桃酒酵母選育及發(fā)酵特性研究

趙娟娟，吳榮榮，王 巖，苑園園，胡朋飛

桃酒酵母選育及發(fā)酵特性研究

趙娟娟，吳榮榮，王 巖，苑園園，胡朋飛

（衡水學(xué)院 生命科學(xué)學(xué)院，河北 衡水 053000）

從油桃和早九寶中各獲得一株酵母菌株，編號(hào)分別為Y-1和Z-1。通過對(duì)細(xì)胞形態(tài)、生理生化特性研究，對(duì)兩株菌株進(jìn)行鑒定，并測(cè)定其發(fā)酵特性。結(jié)果表明：菌株Y-1和Z-1均為酵母屬的釀酒酵母。Y-1和Z-1的最適生長溫度分別為25℃和30℃；最適生長pH分別為5.5和5.0；最適發(fā)酵溫度分別為26℃和28℃；CO2失重分別是8.8 g和8.1 g；菌株Z-1的酒精耐受性高于菌株Y-1；菌株Z-1的耐糖性高于菌株Y-1。綜上，菌株Z-1更適合桃酒的生產(chǎn)。

酵母；分離鑒定；發(fā)酵特性；桃酒

我國是產(chǎn)桃大國，但鮮桃不易儲(chǔ)存和長時(shí)間的運(yùn)輸，因此利用桃發(fā)展果酒業(yè)有著很好的前景。桃肉含蛋白質(zhì)、膳食纖維、有機(jī)酸（主要是蘋果酸和檸檬酸）、碳水化合物（主要是葡萄糖、果糖、蔗糖、木糖）以及鈣、磷、鐵、胡蘿卜素、維生素B1等。營養(yǎng)豐富的桃可以作為原料釀造成飲料酒[1]。

目前桃酒釀造的適用酵母較少，在生產(chǎn)過程中多數(shù)是以葡萄酒酵母替代。但桃汁和葡萄汁的成分差異很大，所以采用葡萄酒的酵母生產(chǎn)出桃酒口味不佳，不能突顯桃特有的香氣[2]。本研究選育適合桃釀造的優(yōu)秀菌株，不僅提高了桃酒的品質(zhì)，增加桃的價(jià)值，也進(jìn)一步開發(fā)利用了豐富的微生物資源[3-7]。

成品桃酒含有多種營養(yǎng)成分，酒精體積分?jǐn)?shù)低，溫和爽口，清香甘醇。開展桃酒產(chǎn)業(yè)，不但可以滿足人們的消費(fèi)需求，還可以提高桃產(chǎn)區(qū)人民的收入，創(chuàng)造更多的附加值。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

油桃、早九寶的外表皮與鮮果肉（衡水市吉美超市出售）。

1.2 培養(yǎng)基

麥芽粉培養(yǎng)基、同化碳源基礎(chǔ)培養(yǎng)基、同化氮源基礎(chǔ)培養(yǎng)基。生化鑒定糖類（均為分析純）。

1.3 儀器與設(shè)備

超凈工作臺(tái)、生化恒溫培養(yǎng)箱、紫外分光光度計(jì)、旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)、pH計(jì)、高壓蒸汽滅菌鍋、移液槍等。

1.4 實(shí)驗(yàn)方法

1.4.1 酵母菌增殖培養(yǎng)

按1∶9比例將25 g樣品添加到桃汁中，25℃下培養(yǎng)2 d。培養(yǎng)液備用。

1.4.2 酵母菌的分離

用無菌生理鹽水將酵母菌的培養(yǎng)液配制成10-5和10-6的菌懸液，取0.2 mL均勻涂布在麥芽粉固體培養(yǎng)基上，在25℃下倒置培養(yǎng)48 h。選典型特征的單菌落劃線分離，鏡檢確定其為純培養(yǎng)物后，轉(zhuǎn)移到麥芽粉固體斜面上低溫保存[8]。

1.4.3 酵母菌的鑒定

酵母菌鑒定按照《The Yeast: a taxonomic study》（第三版）（Kreger-Van，1984）的方法進(jìn)行[9]。

1.4.3.1 細(xì)胞形態(tài)

將兩株酵母菌接種到麥芽粉固體培養(yǎng)基上，28℃培養(yǎng)2 d后鏡檢，觀察。

1.4.3.2 菌株同化氮源測(cè)定

將兩株酵母菌接種到加入不同氮源的培養(yǎng)基中，測(cè)定其同化氮源能力。

1.4.3.3 菌株同化碳源測(cè)定

將兩株酵母菌接種到加入不同碳源的培養(yǎng)基中，測(cè)定其同化碳源能力。

1.4.3.4 菌株發(fā)酵糖類測(cè)定

將兩株酵母菌接種到含不同糖類的培養(yǎng)基中，測(cè)定其對(duì)糖的發(fā)酵能力。

1.4.4 酵母生理特性測(cè)定

1.4.4.1 最適生長溫度的確定

將3%的酵母液接種到培養(yǎng)基中，不同溫度下培養(yǎng)12 h，在560 nm測(cè)定OD值，確定最適生長溫度[10]。

1.4.4.2 最適生長pH的確定

將3%的酵母液接種到不同pH值的麥芽粉液體培養(yǎng)基中12 h，測(cè)定OD值，確定最適生長pH。

1.4.4.3 最適發(fā)酵溫度確定

將3%的酵母液接種到殺菌后桃汁中，不同溫度培養(yǎng)72 h，測(cè)CO2的失重，確定最適發(fā)酵溫度。

1.4.4.4 耐酒精特性檢測(cè)

