3株非釀酒酵母在模擬葡萄汁中的 生長(zhǎng)特性與發(fā)酵香氣

原苗苗,趙新節(jié),姜?jiǎng)P凱,孫玉霞,王世平

(1.齊魯工業(yè)大學(xué)山東省微生物工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,山東濟(jì)南 250353;2.山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品研究所,山東省農(nóng)產(chǎn)品精深加工技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，農(nóng)業(yè)部新食品資源加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,山東濟(jì)南 250100)

香氣是評(píng)判葡萄酒品質(zhì)的重要特征之一。葡萄酒的香氣可以分為三類:品種香,由葡萄品種決定;發(fā)酵香,發(fā)酵期間產(chǎn)生的;陳釀香,陳釀過(guò)程中微生物產(chǎn)生的香氣物質(zhì)和從橡木桶萃取的香氣物質(zhì)的轉(zhuǎn)化形成的[1]。其中酒精發(fā)酵過(guò)程中微生物(主要是酵母菌)代謝產(chǎn)生的數(shù)百種化合物對(duì)葡萄酒的香氣成分起到了主導(dǎo)作用。

葡萄酒發(fā)酵是一個(gè)以酵母為主導(dǎo)的復(fù)雜的微生物過(guò)程。葡萄汁中存在各種非釀酒酵母,它們一般在發(fā)酵前期生長(zhǎng)旺盛,能夠產(chǎn)生較高含量的香氣物質(zhì)[2]。近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn),非釀酒酵母能夠產(chǎn)生大量的酯類、高級(jí)醇、甘油、醛和琥珀酸等代謝產(chǎn)物,并且能產(chǎn)生一些酶將葡萄酒中的香氣前體物質(zhì)分解從而釋放出香氣物質(zhì),對(duì)葡萄酒的風(fēng)味產(chǎn)生積極影響,使葡萄酒具有更加復(fù)雜的口感和香氣[3]。Soden等[4]研究發(fā)現(xiàn),星形假絲酵母比釀酒酵母能產(chǎn)生更多的甘油、醋酸和更強(qiáng)烈的蜂蜜、杏、泡菜和乙酸乙酯香。有孢漢遜酵母和畢赤酵母具有非常好的產(chǎn)乙酸酯的能力[5]。有研究表明,發(fā)酵過(guò)程中克勒克酵母數(shù)量較少是導(dǎo)致西班牙Basque地區(qū)白福爾葡萄酒缺乏復(fù)雜香氣的原因之一[6]。有孢漢遜酵母、德巴利酵母和德克酵母比釀酒酵母具有更強(qiáng)的產(chǎn)糖苷酶能力[7]。因此,篩選出具有優(yōu)良發(fā)酵特性和產(chǎn)香特點(diǎn)的非釀酒酵母菌株并將其應(yīng)用于葡萄酒釀造中有非常重要的意義。

Powles等[8]研究發(fā)現(xiàn),美極梅氏酵母協(xié)同釀酒酵母共同培養(yǎng)時(shí),萜烯和內(nèi)酯等芳香族化合物含量變化顯著。葡萄汁有孢漢遜酵母能產(chǎn)生較低含量的高級(jí)醇[9],較高含量的酯類[10],乙酸和乙醛的產(chǎn)量因菌株而異[11]。淺白隱球酵母常常被報(bào)道出現(xiàn)在葡萄汁發(fā)酵過(guò)程中[12],但尚未發(fā)現(xiàn)關(guān)于其釀酒特性和香氣的研究。

本實(shí)驗(yàn)在模擬葡萄汁培養(yǎng)基中以前期實(shí)驗(yàn)中優(yōu)選的三株非釀酒酵母(葡萄汁有孢漢遜酵母、美極梅奇酵母、淺白隱球酵母均篩自我國(guó)葡萄酒產(chǎn)區(qū))為對(duì)象,以釀酒酵母為對(duì)照,研究三種非釀酒酵母在模擬葡萄汁培養(yǎng)基上的生長(zhǎng)特點(diǎn),并應(yīng)用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS)分析其發(fā)酵香氣的差異,為非釀酒酵母在葡萄酒釀造中的應(yīng)用提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

