浓香型白酒发酵体系中己酸菌的研究进展

浓香型白酒发酵体系中己酸生成菌(以下简称“己酸菌”)的己酸合成代谢对提高浓香型白酒的发酵质量非常重要。因此,有必要深入全面了解浓香型白酒发酵体系中己酸菌的种类及其己酸合成代谢特征。本综述介绍了目前浓香型白酒发酵体系中已经分离的己酸菌株的种类多样性、系统进化关系、生理代谢特征、己酸合成代谢机制以及其与己酸菌、非己酸菌之间的协同代谢关系。本文可为理解己酸菌群在浓香型白酒发酵体系中的原位己酸合成代谢规律提供参考,为将来靶向提高己酸菌群在浓香型白酒发酵和生物质转化高附加值己酸工艺中进行己酸合成培养工程的应用提供理论依据。

己酸菌发酵液酯化合成己酸乙酯的研究

己酸乙酯是浓香白酒的特征香气成分,其含量的多少决定着浓香型白酒的品质。本研究对己酸菌发酵液酯化合成己酸乙酯的最佳条件进行探究,研究了不同条件下的酯化pH、不同酸调节pH以及乙醇、己酸浓度对己酸菌发酵液中己酸乙酯转化率的影响。结果表明,pH在3~4时己酸乙酯转化率较高,用乳酸调节p H效果最优,增加酯化体系中乙醇、己酸浓度均有利于提高己酸乙酯的转化率;使用己酸含量为18.86 g/L的浓缩己酸菌液,加入30%的无水乙醇,0.15%的酯化酶,用乳酸调节pH至4,34℃酯化24 h,己酸乙酯含量达到8962.99 mg/L,转化率为49.77%。

浓香型白酒窖泥己酸菌的研究进展

浓香型白酒是中国白酒的重要类型之一,己酸乙酯是浓香型白酒特征风味物质,该物质合成所需的前体己酸主要依靠发酵过程中的己酸菌代谢生成。己酸菌的分离、鉴定及代谢功能研究已成为白酒品质提升相关领域的研究热点之一。本文综述了窖泥中己酸菌的分离概况,介绍了浓香型白酒发酵系统中常见的3种己酸菌及己酸的合成途径,探讨了pH及底物组成对己酸产量的影响;此外,介绍了微生物群落中其他微生物对己酸菌的影响,以期通过探讨浓香型白酒发酵体系中微生物驱动己酸形成的机制及其影响因素,为提升浓香型白酒品质提供理论基础。

高粱两步法厌氧发酵产己酸研究

研究以富含淀粉的高粱为原料,通过两步法厌氧发酵提高己酸生成效率,即第一步分别接种己酸复合菌液、接种嗜酸乳杆菌TYCA06、添加酿酒酵母制得丁酸发酵液、乳酸发酵液、乙醇发酵液,第二步将丁酸发酵液、乳酸发酵液、乙醇发酵液等3种发酵液混合,并接种己酸复合菌液,厌氧发酵制得己酸。研究发现:通过优化丁酸发酵液、乳酸发酵液、乙醇发酵液的发酵工艺,丁酸发酵液中的丁酸、乙酸产量达到20.16 g/L和8.47 g/L,淀粉转化率达到76.02%;乳酸发酵液中的乳酸产量和乳酸产率分别达到11.41 g/L和42.48%;乙醇发酵液中的乙醇产率可达95.06%。继续优化己酸发酵工艺,发现当乙醇发酵液和乳酸发酵液同时作为电子供体时,己酸产量和产率均显著提升,分别达到4.15 g/L和75.2 mg/g,且当乙醇发酵液和乳酸发酵液中乙醇与乳酸添加的质量浓度比为2∶1时,己酸产量和产率均达到最高,分别为6.65 g/L和99.78 mg/g。对己酸发酵过程中微生物与己酸的相关性分析发现,发酵过程中和己酸含量呈正相关的微生物有产己酸菌属(Caproiciproducens)、Clostridium_sensu_stricto_12、Pseudoclavibacter。其中Caproiciproducens随着发酵进行不断富集,到发酵后期相对丰度达到37.81%,是己酸形成的主要贡献者。希望研究可为无外源电子供体添加条件下,实现高粱两步法厌氧发酵生产己酸提供理论基础,为拓展高粱的资源化利用提供思路。