3%的酵母液接種到培養(yǎng)基中，12 h后加入無水乙醇使最終酒精體積分?jǐn)?shù)分別為5%、8%、11%、14%和17%，繼續(xù)培養(yǎng)12 h測(cè)定OD值，測(cè)定酵母耐酒精能力。

1.4.4.5 耐糖特性測(cè)定

將待測(cè)酵母按3%接種量接入不同含糖量的麥芽粉液體培養(yǎng)基中培養(yǎng)24 h，測(cè)定OD值，分析比較待測(cè)酵母耐糖能力。

2 結(jié)果與討論

2.1 酵母菌的分離、鑒定

2.1.1 酵母菌形態(tài)特征

酵母菌Y-1，Z-1的菌體形態(tài)特征分別如圖1和圖2所示。

圖1 Y-1 菌體形態(tài)

圖2 Z-1 菌體形態(tài)

從圖1及圖2上可以看出，酵母菌株Y-1呈卵形，且外表光滑，周邊整齊；菌株Z-1呈橢圓形，且外表光滑，周邊整齊，其大小略小于Y-1菌株，且Y-1菌株菌落顏色較明亮，比較容易辨別。

2.1.2 酵母菌代謝特性結(jié)果

2.1.2.1 菌株同化氮源能力

酵母菌Y-1和Z-1氮源同化能力結(jié)果見表1。

表1 酵母菌的氮源同化能力

注：“+”表示同化，反應(yīng)陽性；“－”表示不同化，反應(yīng)陰性。

2.1.2.2 菌株同化碳源能力

酵母菌Y-1和Z-1氮源同化能力結(jié)果見表2。

表2 酵母的碳源同化能力

注：“+”的代表同化反應(yīng)為陽性；“－”的代表同化反應(yīng)為陰性。

2.1.2.3 菌株糖發(fā)酵能力

酵母菌Y-1和Z-1糖發(fā)酵能力結(jié)果見表3。

表3 酵母的糖發(fā)酵能力

注：“+”的代表發(fā)酵；“－”的代表不發(fā)酵。

從表1到表3中的結(jié)果可以看出，酵母菌Y-1和Z-1菌株可發(fā)酵葡萄糖、蔗糖、麥芽糖、半乳糖。在碳源方面，這兩株菌均可同化葡萄糖、蔗糖、麥芽糖、海藻糖、半乳糖、棉籽糖。在氮源方面，這些菌株可同化硫酸銨，但不同化硝酸鉀、鹽酸尸胺、鹽酸乙胺。根據(jù)上述結(jié)果和酵母屬種的分類性狀，將上述所篩選的兩株酵母菌初步確定為酵母屬的釀酒酵母。

2.2 酵母生理特性研究

2.2.1 最適生長溫度的確定

測(cè)定不同溫度（15℃、20℃、25℃、30℃和35℃）下OD值，結(jié)果見圖3。

圖3 不同生長溫度對(duì)OD值的影響

從圖3可知，酵母菌Z-1和Y-1受溫度變化的影響較明顯。在30℃時(shí)，菌株Z-1的OD值為1.901，生長速度最高；在25℃時(shí)，菌株Y-1OD值為1.695，生長速度最高。溫度上升到35℃時(shí)，兩酵母菌Z-1和Y-1的生長速度均有所下降，其OD值分別下降到1.364和1.211。較高的培養(yǎng)溫度會(huì)抑制酵母菌的生長。菌株Y-1和Z-1分別在25℃和30℃長勢(shì)最好。

2.2.2 最適生長pH的測(cè)定

測(cè)定不同pH值（3.5、4.0、4.5、5.0、5.5、6.0、6.5、7.0）下OD值，結(jié)果見圖4。

由圖4中可看出，pH水平會(huì)影響酵母菌Z-1和Y-1的生長。菌株Z-1和Y-1的最適pH值分別為5.0和5.5。當(dāng)pH升高時(shí)，兩株酵母的生長都受到抑制，OD值分別降低至1.8和1.5左右；當(dāng)pH降低至3.5時(shí)，兩株酵母生長同樣被抑制。

