無核白甜葡萄酒產(chǎn)香酵母菌種篩選及其發(fā)酵性能研究

雷　靜，吳　斌，郭　峰，韓　琛，陳　雅，阿依加馬麗（新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院吐魯番農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，新疆吐魯番838000）

?

無核白甜葡萄酒產(chǎn)香酵母菌種篩選及其發(fā)酵性能研究

雷靜，吳斌，郭峰，韓琛，陳雅，阿依加馬麗
（新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院吐魯番農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，新疆吐魯番838000）

摘要：葡萄酒的香氣是評判葡萄酒品質(zhì)一個重要的感官指標(biāo)，芳香物質(zhì)也是構(gòu)成葡萄和葡萄酒的重要成分。無核白葡萄屬于白皮葡萄，自身帶有的果香味淡薄。這就需要在釀造工藝上加以改進，采用產(chǎn)香釀酒酵母是可靠安全的增香手段。本研究通過對無核白葡萄自然發(fā)酵液分離初篩，篩選出1株產(chǎn)香較好的酵母菌株，命名為W4。同時對篩選出的W4產(chǎn)香酵母菌種進行發(fā)酵性能參數(shù)確定。通過實驗分析得出：W4菌株最適pH值為3、最適發(fā)酵溫度為20℃、最適初始糖度為230 g/L，發(fā)酵所得葡萄酒產(chǎn)酯總量為7.335 g/L。篩選出的菌株可以有效、明顯地提高葡萄酒的總酯含量。

關(guān)鍵詞：無核白葡萄酒；產(chǎn)香酵母；篩選；發(fā)酵；性能

葡萄產(chǎn)業(yè)是吐魯番地區(qū)的支柱產(chǎn)業(yè)之一，主栽品種為無核白葡萄。據(jù)統(tǒng)計，2014年吐魯番地區(qū)種植無核白葡萄約45萬畝，占吐魯番葡萄面積的90 %以上，是我國最大的無核白葡萄種植地區(qū)。無核白葡萄，顆粒橢圓，成熟時晶瑩碧透，猶如一串串掛著的綠色珍珠，皮薄肉脆，汁多味甜，鮮果含糖量達(dá)24 %以上，是葡萄中的佳品。無核白葡萄富含白藜蘆醇及黃酮類物質(zhì)以及人體易于吸收的磷、鐵、鈣、鎂、鉀等礦物質(zhì)和多種維生素，具有生產(chǎn)高檔葡萄酒得天獨厚的條件。吐魯番地區(qū)無核白葡萄主要以鮮食和制干形式進入市場，隨著吐魯番地區(qū)無核白葡萄產(chǎn)業(yè)發(fā)展轉(zhuǎn)型，吐魯番地區(qū)樓蘭酒業(yè)、駝鈴酒業(yè)等多家酒廠，順應(yīng)市場需求，大力發(fā)展吐魯番特色無核白甜葡萄酒產(chǎn)業(yè)。但現(xiàn)有的吐魯番無核白甜葡萄酒果香味比較淡薄，嚴(yán)重影響了無核白甜葡萄酒的品質(zhì)。篩選適合當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件和葡萄品種的優(yōu)勢天然酵母對釀制特色或獨特風(fēng)格的葡萄酒具有非常重要的意義[1]。近年來，國內(nèi)外對野生酵母菌資源尤其是釀酒酵母菌的開發(fā)利用取得了很大的進展。在葡萄栽培和釀酒歷史悠久的歐洲，尤其是名酒產(chǎn)地，目前仍在開發(fā)利用當(dāng)?shù)貎?yōu)越的天然酵母菌群進行發(fā)酵，生產(chǎn)和銷售了具有地域性風(fēng)格的葡萄酒[2-3]。我國的各大葡萄酒廠也十分重視在本企業(yè)酵母的選育，如煙臺張裕釀酒公司選育的7318酵母、7448酵母等。新疆黃宗杭等利用鄯善紅葡萄分離篩選葡萄酒酵母，釀制出了具有地方特色的名酒“樓蘭古酒”。這些地產(chǎn)酵母為葡萄酒特色和品牌的形成奠定了基礎(chǔ)。因此從本地的天然酵母中選育優(yōu)良葡萄酒酵母是一項十分有價值的工作[4-6]。葡萄酒的風(fēng)格不僅決定于葡萄品種和釀造工藝，而且與酵母等微生物的發(fā)酵作用密切相關(guān)。為釀造優(yōu)質(zhì)葡萄酒，充分發(fā)揮不同品種葡萄的優(yōu)良品質(zhì)，所用的釀酒酵母是非常重要的，酵母菌株是葡萄酒品質(zhì)的重要保證[7-8]。本研究針對無核白甜葡萄酒存在的問題，利用無核白葡萄自然發(fā)酵液，篩選出優(yōu)良的無核白甜葡萄酒產(chǎn)香酵母菌種，提高無核白甜葡萄酒品質(zhì)。

