一种用于改善啤酒大麦麦芽过滤性能的白地霉菌

技术领域

本发明属于啤酒酿造技术领域，涉及一种用于改善啤酒大麦麦芽过滤性能的白地霉菌。

背景技术

我国啤酒产量已连续多年位居世界第一，而且目前产量仍在继续增加。大麦麦芽作为啤酒酿造的主要原料，在啤酒酿造中有着举足轻重的作用。啤酒大麦麦芽的质量在很大程度上决定着啤酒的口味、纯度、口感等相关的质量要素。当前，啤酒酿造技术已经比较成熟，随着啤酒行业间的竞争加剧，啤酒企业要立足市场唯有不断降低成本。目前进口啤酒大麦价格较高，为了促进发展国产啤酒大麦，许多啤酒工厂选择用国产啤酒大麦，或是将国产啤酒大麦与进口啤酒大麦分别制成麦芽后再按照一定的比例混合使用。但是，由于部分国产大麦自身的质量缺陷，影响了酿造出来啤酒的质量。

与进口啤酒大麦相比，部分国产啤酒大麦存在的质量缺陷主要表现为发芽率较低，发芽不均匀，生产出的麦汁粘度高、过滤速度慢等。大麦发芽的目的是使大麦产生各种水解酶系，使大麦中的内容物质在发芽过程中得到适度分解，以满足啤酒生产过程中糖化和啤酒发酵的要求。大麦发芽过程中水解酶活力的高低直接决定着成品麦芽的质量，若能提高制麦过程中所产生的水解酶的活力，则得到的成品麦芽在某些质量指标方面会有比较明显的改善。这不仅可以使啤酒企业增加国产啤酒大麦的使用比例，降低啤酒生产成本，增加企业经济效益，同时也可以极大的推动我国啤酒大麦的种植，将产生深远的社会意义和经济效益。

制麦过程中通过引入一种或者几种有益微生物菌株，用来改善麦芽质量是一种新兴的制麦技术。这些被添加的有益微生物在生长过程中能够产生多种水解酶系，这些水解酶能够协助麦芽胚乳细胞壁的溶解，使胚乳细胞壁变得疏松，利于其他各种水解酶的作用，从而提高成品麦芽胚乳细胞的溶解状况，改善麦芽的过滤性能。基于接种微生物的制麦效果是来源于微生物的产酶作用，因此有必要筛选出适当的微生物接种到发芽过程中的大麦表面，使其能够在麦芽表面大量生长繁殖，形成菌群优势，利用其产酶作用来改善成品麦芽的过滤性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于改善啤酒大麦麦芽过滤性能的白地霉菌，该菌种于2007年11月保藏于中国普通微生物菌种保藏管理中心，保藏编号为CGMCC-2245。所述菌种的应用方法为，在原有制麦工艺第一次浸水过程中添加白地霉菌，应用上述菌种得到的成品麦芽在过滤性能、溶解性能上有了很大改善，可用于改善国产啤酒大麦明显的质量不足。

所述白地霉菌，其菌落呈平面扩散，生长快，扁平，乳白色，短绒状或近于粉状，有同心圈可放射线，有的呈中心突起；在麦芽汁中培养24h，会产生白色的、呈毛绒状或粉状的白醭；具有菌丝，菌丝为有横隔的真菌丝，有的为二叉分枝，菌丝宽3-7μm；菌丝成熟后断裂成单个或成链、长筒形、末端钝圆的节孢子，节孢子长约4.9-7.6μm，宽约5.4-16.6μm。

所述白地霉在葡萄糖、甘露糖、果糖上能微弱发酵，有氧时能同化甘油、乙醇、山梨醇和甘露醇。能分解果胶和油脂。能同化多种有机氮源和尿素。白地霉能水解蛋白、液化明胶、胨化牛奶，不能液化明胶，此菌最高生长温度33-37℃。

所述白地霉菌，筛选方法如下：收集大麦、小麦或麦芽表面真菌微生物，以麦芽粉作为液态产酶培养基，对从大麦、小麦以及麦芽表面分离得到的真菌微生物进行液态产酶培养，对培养液分别进行β-葡聚糖酶、木聚糖酶、蛋白酶和纤维素酶活力测定，筛选得到水解酶活力高的真菌微生物。

大麦、小麦或麦芽表面真菌微生物的收集方法为：取大麦、小麦或者麦芽样品10克，放入装有90mL无菌水并放有小玻璃珠的250mL三角瓶中，200r/min，室温振荡30min，使微生物细胞分散，静置20-30s，即成10^-1稀释液；再用1mL无菌吸管，吸取10^-1稀释液1mL，移入装有9mL无菌水的试管中，吹吸3次，让菌液混合均匀，即成10^-2稀释液；再换一支无菌吸管吸取10^-2稀释液1mL，移入装有9mL无菌水的试管中，也吹吸三次，即成10^-3稀释液；以此类推，连续稀释，制成10^-4、10^-5、10^-6等一系列稀释菌液，每个稀释梯度的稀释液各0.2mL，于PDA培养基平板上用无菌涂布器分别依次涂布3个平皿，28℃培养3d，根据菌落形态和光学显微镜两者结合观察，大致判断所分离到的真菌微生物，再查阅文献，根据文献的报道，将已知的对大麦发芽过程中产生不利影响的真菌微生物排除，剩余的真菌微生物进行纯种保存。

