醋酸菌的生长要求与分离鉴别及主要用途！

              醋酸菌的生长要求与分离鉴别及主要用途！

醋酸菌是重要的工业用菌之一。醋酸菌的细胞为椭圆至杆状；单个、成对或成链；端毛或周毛；运动或不运动；革兰氏阴性；专性好氧菌，氧化各种有机物成有机酸及其它种氧化物。一般在乙醇或其它可氧化物的酵母煮液或酵母消化液培养基上生长旺盛。 

一、菌株简介

醋酸杆菌属的重要的特征是能将乙醇氧化成醋酸，并可将醋酸和乳酸氧化成CO2和H2O。有些菌株能够合成纤维素，其纤维素组成细胞壁外的基质，而细菌则埋置于纤维索微丝缠结的片层中。当这些种的细菌生长在静止的液体培养基中，它们就会在表面形成一层纤维素薄膜。 

醋酸菌是一种原核生物，以二分裂的形式用来增殖。自然界中的醋酸菌分布广泛，在果园的土壤中、葡萄或酸败食物表面以及未灭菌的醋、果酒和啤酒中都有生长。代谢类型属于异养需氧型，故在发酵过程中一直需要氧气的参与。醋酸菌在发酵工程中常用来酿醋。

二、菌株分类

醋酸菌作为一类革兰氏阴性、好氧的杆菌，从其发现至今，其分类地位和名称较为混乱，经过了多次的变更和修订。

早期的研究把醋酸菌归类为一个属，即醋酸杆菌属（Acetobacter）。 Frater通过不同的生化标准，把该属细菌分成四个亚组：过氧化葡萄糖杆菌亚组（ peroxydans）、氧化葡萄糖杆菌亚组（ oxydans）、半氧化葡萄糖杆菌亚组（ mesOxydans）和弱氧化葡萄糖杆菌亚组（suboxydαns）。随后， Leifson（1954）把醋酸分为两个属：（1）醋酸杆菌属（ Acetobacter），该属细菌有周生鞭毛并能氧化醋酸；（2）醋单孢菌属（Aeeomnas），该属细菌杆极生鞭毛不能氧化醋酸。而Asαi等（1958）则把醋单孢菌属（Acetomonas）更名为葡萄糖杆菌属（ Gluconobacter）。 

《伯杰细菌鉴定手册》（第八版，1974）接受了醋酸菌的两属分类，即醋酸杆菌属（不运动或借助周生鞭毛运动）和葡萄糖杆菌属（不运动或借助极生鞭毛运动）。并把葡萄糖杆菌属归类于假单孢菌科（ Pseudomonadaceae），而醋酸杆菌属不属于任何一个科，单列属。 

《伯杰细菌系统学手册》（第九版，1984）最终把这两个属归于一个新的科―醋酸杆菌科（ Acetobacteraceae），该科细菌独有的特征是能把酒精氧化成醋酸。其中醋酸杆菌属包括四个种：醋化醋杆菌（Acetobeαcer αceti）、汉逊氏醋杆菌（ Acetobacter hansenii）、液化醋杆菌（ Acetobacter liquefaciens）和巴氏醋杆菌（ Acetobacter pasteurianuma）；葡萄糖杆菌属只有一个种，即氧化葡萄糖杆菌（ Gluconobαcter oxydans）。醋酸杆菌科两个属的区杆在于醋酸杆菌属细菌能把酒精氧化成醋酸并把醋酸氧化成H2O和CO2而葡萄糖杆菌属只能把酒精氧化成醋酸。 

鉴于对醋酸菌分类学研究的不断深入，1993年，在《伯杰细菌系统学手册》（第九版）的基础，出版了《伯杰细菌鉴定手册》（第九版）。该手册仍然保留了醋酸菌的两属分类，只是增加了科数。手册把醋酸杆菌属的种数增加了3个（使该属细菌种数达到7个），分别是：重氮营养醋杆菌（ A. diazotrophicus），该种的细菌可以生长于30%的D-葡萄糖的培养基中；甲醇醋杆菌（A. methanolicus），可以以甲醇作为碳源；胶醋酸菌（A. xylinum），该种细菌分离自醋能够在液面产生一层厚的、似革质的纤维素菌胶膜。胶醋酸菌和醋化醋杆菌非常相似，区别在于前者能够在CaCO3-酒精培养基上生长而后者不能。手册把葡萄糖杆菌属的种数也增加了2个种（使该属细菌种数达到3个），即弗氏葡萄糖杆菌（C. frateurii）和浅井氏葡萄糖杆菌（G. asai）、其中弗氏葡萄糖杆菌可以以核糖醇做碳源，而浅井氏葡萄糖杆菌生长需要烟酸。  

