醋酸桿菌
醋酸桿菌(Acetobacter) 是一類能夠將糖類、乙醇等物質氧化為醋酸的重要細菌,在食品發酵、工業生產和環境生態中具有重要作用。
01 生物學特性
形態與結構
細胞形態:細胞呈橢圓形或短桿狀,大小為0.8-1.2μm×1.5-2.5μm,單生、成對或成短鏈排列。
革蘭氏染色:革蘭氏陽性(部分資料也指出其可能呈現革蘭氏陰性特征,這可能與菌株或培養條件有關)。
運動性:具有運動能力,通常有一根或兩根亞極生的單鞭毛,少數菌株無鞭毛。
無芽孢:不形成芽孢,細胞端尖或平。
代謝特性
嚴格好氧:依賴氧氣進行代謝活動,屬于專性好氧菌。
化能營養:
化能無機營養:可氧化氫、還原CO?生成乙酸。
化能有機營養:發酵果糖等底物幾乎只產生乙酸,乙酸是代謝的最終產物。
酶系統:具有醇脫氫酶、醛脫氫酶等氧化酶類,能將乙醇氧化為乙酸,也可氧化其他醇類和糖類生成相應的酸和酮。
生長條件
溫度:最適生長溫度為30-35℃,不耐熱,生長溫度范圍為4-42℃。
pH:最適生長pH為3.5-6.5,部分菌株耐酸能力強。
營養需求:能利用葡萄糖、果糖、蔗糖、麥芽糖、酒精作為碳源,利用蛋白質水解物、尿素、硫酸銨作為氮源,需要P、K、Mg等無機元素。
自然環境:廣泛存在于自然界中,如發酵的糧食、腐敗的水果、蔬菜和果汁、醋或酒精飲料中。
特定環境:
紋膜醋酸桿菌(Acetobacter aceti)常使葡萄酒和果汁變酸。
某些菌株耐酒精和耐醋酸能力強,但不耐食鹽。
食醋生產
好氧發酵:在有氧條件下,醋酸桿菌能將乙醇直接氧化為醋酸,是制醋工業的基礎。
工藝流程:制醋原料或酒精接種醋酸細菌后,發酵生成醋酸發酵液,供食用或經提純制成冰醋酸。
其他發酵產品
葡萄糖酸生產:某些菌株能產生葡萄糖酸,最高產醋酸量可達8.75%。
山梨糖轉化:將山梨中的山梨醇轉化為山梨糖,這是合成維生素C的主要原料。
酶制劑生產
醋酸桿菌可用于生產淀粉酶和果膠酶,這些酶在食品加工和工業生產中具有重要應用。
食品發酵
利用醋酸桿菌對水果進行發酵,可以制造出易貯藏且美味的甜食果脯。
在發酵過程中,細菌產生的乙酸乙酯等產物使醋具有獨特的香氣。
健康影響
有益作用:醋酸桿菌屬于有益菌,適量攝入有助于調節腸道菌群、促進胃腸道蠕動,改善便秘癥狀。
安全性:對人體無致病性,日常飲食中適量攝入不會導致不適癥狀。
食品腐敗
醋酸桿菌具有較強的氧化能力,可使水果腐敗、蔬菜腐爛、酒類和果汁變質。
造酒時如果條件控制不當,醋酸桿菌會將美酒變成醋酸。
防控措施
釀酒工藝:釀酒師傅通常會將酒桶蓋得嚴嚴實實,防止醋酸桿菌混入酒桶。
食醋生產:醋酸發酵結束后,添加食鹽除調節食醋風味外,還可防止醋酸菌繼續將醋酸氧化為CO?和H?O。
紋膜醋酸桿菌(Acetobacter aceti)
模式種,常使葡萄酒和果汁變酸,培養時液面形成乳白色、皺褶狀的黏性菌膜。
巴氏醋酸桿菌(Acetobacter pasteurianus)
法國著名的速釀食醋菌種,產酸能力強,最高產醋酸量達11.5%。
惡臭醋酸桿菌(Acetobacter rancens)
我國釀醋工業常用菌種之一,產醋酸量6%-8%,可將醋酸進一步氧化為CO?和H?O。