本项创新技术涉及一种马克斯克鲁维酵母(Kluyveromyces marxianus)CI-06菌株,该菌株在微生物学领域具有重要意义。CI-06菌株于2024年5月9日被中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心收录,保藏编号为CGMCC No 30564。该菌株特有的果胶酶活性显著,能够有效应用于咖啡豆的生物脱胶过程,旨在缩短脱胶周期并提升咖啡豆的商品品质。
背景技术
咖啡是许多国家种植的重要作物,也是世界上最受欢迎的饮料之一。咖啡的初加工方法主要有湿法加工和干法加工两种。云南咖啡主产区水资源都比较丰富,主要以湿法加工为主。加工过程主要包括脱皮、脱胶、干燥、分级、包装等,其中脱胶过程最为复杂,也最容易出现问题。咖啡的品质也会受到很大的影响。湿法加工又包括普通湿法加工和机械湿法加工,主要区别就是脱胶的过程。咖啡果胶是由糖、酶、原果胶质和果胶质等物质组成,主要成分为半乳糖醛和甲醇,其吸湿性很强,不容易干燥,所以为了加速干燥的速度,通常需要去除果胶。普通湿法采用传统方法,即咖啡脱皮后,以水为介质,把脱皮后的咖啡浸泡到水中,依靠果胶本身所含的酶进行生物发酵脱胶,需要时间较长,而且很容易受到天气、温度的影响。并且脱胶不完全会导致残留的粘液在后期咖啡的储藏和干燥过程中成为微生物生长的媒介,发生二次发酵,致使咖啡产生异味,最终影响咖啡的品质。而粘液的降解主要与微生物产生胞外粘液降解酶果胶酶密切相关,且粘液的去除是咖啡干燥的关键,其对技术要求最高、过程最复杂、也最容易出现问题,干燥对咖啡风味具有重要作用,咖啡消费者认为其风味比营养作用更加重要,咖啡脱胶的好坏直接影响咖啡的贮存效果以及风味,进而影响咖啡产业的利润。
目前,咖啡的脱胶方法主要包括自然发酵脱胶、化学脱胶、物理脱胶以及微生物脱胶;其分别具有如下的特点:(1)自然发酵脱胶:不确定何时达到发酵终点,咖啡品质低;(2)化学脱胶:酸碱易破坏咖啡的风味成分,引入无机离子造成环境污染;(3)物理脱胶:咖啡果脱皮后进行清洗通过摩擦咖啡豆去除粘液,容易引发二次发酵;(4)酶促脱胶:酶对环境、温度、pH值要求高,实际生产中无法推广;(5)微生物脱胶:微生物除生长繁殖快、易于扩大培养外,还具有加速咖啡粘液降解形成良好风味等优点。
农产品加工2019年1月第1期发表的《酶促脱胶对咖啡品质影响研究》一文中揭示了,酶促发酵脱胶对咖啡品质没有不良的负面影响,相反,从香气、回味及平衡感方面略优于传统发酵脱胶的咖啡。再者中国专利CN110305858A-公开了一种用于咖啡鲜果脱胶的酶制剂和方法,其通过使用由果胶酯酶、果胶裂解酶和聚半乳糖醛酸酶组成的酶制剂进行脱胶,提高了咖啡豆的脱胶效率,降低了咖啡豆的霉变率,提高了咖啡豆的质量,同时降低了水耗,更为环保。中国专利CN114410489B-公开了一株异常威克汉姆酵母CAP5菌株及其应用,其公开了一株具有良好的耐酸性以及果胶酶活性的异常威克汉姆酵母CAP5,其不仅可以降解果胶用于生物脱胶过程中缩短脱胶时间,提高咖啡商品豆品质,还可用于生产乙醇以及果酒的酿造中。
但现有关于咖啡脱胶菌株的报道仍较少,实际应用也还在试验示范阶段,因此,需要开发更多的可用于脱胶的菌株,促进咖啡生物脱胶技术的发展,降低咖啡在干燥和储存期间霉变的风险,提高咖啡风味。
实现思路