我國特色果酒專用酵母的研究進展

王顯蘇 邵學(xué)東 張正文 任鳳山 王詠梅

1.山東省葡萄研究院/山東省葡萄栽培與精深加工工程技術(shù)研究中心； 2.君頂酒莊有限公司

一、引言

近年來，我國的果酒產(chǎn)業(yè)獲得了快速的發(fā)展，并形成了一些特色果酒品牌。對于特色果酒來說，即是指具有較強地域特色的非葡萄發(fā)酵酒。在果酒釀造當(dāng)中，酵母是其中非常重要的一項因素，將直接對果酒的風(fēng)味、品質(zhì)以口感產(chǎn)生影響。在現(xiàn)今很多果酒釀制中，都是使用葡萄酒酵母發(fā)酵形成，而沒有使用特色果酒的專用酵母進行釀制，并因此對果酒的口味以及未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展產(chǎn)生了影響。在果酒釀造中，對于優(yōu)質(zhì)酵母菌株的培育與篩選可以說是其核心技術(shù)內(nèi)容，目前，我國的很多研究人員也意識到了這一點，并積極的開展了對于特色果酒專用酵母的選育，獲得了較好的研究成果。

二、菌種分離篩選

在自然界當(dāng)中，酵母菌具有廣泛的分布特征，可以說，有酵母生長繁殖的區(qū)域，都能夠進行分離篩選處理。在傳統(tǒng)果酒酵母選育中，主要是在酵母菌活躍存在的區(qū)域進行分離篩選，主要包括有：第一，成熟水果果皮。在果實的表皮位置，具有大量酵母菌的附著。從果皮當(dāng)中即能夠?qū)崿F(xiàn)酵母菌的篩選。同時，鮮榨果汁也是對果酒酵母進行篩選的優(yōu)良培養(yǎng)基，在果皮表面位置，所具有的酵母在果汁發(fā)酵環(huán)境方面具有較好的適應(yīng)性，有較大的幾率從中篩選出有用菌株；第二，果園土壤空氣。在果園附近的空氣、土壤當(dāng)中，也具有大量的酵母菌，從中經(jīng)過篩選，即能夠獲得具有優(yōu)良品質(zhì)的酵母菌種；第三，發(fā)酵醪液。在發(fā)酵醪液中篩選酵母時，具有較強的針對性。這是因在發(fā)酵醪中，酵母菌可以看做已經(jīng)經(jīng)過了發(fā)酵初篩。在實際分離篩選中，需要能夠根據(jù)酵母群消長規(guī)律以及實際目的做好恰當(dāng)取樣時期的選擇[1]。

