一株醋酸杆菌及其在咖啡果皮肉发酵醋中的应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于微生物发酵和食品领域，具体属于醋酸菌发酵食品领域。
【背景技术】
[0002] 咖啡是目前世界上消费量最大的一种饮料，其与茶、可可并称为世界Ξ大饮料。咖 啡树属于茜草科咖啡属的常绿小乔木或灌木，是重要热带经济作物。成熟的咖啡果实为红 色浆果，包括外果皮、果肉、内果皮（又称"羊皮"或"纸皮"）、银皮和种子。我们通常喝的 咖啡就是由咖啡果的种子烘赔后经过研磨、冲泡等步骤制作成的。在咖啡加工时，需将咖啡 果皮、果肉去掉，取中间的咖啡豆来使用。咖啡种子（咖啡豆）W外的部分，通常被当作废 物丢弃。每加工1吨鲜咖啡果，就有43~50%的果皮果肉副产品，运些咖啡果皮肉通常被 当成垃圾废弃物处理。虽然国内外已有将咖啡果皮肉加工成饲料的报道，但其售价低廉，且 未实现规模化生产。随着咖啡种植业的增长和咖啡加工业的迅速发展，每年都有大量的咖 啡果皮肉资源被浪费。由于咖啡果皮肉容易腐败变质，如果处理不及时易造成环境污染，并 且将咖啡果皮肉当作废弃物处理还增加了企业负担，严重阻碍了咖啡产业的发展。因此，针 对咖啡加工过程中废弃的咖啡果皮肉进行综合开发应用，充分利用其潜在价值，具有很好 的经济价值和社会效益。
[0003] 现代研究表明，每天喝咖啡可W预防酒精中毒、肝硬化、肥胖、胆结石、痛风、II型 糖尿病和保护屯、血管系统等。咖啡之所W有此类保健功效，主要源自其中的生物活性成分 多酪类化合物和生物碱类物质。作为咖啡果实的一部分，咖啡果皮肉也含有多酪类化合物 和生物碱类物质，且经过卫生学、营养学和安全毒理学检验，证明咖啡果肉安全无毒。
[0004] 目前对于咖啡果皮肉发酵果醋的研究极少。中国专利申请第200510037441.X公 开了一种W咖啡果皮与粘液制造咖啡酒与咖啡醋的方法，其在酒精发酵后，添加的是种醋， 不是纯的醋酸菌菌种。由于醋酸菌菌种是决定果醋产量和质量的主要因素之一，不同醋酸 菌菌种的特性不相同，其繁殖能力和产酸能力不相同，发酵后形成的果醋品质和风味也存 在很大差异。因此，在果醋发酵过程中，选择适宜的醋酸菌及对菌种进行驯化，是果醋风味 物质形成的关键。目前尚没有发酵性能较好的咖啡果醋的专用醋酸菌。因此，筛选和开发 适合于发酵果醋尤其是利用咖啡果皮果肉发酵咖啡果醋的专用醋酸菌W及研究咖啡果醋 的发酵工艺是目前亟需解决的问题。
【发明内容】
阳0化]本发明的目的之一是解决本领域存在的上述问题。为实现该目的，本发明第一方 面提供一株己氏醋杆菌（Acetobacterpasteurianus)菌株，该菌株保藏于中国微生物菌种 保藏管理委员会普通微生物中屯、（CGMCC)，保藏日期为2015年6月23日，保藏编号为CGMCC No.11014。
[0006] 本发明第二方面提供根据本发明的己氏醋杆菌菌株在醋酸发酵中的应用。在一个 优选实施方式中，所述醋酸发酵的产物是食醋，优选果醋，更优选用咖啡果皮肉或石恼制备 的咖啡果醋或石恼果醋。
[0007] 本发明第Ξ方面提供一种用咖啡加工过程中废弃的咖啡果皮肉发酵生产果醋的 方法，包括W下步骤：
[0008] (1)咖啡果皮肉汁液的制备：对果皮肉进行破碎和均质化处理，W获得咖啡果皮 肉汁液；
[0009] (2)纤维素酶处理咖啡果皮肉汁液：将步骤（1)得到的咖啡果皮肉汁液加纤维素 酶酶解；
[0010] 做糖度调整：将步骤似酶解过的咖啡果皮肉汁加入糖调整其发酵的初始糖 度；
[0011] (4)杀菌处理：对步骤（3)获得的咖啡果皮肉汁液进行杀菌处理；
[0012] (5)酒精发酵：向经步骤（4)杀菌处理的咖啡果皮肉汁液中加入酵母进行酒精发 酵，得到咖啡果酒；
[0013] (6)醋酸发酵：用本发明的己氏醋杆菌菌株对步骤（5)获得的咖啡果酒进行醋酸 发酵，W获得咖啡果醋。
[0014] 一个优选实施方式中，步骤（2)的纤维素酶处理步骤中，纤维素酶：咖啡果皮肉 汁：水的重量比为1:2~50:20~300,酶解溫度25~42°C，酶解时间1~化。
[0015] 一个优选实施方式中，步骤（3)糖分调整所述糖为薦糖、葡萄糖、果糖、果葡糖浆 中的一种或一种W上混合物，调整糖度为10~20%化ix。
[0016] 一个优选实施方式中，步骤（4)的杀菌方式是煮沸或己氏杀菌（例如65~80°C加 热 20 ~30min)。
[0017] 另一个优选实施方式中，步骤巧）的酒精发酵工艺参数为：酵母添加量为体积百 分比4~12%，酵母菌种子培养液浓度不低于1. 0X108个/ml，发酵溫度20~40°C，发酵 时间为2~7d。
[0018] 另一个优选实施方式中，步骤化）的醋酸发酵中，醋酸菌接种量为5~15%，醋酸 菌种子培养液浓度不低于1. 0X108个/ml，发酵溫度为25~40°C，发酵初始酒精度为4~ 12%，至发酵液中酸度不再上升时停止发酵，优选发酵时间为3~lOd。
