富硒酵母對(duì)藍(lán)莓酒發(fā)酵過程中理化性質(zhì)和風(fēng)味的影響

摘要" 為分析富硒酵母對(duì)藍(lán)莓酒發(fā)酵過程中理化性質(zhì)和風(fēng)味的影響，采用外源供硒方式，測定AG1、AG2和LM等4種酵母的富集硒元素能力，篩選出富硒效果最佳的酵母進(jìn)行藍(lán)莓酒發(fā)酵，并對(duì)發(fā)酵過程中的發(fā)酵液氨基酸態(tài)氮、總酸和pH等理化指標(biāo)與主要風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行測定。結(jié)果表明，AG2（15"mg/L）的富硒效果最佳；其在藍(lán)莓酒發(fā)酵過程中，藍(lán)莓酒液的氨基酸態(tài)氮和總酸含量呈上升趨勢，在發(fā)酵第20天的含量最高，分別為6.2和7.6"g/L；pH先緩慢下降，后趨于穩(wěn)定；發(fā)酵初期（2～6"d）藍(lán)莓酒中的還原糖含量急速下降，后趨于穩(wěn)定；隨著發(fā)酵時(shí)間的延長，發(fā)酵液中酒精度呈先增加后不變的趨勢，在第10天酒精度值最大，為13.8 %vol。接種該酵母的藍(lán)莓酒與普通酵母發(fā)酵的主要風(fēng)味物質(zhì)種類和相對(duì)含量上既有相似之處，也存在一定差異，二者均以異戊醇、苯乙醇、2-甲基-1-丁醇和2，3-丁二醇等物質(zhì)發(fā)揮風(fēng)味。本研究為藍(lán)莓酒富硒機(jī)理的深度研究提供參考。

關(guān)鍵詞" 藍(lán)莓酒；發(fā)酵；富硒酵母；風(fēng)味物質(zhì)

中圖分類號(hào)" TS262.7"""""" 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼" A"""""" 文章編號(hào)" 1007-7731（2025）01-0108-05

DOI號(hào)" 10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2025.01.021

Effects of selenium-rich yeast on physicochemical properties and flavor of blueberry wine during fermentation

Abstract" To analyze the effect of selenium-rich yeast on the physicochemical properties and flavor of blueberry wine during fermentation， an exogenous selenium supply method was used to determine the selenium enrichment ability of 4 types of yeast， such as AG1， AG2， and LM. The yeast with the best selenium enrichment effect was selected for blueberry wine fermentation， and the physicochemical indicators such as amino acid nitrogen， total acid， and pH of the fermentation broth were measured along with the main flavor compounds during the fermentation process. The results showed that AG2 （15 mg/L） had the best selenium enrichment effect， during the fermentation of blueberry wine， the contents of amino acid nitrogen and total acid in blueberry wine increased， and the highest contents were 6.2 and 7.6 g/L on the 20th day of fermentation， respectively; pH decreased slowly at first and then tended to be stable; at the initial stage of fermentation （2-6 d）， the reducing sugar content in blueberry wine decreased rapidly， and then became stable. With the extension of fermentation time， the alcohol content of fermented liquor increased first and then remained unchanged， and the highest alcohol content was 13.8 %vol on the 10th day. There were some similarities and differences in the types and relative contents of the main flavor substances in the fermentation of blueberry wine inoculated with the yeast. Both of them used isoamyl alcohol， phenyl ethanol， 2-methyl-1-butanol， and 2， 3-butanediol to exert flavor. The results provide references for further research on the mechanism of selenium enrichment in blueberry wine.