葡萄汁有孢漢遜酵母(Hansenisporauvarum) 分離自河北朗格斯酒莊葡萄園的赤霞珠葡萄;美極梅奇酵母(Metschnikowiapulcherrima) 分離自新疆222兵團(tuán)釀酒葡萄生產(chǎn)基地的赤霞珠葡萄;淺白隱球酵母(Cryptococcusalbidus) 分離自新疆222兵團(tuán)釀酒葡萄生產(chǎn)基地的赤霞珠葡萄;釀酒酵母(Saccharomycescerevisiae)LALVIN DV10 上?？奠称凤嫎I(yè)有限公司;模擬葡萄汁培養(yǎng)基(model synthetic medium,MSM)、脂肪酸溶液 招遠(yuǎn)拓?fù)渖锕こ逃邢薰?YPDA固體培養(yǎng)基 1%酵母浸粉、2%蛋白胨、2%葡萄糖、2%瓊脂,115 ℃滅菌30 min;YPD液體培養(yǎng)基 1%酵母浸粉、2%蛋白胨、2%葡萄糖,115 ℃滅菌30 min。

Biotek Synergy HTX多功能微孔板檢測(cè)儀 美國(guó)伯騰儀器有限公司;PAL RSI85自動(dòng)進(jìn)樣器 瑞士CTC公司;GC-7890B/MS-5977A氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀 美國(guó)Agilent公司;DB-WAX毛細(xì)管柱(30 m×250 μm×0.25 μm) 美國(guó)Agilent公司;57329-U萃取頭DVB/CAR/PDMS50/30 μm 美國(guó)SUPELCO公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 生長(zhǎng)曲線測(cè)定

1.2.1.1 酵母活化 在YPDA固體培養(yǎng)基上挑取非釀酒酵母菌株接種于YPD液體培養(yǎng)基中,于28 ℃、170 r/min條件下培養(yǎng)24 h制成種子液。

1.2.1.2 生長(zhǎng)曲線測(cè)定 將各酵母種子液以1%的接種量接種于YPD液體和MSM培養(yǎng)基中,28 ℃條件下培養(yǎng),每隔2 h取200 μL菌液于96 孔板中,使用Biotek Synergy HTX多功能微孔板檢測(cè)儀在600 nm波長(zhǎng)處測(cè)定菌懸液的OD值,每個(gè)樣品重復(fù)測(cè)定3 次。然后根據(jù)時(shí)間和OD600 nm值繪制生長(zhǎng)曲線。

1.2.2 模擬葡萄汁發(fā)酵 將各非釀酒酵母種子液以1%的接種量接種于MSM培養(yǎng)基中,并于28 ℃培養(yǎng)14 d得到發(fā)酵酒樣,每個(gè)樣品設(shè)3個(gè)重復(fù)。

1.2.3 揮發(fā)性化合物測(cè)定 酒樣的揮發(fā)性化合物采用頂空固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)測(cè)定[13-14]。香氣化合物使用配帶有PAL自動(dòng)進(jìn)樣器的7890B/5977A氣相色譜法質(zhì)譜聯(lián)用儀檢測(cè),選擇DB-WAX毛細(xì)管色譜柱,頂空固相微萃取進(jìn)樣,20 mL頂空瓶中加入2 g氯化鈉,8 mL樣品以及20 μL內(nèi)標(biāo)(4-甲基-2-戊醇,濃度2.000 g/L),45 ℃預(yù)熱頂空瓶10 min,萃取頭萃取頂空瓶液面上方氣體45 min,萃取過(guò)程頂空瓶在Agitator中不停搖動(dòng),萃取頭在進(jìn)樣口250 ℃解析10 min,采用不分流模式進(jìn)樣,恒流模式,柱流量0.8 mL/min,程序升溫,初始溫度40 ℃,以1 ℃/min升到45 ℃,保持2 min,以3 ℃/min升到84 ℃,保持2 min,以3 ℃/min升到120 ℃,保持3 min,以3 ℃/min升到200 ℃,以5 ℃/min升到230 ℃,運(yùn)行時(shí)間71.667 min,MSD傳輸線250 °C,質(zhì)譜選擇SCAN模式進(jìn)行掃描。

1.2.4 揮發(fā)性化合物的分析 用GC-MS內(nèi)置比色譜庫(kù)NIST14檢索匹配,并結(jié)合保留指數(shù)定性,用內(nèi)標(biāo)法定量。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 19.0進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,多組間比較采用One-Way ANOVA法。采用SPSS 19.0進(jìn)行主成分分析(PCA)得到得分圖,從而獲得樣品分類信息。香氣活性值(OAV)計(jì)算:香氣化合物濃度/閾值。

