[发明专利]一种多菌种协同发酵联合前体添加提高山西老陈醋川芎嗪含量的方法

说明书

本发明属微生物技术领域，提供一种多菌种协同发酵联合前体添加提高山西老陈醋川芎嗪含量的方法。为提升山西老陈醋的川芎嗪含量，在山西老陈醋的醋酸发酵阶段添加山西老陈醋土著优良高产乙偶姻莫海威芽孢杆菌CGMCC 16910、植物乳杆菌CGMCC 15731、巴氏醋杆菌CGMCC 15730制的复配直投式发酵剂、乙偶姻及磷酸氢二铵等川芎嗪前体物质；在陈醋熏醅阶段再次添加磷酸氢二铵前体物质。得新淋醋川芎嗪565.85μg/mL，总酸5.78g/100mL，不挥发性酸1.79g/100mL，与对照相比提高了547.65%、53.72%、88.42%，提高了陈醋总酯及氨基氮含量，丰富了挥发性香气谱图及含量。

技术领域

本发明属于微生物技术领域，具体涉及一种多菌种协同发酵联合前体添加提高山西老陈醋川芎嗪含量的方法。

背景技术

山西老陈醋是我国传统四大名醋之一，其中含有川芎嗪、多酚、氨基酸及维生素等多种营养成分和功能成分，长期食用可增进食欲、有助于巧的吸收、降低血糖浓度、降低血压等。川芎嗪，又名四甲基吡嗪，属于吡嗪类的生物碱，具有特殊的臭味，有吸湿性，易升华，易溶于石油醚、热水，溶于稀酸、氯仿，不溶于冷水；是中药川芎中的重要活性物质，能够扩张小动脉，改善微循环和脑血流；也是我国首先从常用中药川芎中提取出的生物碱，它是川芎治疗心脑血管疾病的有效成分之一，临床上已广泛应用于治疗缺血性心脑血管疾病及慢性心衰、肾衰等并且取得了良好的疗效。

乙偶姻是山西老陈醋重要功能成分川芎嗪的前体物质。目前，关于微生物发酵体系中川芎嗪生成机制的研究已经比较系统，发现并证明在固态发酵条件下是所产生氨基酸脱氢酶实现从氨基酸到氨的转化，氨和羟基丁酮通过缩合作用合成川芎嗪因此氨基酸脱氢酶是合成川芎嗪的关键酶。进而提出并验证了固态发酵中川芎嗪合成的新理论：基于酶化学联合反应的川芎嗪合成机制。通过试验证明：羟基丁酮和氨基酸不能合成川芎嗪，只有羟基丁酮和氨通过缩合作用才能合成川芎嗪。在固态发酵的条件下，添加氨根离子可以促进代谢产生羟基丁酮，分泌蛋白酶将蛋白质降解为氨基酸，然后由细菌曲中产生的氨基酸脱氢酶（如谷氨酸脱氢酶和苯丙氨酸脱氢酶）将氨基酸脱氢得到氨。

在白酒细菌制曲过程中，川芎嗪的合成分为两个阶段：第一阶段是在最适温度下，细菌代谢产生羟基丁酮和氨；第二阶段是在高温条件下羟基丁酮和氨进行缩合反应，合成川芎嗪。其中温度对第二阶段川芎嗪合成影响很大，高温利于反应的进行。而在老陈醋的制作过程中，酒精发酵阶段无川芎嗪产生，最早产生于醋酸发酵阶段，可能来源于氨基酸与还原糖之间美拉德反应；熏醅阶段川芎嗪含量大幅上升，可能是醋醅中残余淀粉、半纤维素、蛋白质、菌体等物质在弱酸条件下水解成还原糖和氨基酸。

国内学者对我国陈醋的功能性成分分析研究过程中发现，川芎嗪是其重要的保健功能因子及风味成分。贺铮怡等对镇江米醋中的川芎嗪进行了定性鉴定，用反相HPLC法对生产工艺中不同阶段的醋样进行了含量分析，结果显示川芎嗪的大量生成是在成品陈放过程，初步推断为美拉德反应的产物。李亚丹、孙宗保等进一步研究显示，川芎嗪在糖化和酒精发酵时期尚未形成，其合成起始于醋酸发酵阶段；煎醋和陈酿均有利于川芎嗪含量的增加，在煎煮过程中所添加的米色液中含有的一定量的杂环化合物会产生少量川芎嗪；随着陈放时间的延长，香醋中的还原糖和氨基酸发生美拉德反应不断降解产生氨基酮，经缩合反应产生了大量的川芎嗪。

本发明从山西老陈醋发酵过程中分离筛选出高产川芎嗪前体物质-乙偶姻的芽孢菌、醋酸菌、乳酸菌，并将其制备成直投式发酵剂，多菌种协同发酵联合川芎嗪前体添加（乙偶姻、磷酸氢二铵）应用在传统食醋生产中，对于提高山西老陈醋的营养生理功能和丰富风味具有重要意义。

发明内容

本发明提供了一种多菌种协同发酵联合前体添加提高山西老陈醋川芎嗪含量的方法，本发明的技术方案如下：

一种多菌种协同发酵联合前体添加提高山西老陈醋川芎嗪含量的方法，具体步骤如下：