[0019] 另一个优选实施方式中，步骤化）的醋酸发酵之后还包括使获得的咖啡果醋澄 清、杀菌和陈酿的步骤。
[0020] 本发明第四方面提供一种用石恼发酵生产果醋的方法，包括W下步骤：
[OOW(1)石恼汁的制备巧恼去除外种皮和内种皮，取巧粒加入水棒汁，均质，得到石 恼汁备用； 阳0巧 似糖度调整：向步骤（1)的石恼汁中加入糖，使其糖度为12~15%化ix;
[0023] (3)杀菌处理：将步骤（2)获得的石恼汁进行杀菌处理；
[0024] (4)酒精发酵：用酵母对步骤（3)获得的石恼汁进行酒精发酵，获得石恼果酒；
[00巧](5)醋酸发酵：用本发明的己氏醋杆菌菌株对步骤（4)获得的石恼果酒进行醋酸 发酵，W获得石恼果醋。
[0026] 本发明的优点及益处包括但不限于：
[0027] 本发明提供的己氏醋杆菌菌株易在酸性且含酒精的环境中生长，是一株产酸能力 强、发酵性能优良且传代稳定性较好的醋酸菌。在实验过程中，利用该菌在接种量为9%， 30°C发酵，可使咖啡果醋酸度达7. 2g/100ml，具有较好的耐酸能力。该菌株在初始酒精度 为10 %的条件下进行醋酸发酵，咖啡果醋总酸含量仍能达到5.Ig/lOOml，具有良好的耐酒 精能力。
[0028] 利用该菌株发酵制得的咖啡果醋具有咖啡果的特殊香气，且含有咖啡中的天然咖 啡因成分和多酪类物质，使其具有与咖啡类似的保健功效。
[0029] 保藏信息 W30] 本发明分离鉴定的己氏醋杆菌（Acetobacterpasteurianus)菌株，命名为CFAclO,已于2015年6月23日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中屯、 (CGMCC)(地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所），保藏编号为 CGMCCNo. 11014。
【附图说明】
[0031]图1显示了从咖啡果皮肉酿制的咖啡果酒中分离得到的31株醋酸菌的产酸量。 阳03引 图2是根据CFAclO菌株16SrDNA序列构建的NJ树。
【具体实施方式】
[0033] 下面通过参考附图和【具体实施方式】对本发明作进一步的详细阐述，但运些阐述并 不对本发明做任何形式的限定。除非另有说明，否则本文所用的所有科学和技术术语，例 如，醋、食醋、果醋等，具有本发明所属和相关技术领域的一般技术人员通常理解的含义。除 非另有说明，否则所用比例是重量比，份数是重量份。
[0034] 咖啡树产生的果实通常称为咖啡浆果，其成熟采摘时变为鲜红色。咖啡浆果包括 红色表皮即外果皮、果肉、内果皮（羊皮状覆盖物）、银皮（膜状，又称种皮）和种子。咖啡 浆果不能直接食用，通常喝的咖啡是由咖啡果的种子即咖啡豆经烘赔等步骤而制成的，在 加工过程中，需要去除咖啡豆W外的所有各层。在本发明中，术语"咖啡果皮肉"、"咖啡果 皮和果肉"和"咖啡加工过程中废弃的咖啡果皮肉"可W互换使用，指包括咖啡浆果的外果 皮和/或果肉，运些外果皮和/或果肉通常在咖啡制作过程中被当作废弃物丢弃；某些情况 下，也可能包括内果皮和银皮，但运些不是必须的。
[0035] 咖啡果醋及其醋饮料的研发是综合利用咖啡果皮果肉的有效途径之一。咖啡果皮 肉营养成分较为丰富，含糖量适中，具有咖啡果实独特的香气，适合加工成果醋产品，其含 有的天然咖啡因成分、多酪类物质能够较好地保留在果醋中，使其具有一定的保健功效。因 此，W咖啡果皮肉为原料开发果醋产品，前景十分广阔，不仅能够实现咖啡加工废弃物的充 分利用、避免有限资源的浪费，提高咖啡加工附加值，促进咖啡产业行业的发展，还能为果 醋行业的产品开发提供新思路。
[0036] 本发明提供一株新的己氏醋杆菌（Acetobacterpasteurianus)菌株，命名为 CFAclO,保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中屯、（CGMCC)(地址：北京市朝 阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所），保藏日期为2015年6月23日，保藏 编号为CGMCCNo. 11014。
[0037] 本发明的醋酸菌菌株CFAclO(或在本文中简称为本发明的醋酸菌菌株、本发明的 菌株、或根据本发明的菌株等）是发明人从利用咖啡果皮肉酿制的咖啡果酒中分离得到 的。在筛选到的31个醋酸菌菌株中，CFAclO菌株的产酸量最高（参见，图1)，且传代性能 稳定（参见下表1)。
[0038] 根据常规的菌种鉴定方法对筛选到的醋酸菌菌株CFAclO从培养特征、形态特征、 生理生化特征等方面进行观察和鉴定。经鉴定，醋酸菌菌株CFAclO的培养特征为：在含 CaO)3的固体培养基上，菌落形态为圆形，表面光滑，菌