1　材料與方法

1.1材料

1.1.1酵母菌種來源

無核白葡萄自然發(fā)酵液；對照酵母：EC1118，購于上海杰兔有限公司。

1.1.2培養(yǎng)基

(1)產(chǎn)酯培養(yǎng)基：玉米粉60 g，瓊脂15～18 g，水1 L，煮沸l(wèi) h，然后加入2 %乙醇，0.1 %乙酸，調(diào)pH5.5，滅菌備用[8]。

(2) PDA培養(yǎng)基：去皮馬鈴薯300 g，加水煮沸10～20 min，過濾，加入葡萄糖200 g，加水至1 L，滅菌。

1.2實驗方法

1.2.1無核白甜葡萄酒產(chǎn)香酵母菌種初篩實驗方法

(1)樣品的制備：將新鮮無核白葡萄捏碎置于燒杯中，放入恒溫培養(yǎng)箱內(nèi)28℃下培養(yǎng)2～3 d備用。

(2)無核白甜葡萄酒產(chǎn)香酵母的分離：采用產(chǎn)酯培養(yǎng)基，將樣品稀釋液吸取1 mL于裝有9 mL無菌生理鹽水中得到10-2稀釋菌液，用同樣的方法依次稀釋為10-3、10-4、10-5、10-6，在稀釋過程中進行鏡檢，當(dāng)視野內(nèi)為1～2個或沒有酵母菌時，停止稀釋。將稀釋的菌液吸取0.1 mL加入事先準(zhǔn)備好的產(chǎn)香酵母菌培養(yǎng)基中，溫度控制在27～28℃，生化培養(yǎng)2～3 d，選擇菌落數(shù)為100～200的培養(yǎng)皿進行分離純化[9-10]。

(3)酵母篩選：將分離出的每個菌落接種2個麥芽汁平板上，溫度控制在27～28℃，生化培養(yǎng)2～3 d[11]。觀察菌落的形狀、顏色及氣味、表面、質(zhì)地、邊緣、厚度等特征。

1.2.2無核白甜葡萄酒產(chǎn)香酵母菌種復(fù)篩實驗方法

針對初篩出的菌落進行產(chǎn)酯能力實驗、發(fā)酵速度實驗、產(chǎn)酒精能力實驗。通過實驗綜合對照后，選定產(chǎn)酯量高、發(fā)酵速度快、產(chǎn)酒精能力好的無核白甜葡萄酒發(fā)酵酵母菌株1株。

1.2.3篩選出的產(chǎn)香酵母菌種的發(fā)酵性能參數(shù)確定的實驗方法

(1)最適pH值測定

調(diào)節(jié)無核白葡萄汁的pH值為2、3、4、5、6，搖勻后接種W4菌株，接種量3 %，25℃恒溫培養(yǎng)，檢測并記錄生長情況、產(chǎn)氣時間、產(chǎn)氣量、產(chǎn)酯量及發(fā)酵得到的無核白葡萄酒理化指標(biāo)，確定最適發(fā)酵pH值。