Keywords" blueberry wine; fermentation; selenium-rich yeast; flavor substances

藍(lán)莓果實(shí)營養(yǎng)豐富，富含花青素、糖類、氨基酸和礦物質(zhì)等功能性成分，經(jīng)發(fā)酵而成的果酒具有保健功能[1]。陽志銳等[2]研究表明，藍(lán)莓富含的多酚、單寧和維生素等營養(yǎng)成分經(jīng)發(fā)酵后可轉(zhuǎn)移到藍(lán)莓果酒中，酒液中的黃酮、多酚等物質(zhì)一定程度上增強(qiáng)了其抗氧化功能。硒元素對(duì)人體具有重要的生理功能，人體主要依靠食物攝入硒，缺硒會(huì)導(dǎo)致人體免疫力下降，可能出現(xiàn)各種疾病[3]。富硒酵母是在酵母的作用下，經(jīng)轉(zhuǎn)化作用形成的有機(jī)硒，近年來被廣泛應(yīng)用，以調(diào)節(jié)動(dòng)植物生長及品質(zhì)。趙小翠等[4]研究發(fā)現(xiàn)，適當(dāng)添加富硒酵母明顯提高仔豬的生長性能和斷奶仔豬血清生化指標(biāo)，以添加量0.2 mg/kg效果較優(yōu)。焦亞寧[5]研究發(fā)現(xiàn)，富硒酵母處理后的平邑甜茶植株硒含量、葉片光合性能以及抗氧化酶活性較對(duì)照明顯提高，促進(jìn)了根系發(fā)育，有利于植株生長。雷娟娟等[6]研究表明，在薏米酒醪中添加富硒酵母，不僅可使酒醪硒元素含量上升，還能提高其體外抗氧化活性，提升酒醪品質(zhì)。

本試驗(yàn)采用添加外源性無機(jī)硒方法篩選出富集硒元素較強(qiáng)的酵母，利用該富硒能力較強(qiáng)的酵母進(jìn)行藍(lán)莓酒發(fā)酵，測定其發(fā)酵過程中的發(fā)酵液氨基酸態(tài)氮、總酸和pH等理化指標(biāo)與主要風(fēng)味物質(zhì)，為藍(lán)莓酒富硒機(jī)理的深度研究提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與試劑

新鮮藍(lán)莓果，購自貴州凱里；酵母（食品級(jí)）AG1和AG2，購自安琪酵母股份有限公司，LM和DBL購自丹寶利酵母有限公司，經(jīng)分離純化后保存于實(shí)驗(yàn)室；半干型藍(lán)莓酒（LX），550"mL/瓶，市售；無機(jī)硒元素標(biāo)準(zhǔn)溶液（1 000"μg/mL），購自國家有色金屬及電子材料分析測試中心（批號(hào)：GSB 04-1751-2004）；PDA培養(yǎng)基，購自青島海博生物技術(shù)有限公司。

1.2 試驗(yàn)儀器

PHS-3C型pH計(jì)，上海儀電；HHS-11-6型電熱恒溫水浴鍋、BPX-162型電熱恒溫培養(yǎng)箱和YXQ-100G型立式壓力蒸汽滅菌器，上海博迅；NBL 254i電子天平，艾德姆衡器（武漢）有限公司；MASTER-40高通量微波消解儀，上海新儀；LNB16000G-L臺(tái)式高速離心機(jī)，上海皓莊；酒精計(jì)，河間振巖；GCMS-QP2020氣相色譜質(zhì)譜儀，日本島津；LC-AFS-9600液相色譜-原子熒光聯(lián)用儀，北京海光。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 藍(lán)莓酒釀造工藝 參考文獻(xiàn)[7]，通過藍(lán)莓鮮果→破碎→果膠酶水浴→調(diào)漿（添加一定比例水、白砂糖和焦亞硫酸鉀）→接種→主發(fā)酵（28"℃，8"d）→后發(fā)酵（15"℃，12"d）→過濾→殺菌→灌裝→成品等工序進(jìn)行藍(lán)莓酒釀造。

1.3.2 富硒酵母篩選 利用PDA液體培養(yǎng)基對(duì)酵母進(jìn)行活化，將4種酵母分別接種于100"mL三角瓶中，于28"℃下培養(yǎng)48"h后得到第1代活化的菌液，按照3%（v/v）的接種量進(jìn)行第2代擴(kuò)繁，選擇第2代的活化酵母進(jìn)行富硒酵母篩選。用無菌水配制硒溶液并添加到培養(yǎng)基中，使培養(yǎng)基中的總硒濃度分別為5、10、15、20、30和40"mg/L，培養(yǎng)時(shí)間48"h，觀察酵母生長情況。培養(yǎng)結(jié)束后將酵母菌液于6 000 r/min下離心8"min，收集菌體，用無菌水洗滌3次，再于105"℃烘箱中烘干至恒重，參考文獻(xiàn)[8]的氫化物原子熒光光譜法測定菌體中總硒的含量。