基于浓香型白酒无窖泥酿造的复合己酸菌固定化工艺优化

为代替窖泥生产浓香型白酒,选用天然载体材料将窖泥中的复合己酸菌进行吸附固定。该文通过对比稻壳、玉米芯、丝瓜络固定复合己酸菌的固载量,确定丝瓜络为固定化载体。通过单因素试验、Box‐Behnken试验和神经网络分析结合遗传算法考察转速、载体装载量、固定化时间和固定化温度对丝瓜络固定复合己酸菌的影响。结果表明,固定化复合己酸菌的最佳工艺条件为转速160 r/min、载体装载量1.5 g/100 mL、固定化时间53 h、固定化温度35℃,此条件下丝瓜络固载量可达2.63×10^(9)个/g。将固定化的丝瓜络用于浓香型白酒无窖泥发酵,产生的浓香型白酒中己酸乙酯含量达到47.65 mg/100 mL,远高于未添加丝瓜络的空白组(0.20 mg/100 mL)。

厌氧发酵中硝态氮和亚硝态氮对己酸巨球菌产酸性能的影响机制

目前有机废弃物在厌氧发酵方面引起了极大的关注,然而在发酵过程中不可避免地会积累硝态氮(NO_(3)^(-)-N)和亚硝态氮(NO_(2)^(-)-N),它们对链延长微生物在脂肪酸合成过程中的影响尚鲜见报道.为了揭示无机氮污染对厌氧发酵过程可能产生的影响及其机理,探究了1、3、5 g/L的NO_(3)^(-)-N和NO_(2)^(-)-N对Megasphaera hexanoica(己酸巨球菌)厌氧发酵过程中己酸生产性能的影响.结果表明:①1、3、5 g/L的NO_(3)^(-)-N对菌株的生长代谢特性无明显促进或抑制作用,而同浓度的NO_(2)^(-)-N则严重抑制了菌株的生长代谢和己酸产生,其中5 g/L的NO_(2)^(-)-N导致菌株最大生长量仅为2.21 g/L,显著低于对照组的5.83 g/L,同时菌株的乳酸消耗量和己酸产量也分别从5.9和3.8 g/L降至2.2和1.1 g/L.②进一步的代谢活性实验表明,5 g/L的NO_(2)^(-)-N抑制了碳源氧化〔还原型辅酶Ⅰ产量为6.2 nmol/(mg·protein)〕和能量运输〔电子传递系统活性为0.04 mg/(g·protein·min)〕,且导致了菌株膜完整性受到破坏(乳酸脱氢酶释放量为92 mU/mL)以及胞外聚合物分泌增加(多糖含量为94 mg/L).③己酸巨球菌的基因表达结果显示,NO_(2)^(-)-N显著降低了链延长相关功能基因的表达丰度.研究显示,NO_(2)^(-)-N作为厌氧发酵液中的常见污染物,通过抑制己酸巨球菌中链延长相关基因和酶的代谢活性,从而显示出对己酸合成的明显抑制作用.

己酸菌发酵条件研究

己酸乙酯是浓香型白酒区别于其它香型白酒的主要香味成分.适量的己酸乙酯是决定浓香型白酒质量的一个重要指标,也是曲酒优质率的主要限制因素.己酸乙酯的产生需要很长的时间,而发酵时间有限,故可用己酸乙酯的一个重要前体—己酸作为间接指标.本文利用从洋河酒厂股份有限公司窖泥中分离得到的一株己酸菌—J7菌株,在实验室条件下模拟了其生长环境,通过测定己酸的含量来寻找适合J7菌株产酸的发酵条件.经实验表明,J7菌株的最适生长pH为7.5,它可利用葡萄糖生成少量的己酸,利用丙酸、丁酸可合成较多的己酸,其最适的碳源组成是2%的乙醇和2%的乙酸钠.

产己酸微生物筛选及其在浓香型白酒窖泥养护中的应用研究

该研究采用富集培养及己酸定性和定量分析从浓香型白酒酒厂的窖泥中分离筛选高产己酸的己酸菌,通过形态学观察及分子生物学技术对其进行菌种鉴定,并将其应用于窖泥养护中,检测养护前后窖泥的理化指标及挥发性风味成分。结果表明,筛选并鉴定得到一株可稳定高产己酸的水原拉梅尔芽孢杆菌(Rummeliibacillus suwonensis)DFN-1,其传代3次后,己酸产量为8.15 g/L。通过菌株DFN-1养护窖泥后,窖泥的品质明显得到改善,其水分含量提高10.62%,腐殖质含量提高47.10%,总氮含量提高30.55%,耐热芽孢杆菌数提高9.98%,铵态氮含量提高35.94%,特征风味物质己酸和己酸乙酯相对含量分别提高至31.73%和0.43%。