根据日本朝井勇宣分类，醋酸杆菌依其发育最适温度和特性分为两大类：一类发育适温在30℃以上，氧化酒精为醋酸的称为醋酸杆菌；一类发育适温在30℃以下，氧化葡萄糖为葡萄糖酸的称为葡萄糖氧化杆菌。 

（1）醋酸杆菌属。在比较高的温度下39-40℃，可以发育，增殖的适温为30℃以上，主要作用是氧化酒精为醋酸，亦能氧化葡萄糖生成少量的葡萄糖酸，并可继续氧化醋酸为二氧化碳和水。 

（2）葡萄糖氧化杆菌属。这属菌能在比较低的温度下（7-9 ℃）发育，增殖的适温在30℃以下。主要作用是氧化葡萄糖为葡萄糖酸，亦能氧化酒精生成少量醋酸，但不能氧化醋酸为二氧化碳和水。 

三、细胞形态

细胞椭圆形至杆状，直或稍弯曲，以单个、成对或成链存在。

有些菌株经常出现中出现退化类型。以周生鞭毛或侧生鞭毛运动，或不运动。菌落灰白色，大多数菌株不产生色素，少数菌株产生褐色水溶性色素，或由于细胞内含卟啉而使菌落呈粉红色。模式种为醋化醋杆菌（Acetobacter aceti）。 

四、生长要求

醋酸菌为好氧菌，在实施液体静置培养时，会在液面形成菌膜，但葡萄糖氧化成杆菌时不形成菌膜。在含有较高浓度乙醇和醋酸的环境中，醋酸杆菌对缺氧非常敏感，中断供氧会造成菌体死亡。

醋酸菌生长繁殖的适宜温度为28℃-33℃。醋酸菌不耐热，在60℃下经10min即死亡。醋酸菌生长的最适pH为3.5-6.5，一般的醋酸杆菌能耐受醋酸达7%-9%。醋酸杆菌对酒精的耐受力颇高，酒精浓度可达到5%-12%（体积分数），但对食盐的耐受力很差，当食盐浓度超过1%-1.5%时就停止活动。在生产中当醋酸发酵完毕时就添加食盐，其目的除调节食醋滋味外，也是防止醋酸菌继续作用，将醋酸氧化为二氧化碳和水的有效措施。 

对醋酸菌最适宜的碳源是葡萄糖、果糖等六碳糖，其次是蔗糖和麦芽糖等。醋酸菌不能直接利用淀粉等多糖类。酒精也是很适宜的碳源，有些醋酸菌还能以甘油甘露醇等多元醇为碳源。蛋白质水解产物、尿素、硫酸铵等都适宜于人作为醋酸菌的氮源至于矿物质，必需的有磷、钾、镁三种元素。由于配制食醋的原料一般是粮食，即使用代用原料，其淀粉、蛋白质、矿物质的含量也很丰富，营养成分已能满足醋酸菌的需要，除少数酿醋工艺外，一般不再需要另外添加氮源、矿物质等营养物质。 

五、酶系特征

醋酸菌有相当强的醇脱氢酶、醛脱氢酶等氧化酶系活力，因此除能氧化酒精生成醋酸外，还有氧化其他醇类和糖类的能力，生成相应的酸、酮等物质，例如：丁酸、葡萄糖酮酸、木糖酸、阿拉伯糖酸、丙酮酸、琥珀酸、乳酸等有机酸，以及氧化甘油生成二酮、氧化甘露醇生成果糖等。醋酸菌也有生成酯类的能力，接入产生芳香酯多的菌种发酵，可以使食醋的香味倍增。上述物质的存在对形成食醋的风味有重要作用。 