2.2.3 最適發(fā)酵溫度確定

測(cè)定不同發(fā)酵溫度（24℃、26℃、28℃、30℃、32℃）下CO2失重，結(jié)果見圖5。

圖4 不同pH對(duì)OD值的影響

圖5 不同發(fā)酵溫度對(duì)CO2失重的影響

由圖5中可看出，從24℃開始，CO2失重逐漸增多。在26℃時(shí)，菌株Y-1的CO2失重最多，28℃時(shí)，菌株Z-1的CO2失重最多，分別為8.8 g和8.1 g，說明此時(shí)酵母的發(fā)酵力最強(qiáng)。隨著溫度的繼續(xù)增高，兩株酵母菌株的CO2失重都開始下降，發(fā)酵能力逐漸降低。因此，28℃時(shí)，菌株Z-1的發(fā)酵桃汁能力最強(qiáng)，26℃時(shí)，菌株Y-1的發(fā)酵桃汁能力最強(qiáng)。

2.2.4 酵母Z-1與Y-1的耐酒精特性

測(cè)定不同酒精體積分?jǐn)?shù)（5%、8%、11%、14%和17%）下OD值，結(jié)果見圖6。

由圖6可看出，酵母菌Z-1的酒精耐受性優(yōu)于Y-1。在5% ~ 8%，兩菌株生長良好且趨勢(shì)穩(wěn)定，在酒精體積分?jǐn)?shù)8% ~ 14%，兩菌株OD值降低，在酒精體積分?jǐn)?shù)17%時(shí)，菌株Z-1的OD值降至1.149；菌株Y-1的OD值降至0.249；比較可得知菌株Z-1較菌株Y-1的耐酒精能力強(qiáng)，適應(yīng)性強(qiáng)。

2.2.5 酵母Z-1與Y-1耐糖特性

測(cè)定不同含糖量（5°Bx、10°Bx、15°Bx、20°Bx、25°Bx）的OD值，結(jié)果見圖7。

圖6 不同酒精體積分?jǐn)?shù)對(duì)OD值的影響

圖7 不同含糖量對(duì)OD值的影響

由圖7可看出，當(dāng)含糖量在5~10oBx之間，菌株Z-1與Y-1的OD值升高，10~25oBx之間，菌株Z-1與Y-1的OD值不斷降低，活菌量不斷減少，菌株生長受限制。兩菌生長趨勢(shì)一致。在10oBx時(shí)，其OD值均最大，達(dá)到1.767和1.559；含糖量為25oBx時(shí)，OD值分別達(dá)到等到1.275、0.803，兩菌株OD值達(dá)到最小?？梢钥闯?，菌株Z-1對(duì)糖環(huán)境適應(yīng)能力較強(qiáng)于Y-1菌株。

3 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)以河北省衡水市本地油桃、早九寶為分離源，從中各獲得一株酵母菌株，編號(hào)分別為Y-1，Z-1。經(jīng)鑒定Y-1，Z-1均為酵母屬的釀酒酵母。菌株代謝特性結(jié)果表明，菌株Y-1和Z-1的生長最適溫度分別為25℃、30℃；生長最適pH分別為5.5、5.0；發(fā)酵最適溫度分別為26℃、28℃；菌株Z-1的酒精耐受性與耐糖性均高于菌株Y-1。菌株Z-1更適合桃酒的生產(chǎn)。

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[2] 蔣錫龍,魏彥鋒,孫玉霞,等.桃果酒釀酒酵母選育及釀造條件研究[J].食品工業(yè)科技,2013,34(19):156-160.

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[5] 喬建援,王林風(fēng),銀會(huì)娟,等.篩分的優(yōu)良釀酒酵母菌株性能研究[J].食品與發(fā)酵科技,2020,55(6):60-64.

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The Selective Breeding and Fermentation Characteristics of the Yeast in Peach Wine

ZHAO Juanjuan, WU Rongrong, WANG Yan, YUAN Yuanyuan, HU Pengfei

(College of Life Science, Hengshui University, Hengshui, Hebei 053000, China)

One yeast strain is respectively obtained from nectarine andpeach. They are marked as Y-1 and Z-1. By studying the morphological, physiological and biochemical characteristics of cells, the two strains are identified and their fermentation characteristics are determined. The results show that strains Y-1 and Z-1 are saccharomyces cerevisiae of yeast genus. Y-1 and Z-1 grow best at 25℃ and 30℃ respectively and they grow best at PH 5.5 and PH 5.0 respectively. The optimum fermentation temperature is 26℃ and 28℃ respectively, and the CO2weight loss is 8.8g and 8.1g respectively. Z-1 shows better resistance to high concentration of ethanol and sugar than Y-1. Therefore, Z-1 would be more valuable for peach wine production than Y-1.

yeast; isolation and identification; fermentation characteristics; peach wine

10.3969/j.issn.1673-2065.2021.01.002

趙娟娟（1982－），女，河北武邑人，講師；

吳榮榮（1976－），女，河北深州人，副教授，理學(xué)博士。

衡水學(xué)院校級(jí)課題（2020ZR19）

TS261.9

A

1673-2065(2021)01-0005-05

2020-08-15

（責(zé)任編校：李建明 英文校對(duì)：李玉玲）