(2)最適發(fā)酵溫度的測定

將無核白葡萄汁按3 %接種量接種菌株W4，分別放置在溫度為15℃、20℃、25℃、30℃的溫度下發(fā)酵，檢測并記錄生長情況、產(chǎn)氣時間、產(chǎn)酯量及發(fā)酵得到的葡萄酒理化指標(biāo)，確定最適發(fā)酵溫度。

(3)菌株最適初始糖度測定

調(diào)節(jié)無核白葡萄汁的初始糖度為220 g/L、230 g/L、240 g/L、250 g/L、260 g/L、270 g/L、280 g/L，搖勻后接種W4菌株，接種量3 %，25℃恒溫培養(yǎng)，檢測并記錄生長情況、產(chǎn)氣時間、產(chǎn)酯量及發(fā)酵得到的葡萄酒理化指標(biāo)，確定最適初始糖度。

1.3酵母菌株發(fā)酵性能及指標(biāo)檢測

菌株產(chǎn)酒精能力測定方法：比色法[12]。

總酯的測定方法：全自動電位滴定法[13]。

菌株發(fā)酵力的測定：CO2失重法[14]。

酒精度、總糖、總酸測定：國標(biāo)法GB 15037—2006。

2　結(jié)果與分析

2.1無核白甜葡萄酒產(chǎn)香酵母菌種初篩結(jié)果

將分離所得10個菌落接種在麥芽汁平板上，28℃恒溫培養(yǎng)24 h后觀察。根據(jù)平板上菌落的顏色、形狀、大小、邊緣、表面、透明度、厚度、質(zhì)地、酯香味等形態(tài)特征來初步選擇較優(yōu)酵母菌落，菌落特征見表1。

表1　初篩結(jié)果

由表1可以看出，從分離出的10個菌落中選擇顏色為乳白色、形狀為橢圓或扁圓、大小較均一、邊緣整齊、表面凸起、透明度較好、厚度較厚、質(zhì)地光滑濕潤、酯香味濃郁的菌落有5個，即編號為W1、W3、W4、W7、W9。同時將篩選出的這5個菌落作為進一步篩選的研究對象。

2.2無核白甜葡萄酒產(chǎn)香酵母菌種復(fù)篩結(jié)果

2.2.1不同菌株發(fā)酵速率的比較

由圖1可以看出，W4菌株發(fā)酵速度最快，W1、W3、W7菌株發(fā)酵速度相差不大，但是略低于W4菌株，W9菌株發(fā)酵速度最慢。W4菌株在發(fā)酵第2天，發(fā)酵速率直線上升，發(fā)酵旺盛期時間在2～8 d，第8天左右開始緩慢發(fā)酵，第10天發(fā)酵基本結(jié)束。W1、W3、W7菌株發(fā)酵一般要持續(xù)到第11天，且發(fā)酵速率不穩(wěn)定。W9菌株的發(fā)酵情況不是很好，發(fā)酵較慢。從整體考慮，W4菌株發(fā)酵速度最快，發(fā)酵狀況最好。

圖1　不同菌株發(fā)酵速率的比較

2.2.2不同菌株產(chǎn)酒精能力的比較

由圖2可看出，W4菌株在4～8 d時產(chǎn)酒精能力最強，因為這個時期也是發(fā)酵旺盛期，故產(chǎn)生的酒精較快。其次是W3、W1、W7菌株，W9菌株產(chǎn)酒精能力最弱。

圖2　不同菌株產(chǎn)酒精能力的比較

2.2.3不同菌株產(chǎn)酯能力的比較

由圖3可以看出，W4菌株產(chǎn)酯能力最強，在整個發(fā)酵期內(nèi)產(chǎn)酯量為7.618 g/L，W9菌株產(chǎn)酯能力最弱，在整個發(fā)酵期內(nèi)產(chǎn)酯量為4.523 g/L。

圖3　不同菌株產(chǎn)酯能力的比較

2.2.4不同菌株發(fā)酵后得到的葡萄酒理化指標(biāo)的比較

表2　不同菌株發(fā)酵后得到的葡萄酒理化指標(biāo)