2 結(jié)果與分析

2.1 非釀酒酵母生長(zhǎng)曲線

如圖1、圖2所示,淺白隱球酵母在MSM培養(yǎng)基和YPD液體培養(yǎng)基中分別經(jīng)歷了大約20 h和6 h的延滯期后進(jìn)入了對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期,分別在46 h和26 h左右達(dá)到穩(wěn)定期,說(shuō)明淺白隱球酵母在YPD液體培養(yǎng)基中的生長(zhǎng)更好,在MSM培養(yǎng)基中的適應(yīng)性較差,可能是培養(yǎng)基中的某種營(yíng)養(yǎng)成分不適合淺白隱球酵母。美極梅奇酵母在MSM培養(yǎng)基和YPD液體培養(yǎng)基中均經(jīng)歷了大約6 h的延滯期后進(jìn)入了對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期,分別在46 h和30 h左右達(dá)到穩(wěn)定期,說(shuō)明美極梅奇酵母在兩種培養(yǎng)基中的適應(yīng)性較好。在郭東起等[15]的研究中,美極梅奇酵母在YPD培養(yǎng)基中的生長(zhǎng)曲線是0～10 h為延滯期,10～22 h為對(duì)數(shù)期,22～30 h為穩(wěn)定期,30 h后為衰亡期。這可能是美極梅奇酵母的不同菌株間產(chǎn)生的差異。葡萄汁有孢漢遜酵母在MSM培養(yǎng)基和YPD液體培養(yǎng)基中分別經(jīng)歷了約6 h和4 h的延滯期后進(jìn)入了對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期,分別于40 h和12 h左右達(dá)到穩(wěn)定期,說(shuō)明葡萄汁有孢漢遜酵母在兩種培養(yǎng)基中的適應(yīng)性最好。釀酒酵母DV10在MSM培養(yǎng)基和YPD液體培養(yǎng)基中分別經(jīng)歷了約20 h和12 h的延滯期后也進(jìn)入了對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期,分別于46 h和36 h左右達(dá)到穩(wěn)定期,說(shuō)明釀酒酵母DV10在發(fā)酵前期的適應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)。在李秀萍等[16]的研究中,優(yōu)選釀酒酵母在甘蔗汁培養(yǎng)基中的生長(zhǎng)曲線是0～8 h為延滯期,8～18 h為對(duì)數(shù)期,18 h后為穩(wěn)定期。這也說(shuō)明不同釀酒酵母菌株,在不同培養(yǎng)基中的生長(zhǎng)表現(xiàn)不同。

圖1 不同酵母在MSM培養(yǎng)基中的生長(zhǎng)曲線Fig.1 Growth curves of different yeast strains in model synthetic medium

圖2 不同酵母在YPD培養(yǎng)基中的生長(zhǎng)曲線Fig.2 Growth curves of different yeast strains in YPD medium

由此可見(jiàn),酵母在不同培養(yǎng)基中的生長(zhǎng)曲線有顯著差異,在MSM培養(yǎng)基中生長(zhǎng)曲線平滑且持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng),并且延滯期及對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的分界點(diǎn)不明顯;而在YPD液體培養(yǎng)基中延滯期和對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期很明顯;說(shuō)明兩種培養(yǎng)基中的營(yíng)養(yǎng)成分差異對(duì)酵母生長(zhǎng)的影響很大,間接證明了葡萄酒生產(chǎn)中產(chǎn)區(qū)(不同產(chǎn)區(qū)葡萄汁成分差異)對(duì)葡萄酒品質(zhì)的影響。葡萄汁有孢漢遜酵母的適應(yīng)能力最優(yōu),其次是美極梅奇酵母,然后是淺白隱球酵母,釀酒酵母DV10的適應(yīng)能力最差。這說(shuō)明非釀酒酵母能在前期迅速繁殖,占據(jù)一定數(shù)量?jī)?yōu)勢(shì),這與葡萄酒自然發(fā)酵過(guò)程一致,即非釀酒酵母在發(fā)酵前3～4 d占據(jù)數(shù)量?jī)?yōu)勢(shì),隨后釀酒酵母逐步占據(jù)主導(dǎo)地位[1]。