己酸铁的合成、结构表征及其抑菌活性研究

试验以己酸和硫酸铁为原料,采用皂化-复分解法合成己酸铁,并利用傅里叶红外光谱、X-射线衍射、粒度分析对合成的己酸铁进行结构表征,探究其对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌抑菌特性。结果表明:己酸铁具有典型金属皂的特征,粒度均一,平均粒径为18.757μm,己酸通过双齿桥联配位铁原子。己酸铁对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的最小抑菌浓度与最小杀菌浓度分别为2000、4000μg/mL。己酸铁通过改变细胞膜通透性影响溶液电导率,并造成核酸和蛋白质泄漏,破坏细胞膜完整性抑制大肠杆菌和金黄色葡萄球菌。综上所述,己酸铁可通过破坏细菌细胞膜结构对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌发挥抑菌作用,具有成为抗生素替代品的潜质。

6-羟基己酸甲酯高效催化加氢制备1,6-己二醇的工艺研究

在釜式反应器内进行6-羟基己酸甲酯加氢制备1,6-己二醇的工艺研究,考察了反应温度、反应压力、催化剂质量分数和反应时间等因素对催化加氢过程的影响,并采用气相色谱仪分析监测6-羟基己酸甲酯催化加氢制备1,6-己二醇的反应进程,得到最优工艺条件:温度为200℃、压力为7 MPa、催化剂质量分数为8%、反应时间为6 h。进一步采用核磁共振氢谱和红外光谱等分析手段对产品进行结构确认,结果表明,6-羟基己酸甲酯的转化率达99%,1,6-己二醇选择性最高可达86%。

氨基己酸与氨甲环酸在全髋关节置换术中的临床疗效与输血成本比较

目的 比较氨基己酸(EACA)和氨甲环酸(TXA)在全髋关节置换术(THA)中应用的临床疗效和输血成本。方法 回顾性分析2018年6月至2021年6月在河北中石油中心医院行THA治疗的259例患者的临床资料。根据干预方式的不同将其分为EACA组(n=156)和TXA组(n=103)。两组患者的止血药使用方式皆是静脉联合局部用药。对比两组患者围手术期失血相关的指标、输血相关的费用、手术和住院时间以及术后并发症的差异;比较两组术前、术后1 d血常规指标差异。结果 TXA组和EACA组在围手术期失血指标、术前与术后第1天血常规指标的变化值、输血比例、手术和住院时间以及术后并发症发生率方面比较,差异均无统计学意义(P均>0.05)。计算围术期输血相关的成本发现,相对于TXA而言,EACA的使用会增加患者的平均输血相关费用95.55元。结论 在THA中应用TXA与EACA均可有效减少血液丢失和输血,虽然两药的临床疗效与安全性差异不明显,但EACA的经济成本高于TXA。因此,在我国临床实践中不推荐使用EACA作为TXA的替代药物。

气相色谱法测定白酒中的乙酸、己酸含量

目的准确测量在白酒生产和质量控制中的两个关键成分:乙酸和己酸。方法采用直接进样-气相色谱技术(GC),快速且准确地同时测定了白酒中的乙酸和己酸含量。结果利用本方法,乙酸的检出限达到了0.012 g/L,己酸的检出限为0.0050 g/L。所有相关系数均超过0.999。相对标准偏差(RSD)分别为0.32%(乙酸)和0.33%(己酸),加标回收率分别为96.15%(乙酸)和96.69%(己酸)。结论本研究提出的新检测方法,不仅克服了传统检测方法和气相色谱在诸多方面的限制,而且展示了高效率、高灵敏度和优良选择性。这一方法对于提升白酒的生产工艺、确保产品风味的一致性和安全性具有重要的实际意义。