1.3.3 藍(lán)莓酒常規(guī)理化指標(biāo)測定 發(fā)酵液中氨基酸態(tài)氮、總酸和pH采用pH計(jì)法測定[9]；酒液中殘留的還原糖含量采用斐林試劑滴定法測定[10]；酒液酒精度用蒸餾法測定[10]。

1.3.4 主要揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)測定 選取富硒能力最好的酵母進(jìn)行藍(lán)莓酒發(fā)酵，發(fā)酵液經(jīng)過濾后和市售藍(lán)莓酒進(jìn)行風(fēng)味物質(zhì)測定比對(duì)[11]。取20"mL樣品，用100"mL二氯甲烷分3次萃取，合并有機(jī)相，濃縮至5"mL后，用無水硫酸鈉脫水，過0.22 μm濾膜后，利用氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀（GC-MS）分析，用面積歸一法計(jì)算各成分的相對(duì)含量。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Origin 8.5軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同酵母對(duì)硒元素的富集能力比較

由圖1可知，隨著培養(yǎng)基中硒濃度的升高，酵母細(xì)胞中硒含量呈先增加后緩慢下降的趨勢。在硒添加濃度為15"mg/L時(shí)，4種酵母的富硒能力均最大，其中AG2細(xì)胞中硒含量達(dá)1.24"mg/g；培養(yǎng)基中硒添加濃度超過最適量后，酵母細(xì)胞富集硒的能力逐漸下降，同時(shí)發(fā)現(xiàn)酵母發(fā)酵時(shí)產(chǎn)氣能力有所下降，可能是高濃度的金屬元素導(dǎo)致酵母細(xì)胞生長受到抑制[12]。表明酵母培養(yǎng)基中添加的硒濃度為15"mg/L時(shí)，酵母富硒能力最佳，后續(xù)試驗(yàn)選取酵母AG2進(jìn)行藍(lán)莓酒發(fā)酵，且硒添加濃度為15"mg/L。

2.2 藍(lán)莓酒發(fā)酵過程中理化性質(zhì)的變化

2.2.1 氨基酸態(tài)氮、總酸和pH 由圖2可知，發(fā)酵過程中，藍(lán)莓酒液的氨基酸態(tài)氮和總酸含量總體呈上升趨勢，在發(fā)酵第20天時(shí)含量最高，分別為6.2和7.6"g/L。在發(fā)酵6 d后，氨基酸態(tài)氮含量持續(xù)增長，表明發(fā)酵后期酵母活性下降，可能存在胞裂并釋放出蛋白質(zhì)類物質(zhì)；總酸含量上升速度變緩。pH在發(fā)酵前期呈緩慢下降趨勢，后趨于穩(wěn)定，發(fā)酵8 d后基本保持不變，說明低溫降低了酵母活性，影響其產(chǎn)二氧化氮的能力[13]。表明發(fā)酵20"d有利于藍(lán)莓酒中氨基酸態(tài)氮和總酸含量上升。

2.2.2 還原糖 由圖3可知，發(fā)酵初期（2～6"d）藍(lán)莓酒中的還原糖含量急速下降，酵母在此階段大量生長，消耗糖類。在發(fā)酵第6天，發(fā)酵液中殘留的還原糖含量下降趨勢減緩，10 d后基本趨于穩(wěn)定。8 d后屬于后發(fā)酵階段，發(fā)酵溫度下降，導(dǎo)致酵母活性降低，這說明酵母在低溫后發(fā)酵階段幾乎不再消耗還原糖。

2.2.3 酒精度 由圖4可知，隨著發(fā)酵時(shí)間的延長，發(fā)酵液中酒精度呈先增加后不變的趨勢，在發(fā)酵第10天酒精度達(dá)到最大，為13.8 %vol，這與還原糖檢測結(jié)果相呼應(yīng)。酵母利用還原糖產(chǎn)生酒精，使得還原糖含量下降而酒精度升高，說明藍(lán)莓酒中的酒精主要是在溫度較高的發(fā)酵前期產(chǎn)生[14]。