2.2 模擬葡萄汁培養(yǎng)基中不同酵母的發(fā)酵香氣分析

2.2.1 醇類 醇類主要是酵母代謝產(chǎn)生的次級(jí)產(chǎn)物[17],大部分來(lái)自于氨基酸,通過(guò)酵母埃利希代謝途徑(Ehrlich metabolic pathway)[18-19],少部分來(lái)自于酵母對(duì)相應(yīng)醛類的還原。葡萄酒中的高級(jí)醇濃度低于300 mg/L時(shí),有助于提高自身的復(fù)雜性;濃度超過(guò)400 mg/L,雜醇將會(huì)作為一個(gè)消極的品質(zhì)因數(shù),影響葡萄酒的感官品質(zhì)[20]。由表1可知,不同酵母發(fā)酵模擬葡萄汁培養(yǎng)基共檢測(cè)到13種醇類,其中淺白隱球酵母、美極梅奇酵母、葡萄汁有孢漢遜酵母和釀酒酵母DV10各產(chǎn)生8、9、12、8種醇類。醇類含量由高到低為美極梅奇酵母(94.22 mg/L)、淺白隱球酵母(56.64 mg/L)、DV10(39.15 mg/L)、葡萄汁有孢漢遜酵母(35.38 mg/L)。有研究表明,在發(fā)酵葡萄汁中漢遜酵母單獨(dú)培養(yǎng)產(chǎn)生的醇類比釀酒酵母低[3,9]。在檢測(cè)的14種醇類中,2-甲基丙醇(異丁醇)、3-甲基丁醇(異戊醇)、2,3-丁二醇在不同酵母發(fā)酵的酒樣中含量都較高,尤其是3-甲基丁醇對(duì)醇類總量貢獻(xiàn)最大,起決定性作用。3-甲基丁醇含量最高的是美極梅奇酵母(86.65 mg/L),其次是淺白隱球酵母(49.07 mg/L),最低的是葡萄汁有孢漢遜酵母(30.39 mg/L)。

2.2.2 酯類 酯類主要是酵母酒精發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的,乙酸酯是由細(xì)胞內(nèi)乙酰轉(zhuǎn)移酶催化的高級(jí)醇與乙酰輔酶A縮合形成的[21]。大多數(shù)酯類具有花、果香氣,構(gòu)成葡萄酒的果香、甜香、蘋果、菠蘿和花香[22]。由表1可知,不同酵母發(fā)酵模擬葡萄汁培養(yǎng)基共檢測(cè)到29種酯類,其中淺白隱球酵母、美極梅奇酵母、葡萄汁有孢漢遜酵母和釀酒酵母DV10各產(chǎn)生22、9、19、22種酯類。由葡萄汁有孢漢遜酵母產(chǎn)生的酯類含量最高,含量為60.81 mg/L,其中含量較高的為乙酸乙酯、乙酸-3-甲基丁酯、己酸乙酯、辛酸乙酯、癸酸乙酯、乙酸-2-苯乙酯(約為其他三個(gè)菌株產(chǎn)量的7倍以上)、9-棕櫚酸乙酯,這與Viana等[3]的研究結(jié)果一致,漢遜酵母的特點(diǎn)是高產(chǎn)乙酸乙酯、乙酸-3-甲基丁酯和乙酸-2-苯乙酯。其次是DV10,含量為41.64 mg/L,含量較高的酯類包括己酸乙酯、辛酸乙酯、癸酸乙酯、乙酸-2-苯乙酯;淺白隱球酵母產(chǎn)生的酯類含量為24.57 mg/L,含量較高的酯類為己酸乙酯、辛酸乙酯、癸酸乙酯、乙酸-2-苯乙酯;產(chǎn)酯最少的為美極梅奇酵母,含量為4.51 mg/L,美極梅奇酵母產(chǎn)量較多的酯為乙酸乙酯、乙酸-3-甲基丁酯。

表1 不同酵母的發(fā)酵香氣成分及含量(mg/L)Table 1 Fermentation aroma compounds of different yeasts(mg/L)