TMT定量蛋白质组学解析Rummeliibacillus suwonensis 3B-1生长及己酸代谢机制

【目的】从蛋白水平阐明水源拉梅尔芽孢杆菌(Rummeliibacillus suwonensis)的生长及己酸代谢机理,为水源拉梅尔芽孢杆菌的基因工程改造提供一定技术基础。【方法】以R.suwonensis 3B-1为研究对象,应用串联质谱标签(tandem mass tags,TMT)蛋白组学技术对该菌在好氧与厌氧条件下的差异表达蛋白(differentially expressed proteins,DEPs)进行挖掘,并对鉴定到的DEPs进行亚细胞定位、GO功能富集、KEGG信号通路注释、蛋白相互作用等生物信息学分析。【结果】从比较组中共鉴定获得810个DEPs,其中上调蛋白423个,下调蛋白387个,亚细胞定位到6个条目上,主要涉及细胞质蛋白,细胞膜蛋白和细胞壁等蛋白。GO功能富集分析结果显示,肽的生物合成、翻译和肽代谢过程等生物学过程;核糖体的结构组成和结构分子活性等分子功能;核糖体和核糖核蛋白复合物等细胞组分发生了显著变化。810个DEPs注释到113条KEGG信号通路,主要涉及辅因子生物合成,双组分系统,磷酸戊糖代谢,糖酵解/糖异生,以及氧化磷酸化等信号通路。苯丙氨酸-tRNA连接酶β亚基和核黄素生物合成蛋白RibD在蛋白互作网络中关联度最高。【结论】厌氧条件下,糖酵解途径中丙酮酸脱氢酶和丙酮酸激酶表达下调,氨基酸代谢和生物素蛋白连接酶等辅因子相关蛋白表达均呈现下调,表明该菌适合在好氧环境中生长。己酸合成方面,酰基辅酶A硫酯酶的表达量显著上调,同时,糖酵解/糖异生途径、三羧酸循环和磷酸戊糖途径为己酸合成提供了充足的前体物质和还原当量,共同促进了己酸合成。

窖泥微生物的分离、鉴定和己酸菌代谢产物的初步分析

该研究采用多种培养基富集方法和厌氧分离技术,从浓香型白酒窖泥中分离菌株,通过形态学观察、16S r RNA基因测序以及系统发育学分析确定其基本的分类信息,并通过气相色谱-质谱(GC-MS)及高效液相色谱(HPLC)法对颤螺旋菌科(Oscillospiraceae)己酸菌的代谢产物进行分析。结果表明,共分离得到63株细菌。基于16S r RNA基因序列可将全部菌株鉴定到属,分属于2纲3目8科15属,主要包括梭菌属(Clostridium)、植物乳植杆菌属(Lactiplantibacillus)、葡萄球菌属(Staphylococcus)、芽孢乳杆菌属(Sporolactobacillus)、Haloimpatiens、副梭菌属(Paraclostridium)、水原拉梅尔芽孢杆菌属(Rummeliibacillus)、产己酸菌属(Caproiciproducens)等。其中,有9株菌与近似菌的序列相似度较低(96.17%~97.70%),可能为潜在的新物种。3株颤螺旋菌科己酸菌均能利用RCM培养基发酵产乙酸、丁酸、己酸;其中Caproicibacterium sp. 20-5D、Caproiciproducens sp. CPB-2和Caproiciproducens sp. YR-4的己酸产量分别为3.84 g/L、1.03 g/L和0.35 g/L,具有较强的产混合酸能力。从浓香型白酒窖泥中获得的功能菌对丰富窖泥可培养微生物数量和功能微生物的应用与开发具有重要意义。

己酸菌微胶囊的制备及其在浓香型白酒中的应用

目的探究己酸菌微胶囊化及其在无窖泥发酵生产浓香型白酒中的应用。方法采用锐孔-凝固浴法制备己酸菌微胶囊,通过单因素筛选、Box-Behnkn实验设计和神经网络结合遗传算法优化得到最佳的己酸菌微胶囊制备工艺参数。结果制备己酸菌微胶囊的最佳工艺条件为:海藻酸钠浓度1.71%、氯化钙浓度2.85%、固化时间37 min,此时活菌数达到最高,为2.17×10^(8)个/g。对制备好的己酸菌微胶囊进行浓香型白酒无窖泥发酵验证实验,结果表明,微胶囊组酒样中的己酸乙酯含量为4.20 mg/100 mL,比空白组酒样(0.20 mg/100 mL)提高了20倍。结论本研究酿造的白酒无色透明,酒体谐调,具有窖香风味,浓香风格明显。