2.3 藍(lán)莓酒發(fā)酵過程中主要風(fēng)味物質(zhì)的變化

將藍(lán)莓酒AG2發(fā)酵液和市售的藍(lán)莓酒LX中主要風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行對(duì)比，通過GC-MS的NIST譜庫進(jìn)行檢索，共鑒定出42種化合物，具體種類如表1所示。由表1可知，兩者風(fēng)味物質(zhì)種類和相對(duì)含量存在一定差異，AG2檢測出的化合物有30種，LX有37種，共有的化合物有25種。兩種酵母釀造的藍(lán)莓酒主要風(fēng)味物質(zhì)在種類和相對(duì)含量上有相似之處，含量較高的均為異戊醇、苯乙醇、2-甲基-1-丁醇和2，3-丁二醇等高級(jí)醇類物質(zhì)，總相對(duì)含量占風(fēng)味物質(zhì)總含量50%以上。高級(jí)醇主要通過酵母菌的氨基酸分解代謝途徑合成，賦予酒液特殊香氣，是發(fā)酵香氣物質(zhì)中含量最高的組分[15]。香氣物質(zhì)中異戊醇和苯乙醇含量較高，是藍(lán)莓酒中主要的特征香氣組分[11]。表明藍(lán)莓酒發(fā)酵過程中產(chǎn)生的大部分芳香化合物種類較為相似，但不同酵母之間也存在獨(dú)特的香氣物質(zhì)，如丁三醇、丁內(nèi)酯、丙二醇甲醚醋酸酯和苯甲醇等。

3 結(jié)論與討論

本試驗(yàn)采用外源性硒添加的方式篩選富硒能力較強(qiáng)的釀酒酵母，將篩選出的酵母接種到藍(lán)莓發(fā)酵液中，檢測其氨基酸態(tài)氮、總酸和pH以及還原糖和酒精度等理化指標(biāo)和主要風(fēng)味物質(zhì)，分析富硒酵母對(duì)藍(lán)莓酒發(fā)酵過程中品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，酵母AG2富集硒元素的能力較強(qiáng)，以硒添加量15"mg/L時(shí)富集硒元素的能力較好。

選擇AG2進(jìn)行藍(lán)莓酒發(fā)酵，發(fā)酵過程中的氨基酸態(tài)氮、總酸含量整體呈上升趨勢，pH在發(fā)酵前期呈緩慢下降趨勢，后趨于穩(wěn)定。雷娟娟等[6]研究發(fā)現(xiàn)，接種富硒釀酒酵母的薏米酒醪pH先快速下降，后趨于穩(wěn)定，本研究結(jié)果與此一致。發(fā)酵初期（2～6"d）藍(lán)莓酒中的還原糖含量急速下降，后趨于穩(wěn)定。賀瑩等[16]研究表明，富硒酵母對(duì)草莓酒還原糖含量的影響為先增加后降低，之后趨于穩(wěn)定。本試驗(yàn)結(jié)果與此結(jié)果存在差異，可能與選擇的酵母種類不同有關(guān)。隨著發(fā)酵時(shí)間的延長，發(fā)酵液中酒精度呈先增加后不變趨勢，與雷娟娟等[6]研究結(jié)果有相似之處。各項(xiàng)理化指標(biāo)在發(fā)酵前后變化明顯，說明酵母會(huì)影響藍(lán)莓酒液中的微生物活性。用AG2釀造的藍(lán)莓酒和市售藍(lán)莓酒共鑒定出42種化合物，兩者在風(fēng)味物質(zhì)種類、相對(duì)含量以及特征風(fēng)味物質(zhì)上具有一定的相似性，也存在一定差異，均以異戊醇、苯乙醇、2-甲基-1-丁醇和2，3-丁二醇等物質(zhì)發(fā)揮風(fēng)味。

綜上，酵母AG2（15"mg/L）富集硒元素的能力較強(qiáng)，其在發(fā)酵過程中，藍(lán)莓酒液的氨基酸態(tài)氮、總酸含量呈上升趨勢；在發(fā)酵前期，pH呈緩慢下降趨勢，后期趨于穩(wěn)定；藍(lán)莓酒液中的還原糖含量與pH變化趨勢相似；該酵母與市售藍(lán)莓酒的主要風(fēng)味物質(zhì)存在差異，均以異戊醇、苯乙醇、2-甲基-1-丁醇和2，3-丁二醇等物質(zhì)發(fā)揮風(fēng)味。本研究為藍(lán)莓酒工業(yè)化發(fā)酵提供參考。

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