2.2.3 酸類 酒中的揮發(fā)酸主要來(lái)源于酒精發(fā)酵,其含量取決于發(fā)酵條件、發(fā)酵汁的營(yíng)養(yǎng)水平和所使用的酵母[23]。葡萄酒中通常表現(xiàn)出來(lái)的奶酪味以及脂肪味與葡萄酒中存在的有機(jī)酸密切相關(guān)[24-25]。由表1可知,不同酵母發(fā)酵模擬葡萄汁培養(yǎng)基共檢測(cè)到9種酸類,其中淺白隱球酵母、美極梅奇酵母、葡萄汁有孢漢遜酵母和釀酒酵母DV10各產(chǎn)生8、6、4、7種酸類。由淺白隱球酵母產(chǎn)生的酸類含量最高,含量為6.80 mg/L,其中含量較高的為乙酸、2-甲基丙酸、3-甲基戊酸、辛酸、癸酸、月桂酸。其次是DV10,含量為4.66 mg/L,含量較高的酸類包括乙酸、2-甲基丁酸、己酸、辛酸。葡萄汁有孢漢遜酵母產(chǎn)生的酸類含量為2.43 mg/L,含量較高的為辛酸。產(chǎn)酸最少的為美極梅奇酵母,含量為0.86 mg/L,與Sadineni等[26]的研究一致,美極梅奇酵母能降低酒中的揮發(fā)酸和總酸。

2.2.4 醛酮類化合物 發(fā)酵過(guò)程中,醛類主要來(lái)源于微生物的發(fā)酵。氨基酸在酶作用下,轉(zhuǎn)氨基或氧化脫氨基產(chǎn)生醛[27]。由表1可知,不同酵母發(fā)酵模擬葡萄汁培養(yǎng)基共檢測(cè)到5種醛酮類化合物,其中淺白隱球酵母、美極梅奇酵母、葡萄汁有孢漢遜酵母和釀酒酵母DV10各產(chǎn)生4、2、4、4種醛酮類化合物。醛酮類化合物含量由高到低為美極梅奇酵母(3.38 mg/L)、DV10(2.51 mg/L)、淺白隱球酵母(2.26 mg/L)、葡萄汁有孢漢遜酵母(2.10 mg/L),四種酵母產(chǎn)生的醛酮類物質(zhì)含量相差不大。其中,四種酵母均可產(chǎn)生乙醛,而且對(duì)醛酮類化合物總量起決定性作用。釀酒酵母通常比非釀酒酵母產(chǎn)生的乙醛多[28],不同葡萄汁有孢漢遜酵母菌株的產(chǎn)乙醛能力不同,平均產(chǎn)量約是25 mg/L[11]。本實(shí)驗(yàn)中,乙醛產(chǎn)量最高的是美極梅奇酵母(3.35 mg/L),含量最少的是葡萄汁有孢漢遜酵母(2.00 mg/L)。

2.2.5 萜烯類化合物 已經(jīng)發(fā)現(xiàn)從葡萄酒釀造中分離的釀酒酵母具有從頭合成單萜烯的能力[29]。微生物合成萜烯類化合物是通過(guò)二磷酸異戊烯(IPP)生物合成途徑合成的[30-32]。IPP之間結(jié)合形成香葉基二磷酸、法呢基二磷酸、香葉基香葉基二磷酸,分別是形成單萜、倍半萜和二萜的前驅(qū)物。其他萜烯類化合物來(lái)源于這三個(gè)前驅(qū)物的環(huán)化或二次修飾。由于萜烯類化合物的香氣閾值低,所以少量的萜烯對(duì)葡萄酒香氣的影響也非常大。由表1可知,不同酵母發(fā)酵模擬葡萄汁培養(yǎng)基共檢測(cè)到8種萜烯類化合物,其中淺白隱球酵母、美極梅奇酵母、葡萄汁有孢漢遜酵母和釀酒酵母DV10各產(chǎn)生6、5、4、7種萜烯類化合物。由DV10產(chǎn)生的萜烯類含量最高,含量為0.79 mg/L,其中含量較高的包括里那醇、香茅醇、香葉醇;淺白隱球酵母產(chǎn)生的萜烯類含量為0.70 mg/L,含量較高的萜烯類為香茅醇、香葉醇和金合歡醇;葡萄汁有孢漢遜酵母產(chǎn)生的萜烯類含量為0.42 mg/L,含量較高的為香茅醇、香葉醇;產(chǎn)萜烯類最少的為美極梅奇酵母,含量為0.32 mg/L,含量較高的為香茅醇。通常對(duì)葡萄酒萜烯類化合物的研究是從酵母分泌糖苷酶將葡萄漿果中的糖苷中釋放萜烯類化合物的角度進(jìn)行的,本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明酵母通過(guò)自身生物合成萜烯類化合物,并且不同酵母產(chǎn)生的萜烯類化合物的種類和含量不同。