老年股骨粗隆间骨折围手术期应用氨基己酸和氨甲环酸的临床疗效比较

目的 比较氨基己酸和氨甲环酸降低老年股骨粗隆间骨折围手术期失血的临床效果。方法 回顾性分析2020—2022年收治的98例行股骨粗隆间骨折闭合复位髓内钉内固定术病人的临床资料,按照围手术期使用氨基己酸或氨甲环酸分为氨基己酸组和氨甲环酸组。比较2组病人失血量及相关并发症发生情况。结果 2组病人年龄、性别、身高、体质量、BMI、术前红细胞压积、总血容量差异均无统计学意义(P>0.05)。氨甲环酸组术后24 h内总失血量、术后24 h内隐性失血量及输血率、总输血量较氨基己酸组明显降低,差异有统计学意义(P<0.05);2组术后24~72 h总失血量、术后24~72 h隐性失血量及术中出血量、术后引流量、术后24 h和72 h红细胞压积、住院时间、手术时间、术后静脉血栓及伤口愈合不良等并发症发生率差异均无统计学意义(P>0.05)。结论 氨甲环酸减少股骨粗隆间骨折闭合复位内固定围术期失血的效果较氨基己酸强,特别是在减少隐性失血量方面优势明显,氨甲环酸可作为老年股骨粗隆间骨折闭合复位髓内钉内固定围术期首选的抗纤溶止血药物。

欧盟药品安全委员会建议暂停己酸羟孕酮上市许可

欧洲药品管理局(EMA)5月17日发布信息,称其药品安全委员会(PRAC)建议暂停己酸羟基孕酮(17-OHPC)在欧盟的上市许可。PRAC的一项评估发现,子宫暴露于己酸羟基孕酮可能存在癌症风险,该风险尚未被完全证实。此外,评估认为己酸羟基孕酮在预防早产方面无效,在其他适应证用途中有效性数据有限。在一些欧盟国家,己酸羟孕酮被批准作为注射剂用于预防孕妇流产或早产,以及治疗各种妇科疾病和生育障碍,包括缺乏黄体酮激素引起的疾病。PRAC回顾了一项基于人群的大型研究,该研究关注从出生起约50年内,子宫暴露于己酸羟孕酮的人群中罹患癌症的风险。研究表明,与未接触该药物的人群相比,子宫暴露于己酸羟孕酮人群罹患癌症的风险可能增加。然而,PRAC指出,该研究中癌症病例数量较少,存在一些局限性,如关于癌症危险因素的信息有限。因此,委员会得出结论认为,子宫暴露于己酸羟孕酮人群罹患癌症的风险是可能存在的,但由于不确定性,尚不能证实。

欧盟药品安全委员会建议暂停己酸羟孕酮上市许可

欧洲药品管理局(EMA)5月17日发布信息,称其药品安全委员会(PRAC)建议暂停己酸羟基孕酮(17-OHPC)在欧盟的上市许可。PRAC的一项评估发现,子宫暴露于己酸羟基孕酮的人群可能存在癌症风险,该风险尚未被完全证实。此外,评估认为己酸羟基孕酮在预防早产方面无效,在其他适应症用途中有效性数据有限。在一些欧盟国家,己酸羟孕酮被批准作为注射剂用于预防孕妇流产或早产,以及治疗各种妇科疾病和生育障碍,包括缺乏黄体酮激素引起的疾病。PRAC回顾了一项基于人群的大型研究,该研究关注从出生起约50年内,子宫暴露于己酸羟孕酮的人群中罹患癌症的风险。这项研究的数据表明,与未接触该药物的人群相比,子宫暴露于己酸羟孕酮人群罹患癌症的风险可能增加。然而,PRAC指出,该研究中癌症病例数量较少,存在一些局限性,例如关于癌症危险因素的信息有限。因此,委员会得出结论认为,子宫暴露于己酸羟孕酮人群罹患癌症的风险是可能存在的,但由于不确定性,尚不能证实。

基于超高效液相色谱同时测定白酒中丁酸和己酸的方法研究

本研究基于超高效液相色谱法(Ultra performance liquid chromatography,UPLC)建立了测定白酒中丁酸和己酸含量的方法。结果表明,当流动相磷酸二氢钾溶液与甲醇的比例在55∶45时,丁酸、己酸可实现有效分离,线性关系良好(R2>0.9999),精密度试验结果相对标准偏差(RSD)<1.0%,丁酸和己酸的加标回收率分别在97%~98%和101%~103%之间。通过该方法可实现对白酒中丁酸、己酸的准确检测,进一步指导白酒酿造工艺的靶向调控,提升白酒风味的丰富度与饮后舒适度。

欧盟药品安全委员会建议暂停己酸羟孕酮上市许可

欧洲药品管理局(EMA)5月17日发布信息,称其药品安全委员会(PRAC)建议暂停己酸羟基孕酮(17-OHPC)在欧盟的上市许可。PRAC的一项评估发现,子宫暴露于己酸羟基孕酮的人群可能存在癌症风险,该风险尚未被完全证实。此外,评估认为己酸羟基孕酮在预防早产方面无效,在其他适应症用途中有效性数据有限。