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传统酿造食醋微生物群落功能调控关键技术与产业应用
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  • 公布年份:
    2018
  • 中图分类:
    TS264.22
  • 关键词:
  • 成果简介:
    该项目属于食品发酵与酿造技术领域。针对传统食醋酿造微生物复杂多样、特征风味及功能物质不清、工业效益偏低等关键技术与基础科学问题,创新了酿造微生物群落功能优化调控技术,率先在“中国醋王”江苏恒顺醋业进行了工业化推广,成功解决了酿造微生物性能差、原料利用率低、发酵周期长、产品品质不稳定等产业技术难题。主要技术创新如下: 建立了菌群结构解析技术,阐明了酿造微生物演替规律: 针对食醋酿造关键工序制曲、制酒、制醋过程中微生物和代谢物复杂特性,采用高通量测序、代谢组学分析等技术,首次系统地解析了传统食醋酿造全过程微生物群落结构及其演替规律,揭示了“酿醋菌群自我净化”的规律与机理;全面分析了食醋有机酸组成及特征风味物质形成规律,解决了妨碍定量研究食醋微生物群落结构以及精确其复杂组份的技术难题;解析了传统食醋中心脑血管保健物质川芎嗪的合成与调控机制,为实现食醋酿造菌群功能调控奠定基础。 建立了菌群功能深度分析与精准筛选技术,抓住了酿醋微生物的关键少数:构建了宏基因组尺度的酿醋微生物群落代谢网络,明确了3000多种微生物代谢功能差异,发现了15个属的核心微生物与食醋品质密切相关;基于关键功能微生物信息,理性设计了培养组学、模拟发酵以及纯培养等组合的酿醋功能微生物高效筛选策略,建成了酿醋微生物菌种库,优选了13株具有快速启动食醋发酵,显著增强产品有机酸、典型风味成分以及川芎嗪合成能力的“关键少数”微生物菌株,获得了可用于湖北、山东、山西、重庆、新疆、黑龙江等地多个品种食醋的强化组合,系统解决了酿醋功能微生物快捷、精准筛选与人工合成功能菌群的技术难题。 创建了分阶段菌群调控制醋新技术,革新了传统酿醋工艺: 创建了分阶段强化特定功能微生物的制醋新技术,促进了酿醋优势菌群快速形成,强化了食醋特征风味与功能物质合成;优化了传统工艺中醋醅“批次套醪接种”工艺,实现了发酵快速启动;建立了基于新工艺的料醅多点实时测控、动态翻醅和温湿度调控策略,创制了智能翻醅关键设备;研发了酿醋微生物实时定量监测体系,提高了监控快捷性与准确性,确保了酿造过程异常的早期预警与生产控制稳定性。新工艺食醋酿造周期缩短13天,原料转化率提高16%,川芎嗪含量提高10倍,综合产能提高25%以上,产业综合效益提升30%以上。 项目共完成科技成果鉴定3项、验收2项,获江苏省科学技术一等奖和中国轻工联合会科技进步一等奖各1项;授权国家发明专利11项、实用新型专利4项,牵头或参与修订国家标准3项,开发富含川芎嗪等食醋新产品3个;在COB、AEM、Food Microbiol等期刊发表论文22篇。项目成果于2010年起在江苏恒顺醋业全面实施,近3年累计实现销售总额33.85亿元,新增利润4.13亿元、税收2.86亿元。项目实现了传统酿造食醋“微生物功能可控、酿造过程可控与产品品质可控”,为中国传统酿造食品行业的升级改造提供了示范。
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