立二次回归方程,并借助Design Expert 8.0.6软件进行分析数据并确定优化条件。结果表明,在温度28℃,接种量15%,料水比1:0.70的培养条件下发酵7天,孢子量为8.505×10⁹CFU/g。通过优化,最终确定最佳发酵配方为：麸皮（过40目筛）50%,稻壳粉（过20目筛）30%,玉米粉（过80目筛）20%,硫酸铵1.08%,黄豆饼粉2.00%,玉米浆干粉2.00%,碳酸钙0.55%,氯化锰0.37%,pH 6.0~7.0。该配方所用原料廉价易得,发酵水平高,为大规模工业化生产提供保障。     

肉桂酸终止低醇葡萄酒酒精发酵的工艺优化

以天津汉沽“玫瑰香”葡萄为原料酿造低醇葡萄酒,以添加SO2终止发酵为对照,以酒精度、酵母菌致死率和稳定性等重要理化指标及感官评价为检测依据,比较了单纯添加不同浓度的肉桂酸（100、150、200、250 mg/L）,以及肉桂酸（50、75、100、125 mg/L）协同SO2（60 mg/L）共同终止酒精发酵对酿造低醇葡萄酒品质的影响,并采用高效液相色谱法检测了最终成品酒中肉桂酸的含量。结果表明：单纯添加肉桂酸组和肉桂酸协同SO2组均优于对照组（单纯SO2 组）,其中单纯添加250 mg/L肉桂酸终止发酵能获得品质最高且稳定性最好的低醇葡萄酒,其酒精度为6.32%(V/V),酵母菌致死率达98.58%。所酿低醇玫瑰香葡萄酒呈浅玫瑰红色,澄清透明,果香、酒香平衡,酸甜适中,无酵母味,具有一定的玫瑰香的品种香。该低醇葡萄酒中肉桂酸检测含量为62 mg/L。     

小球藻红枣乳酸发酵饮料的研制

以小球藻、红枣为原料,利用乳酸菌发酵,制作具有海藻特殊芳香及兼具红枣营养价值的小球藻红枣乳酸发酵饮料。结果表明,球藻液与红枣液最佳配比为3∶7(V/V),小球藻红枣发酵液最佳发酵条件为:小球藻红枣原液添加量30%,脱脂乳70%,发酵时间9 h,发酵温度42℃,接种量0.10%;最佳调配配方为:小球藻红枣发酵液50 m L,水50 mL,白砂糖5 g,柠檬酸0.2%,稳定剂(CMC)0.2%。研制出的饮料为均匀的淡乳黄色,清新的红枣味和发酵乳香味,无藻腥味,具有独特的口感。     

台湾青枣乳酸发酵饮料的研制

通过单因素试验(青枣果肉添加量、蔗糖添加量、奶粉添加量、接种量、发酵温度和发酵时间)研究青枣发酵饮料的感官品质,通过正交试验,确定台湾青枣发酵饮料的最佳配方为青枣果肉添加量30%,蔗糖添加量10%,奶粉添加量6%;青枣发酵乳酸饮料的最佳发酵工艺为发酵时间35 h,发酵温度30℃,接种量0.25%。     

传统山西老陈醋增香酵母菌的筛选及其特性研究

为选育山西老陈醋用微生物发酵剂,从传统发酵工艺生产的山西老陈醋中分离筛选到5株增香酵母菌。结合形态学和酵母菌26S rDNA Dl/D2区序列分析,初步鉴定Y1为酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae),Y26为毕赤酵母(Pichia scaptomyzae),Y30为假丝酵母(Candida humilis),Y68为红酵母(Rhodotorula sp.),Y70为盔形毕赤酵母(Pichia membranifaciens)。采用固相微萃取和气-质联用技术分析这5株酵母发酵液的主要挥发性成分。结果表明,醇类和酯类挥发性成分种类和组成差异较大;对这5株酵母菌进行耐酸性、乙醇耐受性、高温耐受性发酵试验,结果表明毕赤酵母Y26具有优良的耐酸性、乙醇耐受性。综合其具有高产乙酯类、低产高级醇的特性,毕赤酵母Y26有望开发为山西老陈醋的新型发酵剂。     

温度对红曲菌以荞麦为基质固态发酵产色素的影响

发酵温度是影响微生物繁殖和代谢最重要的因素之一。利用红曲菌以荞麦为基质进行固态发酵,考查发酵温度对发酵产红曲荞麦中的生物量、色价和总黄酮含量的影响。结果表明,在发酵的前6 d,生物量随着发酵温度的升高而增大;6 d之后,30℃条件下生长量增长最快;发酵4 d后产生色素,黄、橙、红3种色素的色价在30℃条件下都增长最快。荞麦基质中的黄酮含量在发酵过程中变化不显著。