三、酵母菌種品質(zhì)改良

對于從自然界當(dāng)中經(jīng)過篩選獲得的酵母菌種來說，其具有較低的自發(fā)突變率，需要進行富集培養(yǎng)，且在特性方面存在不夠理想的情況，無法直接在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用，需要在此基礎(chǔ)上對其品質(zhì)做進一步改良，以此對工業(yè)化大生產(chǎn)相關(guān)要求進行滿足。在現(xiàn)今科技不斷發(fā)展的過程中，也逐漸形成了較多酵母選育技術(shù)，其主要包括有：第一，誘變育種。即通過化學(xué)、物理因素獲得誘變菌株，這也是對酵母菌株進行直接改良的方式，目前應(yīng)用較多的有γ射線、紫外線以及X射線等[2]；第二，雜交。在該方式中，即是對酵母生活史進行利用，通過其相反交配型細胞以及不同遺傳特性形成的雙倍體進行的一種方式。通過該育種方式的應(yīng)用，能夠?qū)翟陂L時間誘變后所出現(xiàn)的難以提升產(chǎn)量性狀障礙進行消除，也是一種十分有效的育種方式；第三，原生質(zhì)體融合。該技術(shù)又稱作細胞融合技術(shù)，即對于兩種不同親株，在通過酶法去壁處理后所獲得的原生質(zhì)體，在將其放置在高滲溶液、在經(jīng)過融合及促融后使相互間拘泥、形成細胞融合，在使基因重組后對具有優(yōu)良親本性能的菌株進行獲得。同其余技術(shù)相比，該技術(shù)具有較高的雜交頻率以及完整的遺傳物質(zhì)，受到致育、結(jié)合限制較小，能夠使兩株以上親株同時參與到融合當(dāng)中，在菌株品質(zhì)、產(chǎn)量的提升方面具有較大的潛力，在菌種優(yōu)良性能的整合方面體現(xiàn)出了較好的應(yīng)用價值[3]；第四，基因工程。在該方式中，即根據(jù)人的意志將外源基因在體外嵌入到載體DNA，之后將其導(dǎo)入到宿主細胞當(dāng)中，對能夠外源基因表達、能復(fù)制的克隆進行形成。通過該方式的應(yīng)用，即能夠從生物體內(nèi)對需要表達的人工合成DNA片段以及基因進行提取，在將其導(dǎo)入到載體、轉(zhuǎn)入酵母細胞后重新組合遺傳物質(zhì)，以此對釀酒酵母的改良目標(biāo)進行實現(xiàn)；第五，離子束注入。這是一種材料表面處理技術(shù)，具有動量沉淀、電荷中和交換以及能量沉積作用。在實際應(yīng)用中，能夠在注入離子束的情況下對生物體形成明顯的誘變，也是我國目前具有自主知識產(chǎn)權(quán)的遺傳育種定向方式。同傳統(tǒng)化學(xué)誘變劑以及輻射方式下相比，該方式在應(yīng)用中具有遺傳穩(wěn)定、突變率高、突變譜寬以及容易獲得理想菌株的優(yōu)點，除了同普通輻射相比能夠引起DNA鏈斷裂外，也將因能量、電荷以及質(zhì)量因子協(xié)同使大量受體原子發(fā)生移位以及重組，對新的分子基因與結(jié)構(gòu)進行形成，并形成豐富的基因突變，是一種較為理想的菌種選育方式；第六，激光誘變。激光在對酵母菌照射后，即可以通過光、電、熱、電磁效應(yīng)以及壓力綜合作用對酵母菌產(chǎn)生影響，使細胞RNA或者DNA發(fā)生變化，使酶出現(xiàn)鈍化或者激活的情況，導(dǎo)致細胞代謝活動改變以及細胞分裂情況。激光在同其余誘變劑進行復(fù)合處理后，在誘變效果方面也具有較好的表現(xiàn)。同其余方式相比，激光誘變方式具有安全、變異率高、操作簡單以及輻射損傷輕的優(yōu)點；第七，高壓靜電反應(yīng)近年來，靜電生物效應(yīng)具有較多的研究，在微生物領(lǐng)域中應(yīng)用較多，對于生物有機體細胞能夠激活、鈍化酶、使細胞DNA染色體發(fā)生畸變情況，在應(yīng)用于釀酒酵母菌的誘變育種展現(xiàn)了新的前景[4]。

四、特色果酒專用酵母研究進展

（一）梨果果酒

梨果包括有琵琶、蘋果、山楂以及梨等水果，其中，梨雖然不具有特殊果香，但所具有的較高糖含量以及出汁率對很多研究人員進行了吸引。近年來，也有很多研究者在梨果方面進行了酵母的篩選，并從梨中分離到約6株酵母 。其中，有研究人員從其自然發(fā)酵液當(dāng)中對1個酵母菌株進行分離，該菌株在梨汁當(dāng)中具有較強的發(fā)酵力，具有較高的產(chǎn)酒度，產(chǎn)香好且殘?zhí)禽^低，能夠應(yīng)用為獨立的發(fā)酵菌株。也有研究人員從腰果梨和果樹根部土壤中對65株酵母菌進行了分離，在經(jīng)過篩選后對最優(yōu)菌株進行了確定，具有耐300 mg/L二氧化硫的特點。也有研究者將梨園土壤以及梨果皮為分離源，對2株特征酵母進行分離，包括有東方伊莎酵母以及釀酒酵母，在將兩者為出發(fā)菌株的基礎(chǔ)上進行原生質(zhì)融合育種處理，最終對優(yōu)良融合子DJ02進行獲得，該均值具有較好的產(chǎn)香能力以及較強的發(fā)酵能力，是梨酒釀造中最為適合的酵母菌株[5]。

（二）核果果酒

核果包括有胡桃、桃、杏、楊梅等，其中，楊梅是近年來具有較多酵母分離的核果類型。目前，有研究人員從楊梅發(fā)酵醪以及楊梅果周邊環(huán)境中對4個菌株進行篩選，這部分均值在色澤、風(fēng)味以及產(chǎn)氣性能等方面都具有較好的表現(xiàn)。同時，也從青梅中對優(yōu)良均值進行篩選，能夠?qū)?1.9%酒精度的青梅果酒進行生成，但在酒產(chǎn)品性能方面還存在不足，需要進行進一步研究。也有研究者從冬棗的發(fā)酵液中對釀酒酵母進行篩選，在對其進行紫外誘變育種研究后，對具有優(yōu)良特點的冬棗果酒專用酵母進行獲得。也有研究人員從成熟的桃表面對1株具有較強產(chǎn)酒產(chǎn)香能力的酵母進行選育[6]。