微生物发酵产酶条件为：以2％的麦芽粉作为发酵产酶培养基，250mL三角瓶装50mL发酵产酶培养基，接入10⁷个真菌微生物孢子，168r/min、28℃恒温振荡培养7天后，将发酵液3000r/min离心10min，取上清液，适当稀释后测定酶活。

制麦微生物的筛选方法为：首先通过对麦芽过滤性能影响较大的四类水解酶(β-葡聚糖酶、木聚糖酶、蛋白酶和纤维素酶)的测定，从中挑选出水解酶活力较高的真菌微生物；再通过大麦发芽试验对所筛选到的真菌微生物进行验证，以确定其是否可以用于实际制麦过程中。

本发明提供的微生物对由发芽率低或蛋白质偏高导致的麦芽溶解不足而产生的过滤性能差的缺陷有明显改善，通过接种筛选得到的有益微生物菌株到制麦过程的浸麦水中，利用菌株在生长过程中的产酶作用改善麦芽胚乳细胞壁的溶解，使原本不能正常进行溶解的大麦达到良好的制麦效果，明显改善所制得麦芽的过滤性能，具有广阔的应用前景。

具体实施方式

实施例1：改善啤酒大麦麦芽过滤性能真菌微生物的初筛

以不同品种、不同产地的大麦、小麦和麦芽作为分离源，以加入抑菌剂的PDA培养基作为分离培养基，通过菌落形态和光学显微镜两者相结合的方法，共得到68株真菌微生物，将得到的68株真菌微生物进行液态发酵产酶培养，通过对发酵液的酶活测定，最终筛选到了4株产β-葡聚糖酶、木聚糖酶、蛋白酶和纤维素酶活力较高的真菌微生物。

取大麦、小麦或者麦芽样品10克，放入装有90mL无菌水并放有小玻璃珠的250mL三角瓶中，200r/min，室温振荡30min，使微生物细胞分散，静置20-30s，即成10^-1稀释液；再用1mL无菌吸管，吸取10^-1稀释液1mL，移入装有9mL无菌水的试管中，吹吸3次，让菌液混合均匀，即成10^-2稀释液；再换一支无菌吸管吸取10^-2稀释液1mL，移入装有9mL无菌水的试管中，也吹吸三次，即成10^-3稀释液；以此类推，连续稀释，制成10^-4、10^-5、10^-6等一系列稀释菌液，每个稀释梯度的稀释液各0.2mL，于含有抑菌剂的PDA培养基平板上用无菌涂布器分别依次涂布3个平皿，28℃培养3d，通过菌落形态和光学显微镜两者相结合的方法，共得到68株真菌微生物。

以2％的麦芽粉作为发酵产酶培养基，250mL三角瓶装50mL发酵产酶培养基，将得到的68株真菌微生物按照10⁷个真菌微生物孢子接入发酵培养基，200r/min、28℃恒温振荡培养7天后，将发酵液3000r/min离心10min，取上清液，适当稀释后分别测定β-葡聚糖酶、木聚糖酶、蛋白酶和纤维素酶的活力，最终筛选到了4株产β-葡聚糖酶、木聚糖酶、蛋白酶和纤维素酶活力较高的真菌微生物，其编号分别为G.C 4，G.C9，G.C16，JN4。

实施例2：改善啤酒大麦麦芽过滤性能真菌微生物的制麦效果验证

通过从江苏产KA-4B大麦中选取低发芽率的大麦作为实验样品，其理化指标为：水分11.4％、千粒重38.6g、蛋白质13.9％、五天发芽率70％、水敏感性16％；制麦工艺为：

浸麦：浸水5h，断水14h，浸水4h，断水12h，浸水2h，浸麦温度：15℃，浸麦度43％。

发芽：15℃恒温发芽5天，发芽前24h内适当补充水分，湿度控制：90％。

焙燥：45℃1h、50℃1h、55℃1h、60℃4h、65℃3-6h、68℃1h、70℃1h、77℃1h、81℃3h。

在制麦过程中的第一次浸麦水中分别添加初筛得到的4株真菌微生物，测定成品麦芽60min的滤液体积，结果见表1。采用微生物法制得的麦芽与对照相比，在过滤性能上有了很大改善，成品麦芽60min的滤液体积提高了63.4％，改善效果十分明显，最后确定JN4为制麦用微生物，并于2007年11月保藏于中国普通微生物菌种保藏管理中心，保藏编号为CGMCC-2245。

表1真菌微生物制得成品麦芽过滤性能比较

从表2中可以看出，制麦过程中添加白地霉CGMCC-2245(JN4)后，成品麦芽的其他一些指标也得到了一定的改善。与对照麦芽相比，白地霉麦芽中α-氨基氮、库值和糖化力等指标分别提高了5.9％、10.4％和7.9％，而与过滤性能相关的β-葡聚糖和木聚糖的含量分别降低了10.2％和6.3％，这与白地霉CGMCC-2245分泌的高活性蛋白酶、纤维素酶、β-葡聚糖酶和木聚糖酶有很大的关系。

表2两种麦芽的指标比较