由表2可看出，通過對各個菌株的生長情況、產(chǎn)酯量、產(chǎn)氣時間以及發(fā)酵所得葡萄酒酒精度、總糖、總酸的綜合分析，發(fā)現(xiàn)W4菌株生長情況較好、產(chǎn)酯量7.638 g/L、12 h之后開始產(chǎn)氣、酒精度達(dá)到12 %vol、總糖為14.3 g/L、總酸為0.635 g/L。

通過實驗綜合對照后，選定產(chǎn)酯量高、發(fā)酵速度快、產(chǎn)酒精能力較好的W4菌株為無核白甜葡萄酒產(chǎn)香酵母菌株。

2.3篩選菌種發(fā)酵性能參數(shù)的確定

2.3.1篩選菌株最適pH值測定

表3　不同pH值發(fā)酵后得到的葡萄酒理化指標(biāo)

由表3可看出，無核白葡萄汁pH值為3，W4菌株的生長狀況最好，產(chǎn)酯量也最高，為7.167 g/L。當(dāng)pH值為2時，W4菌株的生長情況較差，主要是因為葡萄汁酸度太高，抑制酵母菌種的生長。當(dāng)pH值為5～6時，也不利于葡萄汁的生長。故pH值為3是W4菌株的最適pH值。

2.3.2篩選菌株最適初始糖度測定

表4　不同初始糖度發(fā)酵后得到的葡萄酒理化指標(biāo)

由表4可看出，無核白葡萄汁的初始含糖量對W4菌株也具有一定的影響作用。從產(chǎn)酯量來看，葡萄汁的初始含糖量為230 g/L時，產(chǎn)酯最高；從產(chǎn)酒精能力來看，葡萄汁的初始含糖量對其影響沒有明顯的差異性。故選擇初始含糖量230 g/L為W4菌株的最適初始含糖量。

2.3.3篩選菌株最適發(fā)酵溫度的測定

表5　不同發(fā)酵溫度發(fā)酵得到的葡萄酒理化指標(biāo)

由表5可看出，發(fā)酵溫度對W4菌株發(fā)酵無核白葡萄汁也具有一定的影響。當(dāng)發(fā)酵溫度為20℃時，W4菌株生長狀況最好，產(chǎn)酯量也較高。當(dāng)發(fā)酵溫度為10℃時，葡萄汁起酵比較困難，發(fā)酵速率特別緩慢。當(dāng)溫度為30℃時，發(fā)酵過于旺盛，使得酒糟的溫度高達(dá)37℃，同時產(chǎn)生的揮發(fā)酸高。

3　結(jié)論

3.1從無核白葡萄自然發(fā)酵液中分離出的10個菌落中選擇顏色為乳白色、形狀為橢圓或扁圓、大小較均一、邊緣整齊、表面凸起、透明度較好、厚度較厚、質(zhì)地光滑濕潤、酯香味濃郁的菌落有5個，即編號為：W1、W3、W4、W7、W9。同時將篩選出的這5個菌落作為進一步篩選的研究對象。

3.2通過對各個菌株的生長情況、產(chǎn)酯量、產(chǎn)氣時間、酒精度、總糖、總酸的綜合分析，發(fā)現(xiàn)W4菌株生長情況較好、產(chǎn)酯量7.638 g/L、12 h之后開始產(chǎn)氣、酒精度達(dá)到12 %vol、總糖為14.3 g/L、總酸為0.635 g/L。

3.3W4菌株的發(fā)酵性能參數(shù)為：最適pH值為3、最適初始含糖量230 g/L、最適發(fā)酵溫度為20℃。

參考文獻：

[1]張紀(jì)忠.微生物分類學(xué)[M].上海：復(fù)旦大學(xué)出版社，1999.

[2] Ibarz M J，F(xiàn)erreira V F，Hem-dez-Orte P,et a1.Optimization and evaluation of procedure for the gas chromatographic-mass spectrometric analysis of the aromas generated by fast acid hydrolysis of flavor precursors extracted from grapes[J]. Journal of Chromatography A，2006(1116)：217-229.