2.2.6 苯環(huán)類化合物 苯丙氨酸為底物,可以生產(chǎn)多種芳香族化合物。苯乙醇由原料中的苯丙氨酸脫氨基與脫羧基而生成[33]。苯甲醇具有溫和的甜香、水果香、花香和柑橘香[34-35]。苯乙醇具有甜香、玫瑰花香和蜂蜜香[36]。低濃度的苯甲醛具有水果香、花香、類似杏仁香[37-38,34];苯乙醛有蜂蜜香、花香、玫瑰花香和甜香[39];苯甲酸能釋放出水果香和櫻桃香;苯乙酸呈水果香和玫瑰花香[37-38]。由表1可知,不同酵母發(fā)酵模擬葡萄汁培養(yǎng)基共檢測(cè)到6種苯環(huán)類化合物,其中淺白隱球酵母、美極梅奇酵母、葡萄汁有孢漢遜酵母和釀酒酵母DV10各產(chǎn)生4、4、4、5種苯環(huán)類化合物。苯環(huán)類化合物含量由高到低為美極梅奇酵母(102.68 mg/L)、淺白隱球酵母(44.92 mg/L)、葡萄汁有孢漢遜酵母(39.54 mg/L)、DV10(33.33 mg/L),表明了四種酵母產(chǎn)苯環(huán)類化合物能力的高低。其中,苯乙醇是四種酵母都產(chǎn)生的,而且對(duì)苯環(huán)類化合物總量起決定性作用。苯乙醇產(chǎn)量最高的是美極梅奇酵母(102.49 mg/L),這與Clemente-Jiménez等[40]的研究結(jié)果一致,高產(chǎn)苯乙醇是美極梅奇酵母的特點(diǎn);其次是淺白隱球酵母(44.22 mg/L);含量最少的是DV10(32.70 mg/L)。

2.2.7 其他成分 由表1可知,不同酵母發(fā)酵模擬葡萄汁培養(yǎng)基共檢測(cè)到4種其他香氣成分,其中淺白隱球酵母、美極梅奇酵母、葡萄汁有孢漢遜酵母和釀酒酵母DV10各產(chǎn)生3、1、2、3種其他化合物。其他化合物含量由高到低為淺白隱球酵母(1.89 mg/L)、DV10(1.73 mg/L)、葡萄汁有孢漢遜酵母(0.96 mg/L)、美極梅奇酵母(0.30 mg/L)。

2.3 不同酵母主要發(fā)酵香氣的OAV值

OAV可用于評(píng)價(jià)各風(fēng)味化合物對(duì)酒香氣的貢獻(xiàn),Allen等[41]研究發(fā)現(xiàn)OAV大于1的化合物對(duì)酒風(fēng)味有貢獻(xiàn)。不同酵母發(fā)酵產(chǎn)生的揮發(fā)性化合物的OAV如表2所示。