六、分离鉴别

醋酸为挥发酸，有醋的气味，其钠盐、钙盐等溶液与三氯化铁溶液共热时，生成红褐色沉淀，原液体变成无色，可以此进行分离菌的鉴别。醋酸菌转化乙醇生成乙酸的能力可用0.1mol/LNaOH滴定。 

七、常用菌种

在工厂，为了提高产量和质量，避免杂菌污染，一般采用人工纯接种的方式进行发酵。由于醋酸菌种类不同，其对酒精的氧化能力也有差异。在实际生产中，选择菌种是很重要的工作，最好选用氧化酒精速度快、不再分解醋酸、耐酸性强、产品风味好的菌种。在食醋生产中，常见的有纹膜醋酸菌（A.aceti）、许氏醋杆菌（A. schutzenbachii）、奥尔兰醋酸杆菌（A.orleanense）、胶膜醋酸杆菌（A.xytinum）、恶臭醋杆菌（A.rancens）、混浊变种（中科AS 1.41）、巴氏醋酸菌（A. pasteurianus）、巴氏亚种（沪酿1.01）等，采用纯醋酸菌种发酵的，使用最多的是恶臭醋杆菌、混浊变种、巴氏醋酸菌、巴氏亚种这4种醋酸菌。 

1、奥尔兰醋酸杆菌（A.orleanense）

法国奥尔兰地区用葡萄酒生产醋的主要菌株是奥尔兰醋酸杆菌。它能产生少量的酯，产醋酸的能力弱，但耐酸陛较强，能由葡萄糖产5.26%葡萄醋。 

2、许氏醋酸杆菌（A.schutzenbachii）

许氏醋酸杆菌是国外有名的速酿醋菌种，也是制醋工业较重要的菌种之一，产酸可高达115g/L（以醋酸计）。最适生长温度25-27.5℃，在37℃即不再产醋酸，对醋酸没有进一步的氧化作用。 

3、恶臭醋杆菌（A.rancens）

这是我国食醋生产使用的菌种之一。它在液面形成皱褶的皮膜，菌膜沿容器壁上升，液不混浊。一般能产酸60-80g/L，有的菌株能产20 g/L。葡萄糖酸，能把醋酸进一步氧化为二氧化碳和水。 

4、攀膜醋杆菌（A.ascendens）

酿造葡萄酒、葡萄醋的有害菌。在醋醅中常能分离出，在液面形成易破碎的菌膜，沿容器壁上升得很高，液很混浊，不适于酿醋使用。 

5、胶膜醋杆菌（A.xytinum）

一种特殊的醋酸菌，在液面上形成一层皮革状的类似纤维素的厚膜。在酒类的醪液中繁殖，可引起酒酸败、变黏，生酸能力弱，又能再分解醋酸，是酿醋的有害菌。 

6、中科AS 1.41醋酸菌

该菌对培养基要求粗放，在米曲等培养基中生长良好，专性好气，能氧化酒精为醋酸，于空气中能使酒精变混浊，表面有薄膜，有醋酸味，也能氧化醋酸为二氧化碳及水，繁殖的适宜温度为31℃，发酵温度一般控制在36-37℃。

7、沪酿1.01醋酸菌

沪酿1.01醋酸菌属于巴氏醋酸杆菌的巴氏亚种。该菌是在1972年从丹东速酿醋中分离而得的，在上海酿造科学研究所实验工厂及上海醋厂投产使用，现已被全国许多醋厂用于液体醋生产。其细胞0.3-0.55μm，专性好气菌，在酵母膏葡萄糖淡酒琼脂培养基上的菌落为乳白色；酒精静置培养表面形成不透明的薄膜。 

八、分布范围

醋酸杆菌分布在花、果实、棕榈油、葡萄酒、啤酒、苹果汁、醋和果园土等环境中。产醋酸多的氧化醋酸杆菌存在于未杀菌的醋、黄酒、啤酒（传统发酵）、果酒、酒糟、大曲等中。 

九、主要用途

醋酸菌是重要的工业用菌之一。酿造工业用它来生产食醋。 

十、主要危害

可以引起菠萝的粉红病和苹果、梨的腐烂病。它是酿酒工业的害菌。