[3] Regodon JA,Perez F，Miguel C D.Asimple and effective produce for selection of wine yeast mains[J].Food Microbiol，1997：14，247-254.

[4]周秀琴.葡萄酒酵母的選擇和育種[J].江蘇食品與發(fā)酵，1981 (2)：59-63.

[5]王慧，張立強，劉天明，等.產(chǎn)地葡萄酒優(yōu)良酵母菌株的篩選及鑒定[J].釀酒科技，2007(9)：29-34.

[6]馮克寬，王明誼，曾家豫.酵母菌的分離及鑒定[J].西北師范大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，1997，33(2)：56-59.

[7] Boutrou R，Gueguen M. Interests in Geotrichum candidum for cheese-technology[J].International Journal of Food Microbiology，2005，102：1-20.

[8]王允祥.論葡萄酒的風(fēng)味與營養(yǎng)價值[J].中國釀造, 1998(2)：8-10.

[9]博坦.葡萄酒釀造學(xué)原理及應(yīng)用[M].北京：中國輕工業(yè)出版社，2001.

[10]覃宇陽，黃宏慧.野生山葡萄酒酵母篩選及應(yīng)用[J].廣西輕工業(yè)，1999(1)：45-46.

[11] Versini G, Rapp A, Volkmann C，et a1.Flavour components of clones from different grape varieties[J].Vitis,1990：513-524.

[12]魏冬梅，張艷芳，張于林.利用比色法測定葡萄酒的灑精度[J].食品工業(yè)，2001(4)：45-46.

[13]劉群，揚福洪，尚維，等.用電位滴定法測“產(chǎn)酯酵母”的總酯[J].釀酒，1996(5)：27-28.

[14]張建軍.葡萄汁酒精發(fā)酵過程中由酵母產(chǎn)生的氨基酸己酯[J].葡萄栽培與釀酒，1994(3)：43-45.

[15]雷安亮，鐘其頂，劉長江，等.葡萄酒香氣分析方法研究現(xiàn)狀及應(yīng)用展望[J].釀酒，2008(11)：24-27.

Screening of A Yeast Strain with Aroma-producing Capability for Seedless White Grape Wine & Study of Its Fermenting Performance

LEI Jing, WU Bin, GUO Feng, HAN Chen, CHEN Ya and AYijiamali
(Turpan Institute of Agricultural Sciences, Xinjiang Academy of Agricultural Sciences, Turpan, Xinjiang 838000, China)

Abstract:Wine aroma is an important sensory index in the evaluation of wine quality. Aromatic substances are also the important components of both grape and grape wine. Seedless white grape belongs to white grape and its intrinsic aroma is weak. Accordingly, the use of yeast strains with good aroma-producing capabilities in wine-making by seedless white grape is a reliable and safe approach. In the experiments, a yeast strain with good aroma-producing capabilities named W4 was isolated from naturally fermented liquid of seedless white grape. Meanwhile, the fermenting performance of W4 was investigated and the optimum technical parameters were summed up as follows: pH value=3, fermenting temperature at 20℃, and the initial sugar content was 230 g/L. The total esters content in the produced wine by W4 reached up to 7.335 g/L. The screened W4 could increase total esters content in grape wine effectively and evidently.

Key words:seedless white grape wine; yeast with aroma-producing capability; screening; fermentation; performance

通訊作者：郭峰（1964-），男，碩士研究生，研究方向為農(nóng)產(chǎn)品加工。

作者簡介：雷靜（1982-），女，碩士研究生，研究方向為農(nóng)產(chǎn)品加工與儲藏，E-mail：leijing200288@163.com。

收稿日期：2015-11-17

基金項目：新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院青年基金項目，項目編號（xjnkq-2013008）；自治區(qū)青年自然科學(xué)基金項目，項目編號（2014211B032）。

DOI：10.13746/j.njkj.2015439

中圖分類號：TS262.6；TS261.1；TS261.4

文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1001-9286（2016）03-0045-04

優(yōu)先數(shù)字出版時間：2016-01-22；地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/52.1051.TS.20160122.0939.002.html。