由表2可以看出,共有17種揮發(fā)性化合物的OAV大于1,以酯類和萜烯類為主。其中,3-甲基丁醇是唯一一種超過(guò)閾值的醇類物質(zhì),帶來(lái)苦杏仁味和澀味。己酸和辛酸是OAV值大于1的兩種有機(jī)酸,其中辛酸在4個(gè)酵母中都能產(chǎn)生,尤其是葡萄汁有孢漢遜酵母中最高,給葡萄酒帶來(lái)奶酪味和脂肪味。OAV大于1的幾種酯類,包括乙酸乙酯、丁酸乙酯、乙酸-3-甲基丁酯、己酸乙酯、辛酸乙酯、癸酸乙酯、辛酸-3-甲基丁酯、9-癸烯酸乙酯、乙酸-2-苯乙酯,在葡萄汁有孢漢遜酵母和DV10中有較高的值。乙酸乙酯、乙酸-3-甲基丁酯、辛酸乙酯、辛酸-3-甲基丁酯和乙酸-2-苯乙酯在葡萄汁有孢漢遜酵母中的OAV值最大,分別為1.17、39.00、43.12、2.40、57.44,說(shuō)明這個(gè)菌株發(fā)酵的酒中果香和花香比較好。丁酸乙酯、己酸乙酯、癸酸乙酯、9-癸烯酸乙酯在DV10中的OAV值最大,分別為4.00、159.29、120.30、4.40,說(shuō)明這個(gè)菌株發(fā)酵的酒中果香濃郁。DV10的里那醇OAV值最大(6.40),這種成分給酒帶來(lái)柑橘香和甜香。4個(gè)菌株產(chǎn)生的香茅醇、香葉醇和金合歡醇三種萜烯類化合物的OAV值都大于1,香茅醇最高的是葡萄汁有孢漢遜酵母(2.10),給酒帶來(lái)青草味和丁香花香;香葉醇最高的是DV10(6.33),給酒帶來(lái)熱帶水果和青草味;金合歡醇最高的是淺白隱球酵母(6.50),有柔和的甜香氣。4個(gè)菌株產(chǎn)生的苯乙醇的OAV值在4.52～14.18,最高的是葡萄汁有孢漢遜酵母,賦予酒體以玫瑰花香。這些主要香氣物質(zhì)融合成為協(xié)調(diào)細(xì)膩的香氣,給人以愉悅、柔和優(yōu)雅的感覺(jué),對(duì)葡萄酒的香氣有非常重要的貢獻(xiàn)。

2.4 不同酵母主要發(fā)酵香氣的主成分分析

為揭示不同酵母產(chǎn)生的發(fā)酵香氣之間的主要差異,以O(shè)AV大于1的17種香氣物質(zhì)定量數(shù)據(jù)作圖,前2 個(gè)主成分PC1和PC2的累計(jì)貢獻(xiàn)率占總變量的88.09%,其中,PC1解釋了56.63%的變量,PC2解釋了31.46%的變量,如圖3、圖4所示。

由圖3、圖4可以看出,不同酵母的發(fā)酵香氣差別很明顯,DV10、淺白隱球酵母和美極梅奇酵母主要分布在PC1上;DV10最重要的發(fā)酵香氣為丁酸乙酯、己酸乙酯、癸酸乙酯、9-癸烯酸乙酯、己酸、里那醇和香葉醇;淺白隱球酵母最重要的發(fā)酵香氣為金合歡醇;美極梅奇酵母最重要的發(fā)酵香氣為3-甲基丁醇和苯乙醇。葡萄汁有孢漢遜酵母分布在PC2正向上,最重要的發(fā)酵香氣為乙酸乙酯、乙酸-3-甲基丁酯、辛酸乙酯、辛酸-3-甲基丁酯、乙酸-2-苯乙酯、辛酸和香茅醇。

圖3 不同酵母在前兩個(gè)主成分上的分布圖Fig.3 Distribution of different yeasts in the first two components of the PCA

3 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)通過(guò)對(duì)葡萄汁有孢漢遜酵母、淺白隱球酵母和美極梅奇酵母這三株非釀酒酵母的生長(zhǎng)特性和發(fā)酵香氣進(jìn)行比較分析,發(fā)現(xiàn)不同非釀酒酵母之間的生長(zhǎng)能力和產(chǎn)生的發(fā)酵香氣有顯著區(qū)別。香氣物質(zhì)總含量由高到低為美極梅奇酵母(206.27 mg/L)、葡萄汁有孢漢遜酵母(141.64 mg/L)、淺白隱球酵母(137.78 mg/L)、DV10(123.81 mg/L)。美極梅奇酵母的適應(yīng)能力較好,在發(fā)酵前期比較活躍,但一般很難獨(dú)立完成發(fā)酵,必須與釀酒酵母相結(jié)合使用。淺白隱球酵母的生長(zhǎng)和適應(yīng)能力較差,一般在發(fā)酵中后期發(fā)揮作用,也必須與釀酒酵母相結(jié)合使用。葡萄汁有孢漢遜酵母在具有良好生長(zhǎng)和適應(yīng)能力的同時(shí),產(chǎn)生的香氣物質(zhì)種類最多。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明3株非釀酒酵母在葡萄酒釀造中具有豐富產(chǎn)品風(fēng)味和提高產(chǎn)品香氣質(zhì)量的優(yōu)良特性,可以與釀酒酵母混合發(fā)酵,生產(chǎn)具有特定風(fēng)味的葡萄酒,具有一定的工業(yè)開(kāi)發(fā)潛力。

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