（三）柑果果酒

柑果包括有桔、橙以及柚等。對于這部分果實來說，其具有較高的含糖量，具有明顯的特征風(fēng)味。近年來，也具有該類果實果酒釀造相關(guān)的報道。有研究人員從腐爛的桔子當(dāng)中對35株釀酒酵母進行分離，從中對3株具有較好發(fā)酵性能的菌株進行篩選。其中，F(xiàn)16菌株在酒品質(zhì)以及發(fā)酵性能方面具有最好的表現(xiàn)，能夠較好的應(yīng)用為桔子酒專用菌株進行選育。也有研究者從臍橙果園土壤以及果汁自然發(fā)酵液作為分離源，對1株優(yōu)良酵母進行分離，該菌株具有發(fā)酵過程緩和、產(chǎn)香好以及起酵速度快的特點，能夠作為臍橙果酒的專用發(fā)酵酵母進行應(yīng)用。還有研究人員從甜橙、土壤果實的表面位置對138株酵母菌進行分離，在經(jīng)過4級篩選后，對2株具有較好發(fā)酵性能的酵母進行獲得，經(jīng)過鑒定為有孢漢遜酵母(Hanseniaspora uvarum)[7]。

（四）漿果果酒

漿果是多汁肉質(zhì)單果的統(tǒng)稱，包含有藍莓、葡萄以及獼猴桃等，都屬于多汁肉質(zhì)果實，非常適合應(yīng)用在果酒的釀造當(dāng)中。在該類果酒中，其主要產(chǎn)品有：第一，藍莓。藍莓是同葡萄相比具有接近農(nóng)藝形狀的漿果類型，在出汁率以及含糖量方面具有較好的表現(xiàn)，同釀酒葡萄具有類似的果實大小，非常適合應(yīng)用在果酒的釀造當(dāng)中。目前，有研究人員從藍莓葉、藍莓果園土壤以及成熟果汁中對最優(yōu)菌株進行了篩選，經(jīng)過鑒定為釀酒酵母，該菌株具有加強的發(fā)酵能力以及加快的起酵特點，在風(fēng)味以及香氣方面具有較好的表現(xiàn)。也有研究人員從藍莓自然發(fā)酵汁中對4株具有較好發(fā)酵性能的酵母菌，這4株菌具有平穩(wěn)的發(fā)酵特點，在果香以及酒香配比方面較為恰當(dāng)，具有適中的酸味，具有濃郁的酒味。有研究者從藍莓自然發(fā)酵醪以及成熟果皮中經(jīng)過分離純化獲得73株野生菌株，在經(jīng)過逐級篩選后，對一株具有較高乙醇耐受性、較好二氧化硫耐受性以及較優(yōu)發(fā)酵性能的菌株進行獲得，在經(jīng)過系統(tǒng)發(fā)育樹以及序列鑒定后，確定為釀酒酵母。同時，也對該菌株的最佳澄清劑、果酒穩(wěn)定性以及發(fā)酵工藝參數(shù)等進行了深入的研究[8]；第二，獼猴桃。是具有豐富維生素E、維生素K、維生素C以及類胡蘿卜素等成分的漿果。目前，很多研究人員也對其進行了研究，從獼猴桃皮中對2株酵母進行分離。其中一株具有較強的發(fā)酵活力，適合應(yīng)用為獼猴桃果酒發(fā)酵主發(fā)酵菌株。另一株在發(fā)酵后獲得的果酒具有獨特的香氣，具有較高的香氣組分，適合應(yīng)用為果酒發(fā)酵輔助菌株。也有研究人員從獼猴桃中對1株具有濃郁果香酒香、較好發(fā)酵能力的菌株進行篩選，經(jīng)鑒定為庫德里阿茲威氏畢赤酵母（Pichia kudriavzevii）[9]；第三，桑葚。這也是近年來在酵母選育方面具有較多研究的果品類型。有研究人員從成熟桑葚桑葉、果實以及土壤作為分離源，經(jīng)過篩選對1株優(yōu)良菌株進行獲得，具有較快的起酵能力，對高濃度二氧化硫以及酒精具有較高的耐受度。也有研究人員將桑果園土壤以及果汁自然發(fā)酵液為分離源，經(jīng)過分離對1株優(yōu)良均值進行獲得，該菌株具有較快的起酵速度，整個過程具有緩和的特點，通過1t放大試驗，發(fā)現(xiàn)該均值能夠作為桑葚果酒生產(chǎn)酵母進行應(yīng)用[10]。

五、結(jié)束語

在上文中，我們對我國特色果酒專用酵母的研究進展進行了一定的研究。在未來工作中，需要能夠在現(xiàn)有基礎(chǔ)上進一步做好優(yōu)良品質(zhì)果酒酵母的研究與開發(fā)，在實現(xiàn)果酒生產(chǎn)工藝優(yōu)化的基礎(chǔ)上獲得更好的質(zhì)量與產(chǎn)量，為我國果酒產(chǎn)業(yè)的進一步發(fā)展起到積極的推動作用。