葡萄酒野生優(yōu)良酵母菌株的篩選

張敬慧 (宜賓職業(yè)技術(shù)學(xué)院,四川宜賓644003)

湯欽林 (荊州職業(yè)技術(shù)學(xué)院,湖北荊州434020)

葡萄酒是采用新鮮葡萄或葡萄汁經(jīng)完全或部分酒精發(fā)酵而得到的飲料。葡萄酒的釀造是通過酵母菌的作用,將葡萄原料中的各種潛在質(zhì)量在酒中充分圖現(xiàn)出來[1]。葡萄酒具有開胃健脾、防治心血管病、防癌作用、殺菌作用、葡萄酒養(yǎng)顏益壽等作用,隨著人們生活水平的提高,酒飲料的保健功能越來越受到人們的重視,中高端葡萄酒的品質(zhì)也受到眾的關(guān)注。葡萄酒的品質(zhì)除了取決于原料和釀制工藝外,釀酒酵母菌的品質(zhì)也直接影響葡萄酒的產(chǎn)量和質(zhì)量。優(yōu)良葡萄酒酵母應(yīng)具有生長(zhǎng)速率快、耐高糖、耐SO2、耐酸、發(fā)酵平穩(wěn)、酒精產(chǎn)率高、發(fā)酵完全等特性[2]。本研究根據(jù)宜賓本地特色,從土壤中選育出適合于葡萄酒生產(chǎn)的菌株,對(duì)于充分利用本土微生物資源,開發(fā)特色優(yōu)質(zhì)葡萄酒具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 材料

(1)菌株 供試的4株野生釀酒酵母菌菌株分別從四川宜賓2個(gè)釀酒葡萄產(chǎn)區(qū)生產(chǎn)土壤中采集,并經(jīng)分離純化后得到的,分別命名為Yp-1、Yp-2、Yp-3、Yp-4。對(duì)照菌株是由當(dāng)?shù)仄咸丫粕a(chǎn)企業(yè)提供的活性干酵母。

(2)培養(yǎng)基 菌體培養(yǎng)用固體培養(yǎng)基為馬鈴薯培養(yǎng)基、MEA培養(yǎng)基[5];發(fā)酵培養(yǎng)基[6]為宜賓2010年產(chǎn)赤霞珠葡萄汁,pH3.5～3.6,糖度0.41～0.43g/mL。

1.2 方法

(1)酵母菌的純化 用五點(diǎn)取樣法從葡萄地土壤中取樣,用四分法獲取樣品20～30g,壓碎后放入盛有40mL無菌水的250mL三角瓶[3],取上清液1mL,依次按平板稀釋法進(jìn)行稀釋,從10-3mg·L-1開始馬鈴薯培養(yǎng)基平板培養(yǎng),直到出現(xiàn)單個(gè)菌落。挑取單個(gè)菌落,用MEA培養(yǎng)基進(jìn)行分離。每皿加青霉素300mg·L-1,25～28℃培養(yǎng),重復(fù)純化培養(yǎng)直到獲得純菌落。

(2)酵母菌的耐性試驗(yàn) 采用乙醇體積分?jǐn)?shù)分別為11%、13%、15%、17%、18%,檸檬酸pH分別為2.5、3.0、3.5、4.0、4.5,葡萄糖濃度分別為 0.37、0.40、0.43、0.47、0.50g/mL。SO2濃度分別為10、15、20、25、30mg·L-1的帶有杜氏管的液體培養(yǎng)基10mL,分別接種已活化的菌液200μ L,接種量為106個(gè)/mL,25℃溫度培養(yǎng),記錄各單因素耐性試驗(yàn)條件下各酵母菌株的72h產(chǎn)CO2量與啟動(dòng)發(fā)酵的時(shí)間。

2 結(jié)果與分析

2.1 乙醇體積分?jǐn)?shù)對(duì)各酵母菌株發(fā)酵的影響

從圖1可以看出,隨著乙醇體積分?jǐn)?shù)的升高,野生菌啟動(dòng)發(fā)酵的時(shí)間推遲,其中菌株Yp-3、Yp-4在同等條件下啟動(dòng)發(fā)酵最快。菌株Yp-3、Yp-4與對(duì)照菌株比較發(fā)酵啟動(dòng)時(shí)間很接近,在乙醇體積分?jǐn)?shù)為15%左右時(shí),所有菌株發(fā)酵啟動(dòng)時(shí)間相對(duì)最短。但當(dāng)乙醇體積分?jǐn)?shù)≥18%時(shí),各菌株均不能啟動(dòng)發(fā)酵。

圖1 不同體積分?jǐn)?shù)乙醇下各酵母菌株啟動(dòng)發(fā)酵的時(shí)間

從圖2可以看出,菌株Yp-3、Yp-4在乙醇體積分?jǐn)?shù)低于15%左右的條件下產(chǎn)氣能力良好,在乙醇體積分?jǐn)?shù)為17%的條件下仍可產(chǎn)少量氣體,與對(duì)照菌株活性干酵母性能接近。而菌株Yp-1、Yp-2在乙醇體積分?jǐn)?shù)為15%的條件下產(chǎn)氣量下降明顯,可能是由于酵母生長(zhǎng)受抑制,圖2表明其耐受力較差,而菌株Yp-1在乙醇體積分?jǐn)?shù)為17%的條件下幾乎不產(chǎn)氣,對(duì)乙醇的耐受力最差。乙醇體積分?jǐn)?shù)為17%的條件對(duì)所有酵母菌株的生長(zhǎng)繁殖具有明顯抑制作用,在野生菌中菌株Yp-4相對(duì)耐受力最好。在乙醇體積分?jǐn)?shù)為18%時(shí)所有菌均不生長(zhǎng),酵母耐受性降低可能是CO2毒性所致。

圖2 不同體積分?jǐn)?shù)乙醇下各酵母菌株的72h產(chǎn)CO2量

2.2 SO2濃度對(duì)各酵母菌株發(fā)酵的影響

葡萄酒生產(chǎn)過程中,需加入適量的SO2,達(dá)到抑制有害微生物、抗氧化、護(hù)色等作用。優(yōu)良葡萄酒酵母需在SO2濃度為15～20mg·L-1的條件下均能較好地抑制雜菌,保證正常發(fā)酵。

圖3表明,4株野生菌在SO2濃度為10～25mg·L-1的條件下均能啟動(dòng)發(fā)酵,且時(shí)間接近,為7～12h。相對(duì)而言,菌株Yp-3、Yp-4與對(duì)照活性酵母菌的啟動(dòng)時(shí)間更接近。

從圖4可以看出,不同SO2濃度對(duì)酵母產(chǎn)氣效果影響不是特別大,均能產(chǎn)氣,當(dāng)SO2濃度為20mg·L-1時(shí)菌株Yp-1、Yp-4產(chǎn)氣效果相對(duì)最好,證明野生酵母菌發(fā)酵產(chǎn)氣最適SO2濃度在20mg·L-1左右。

圖3 不同SO2濃度下各酵母菌株啟動(dòng)發(fā)酵的時(shí)間

圖4 不同SO2濃度下各酵母菌株的72h產(chǎn)CO2量

2.3 葡萄糖濃度對(duì)各酵母菌株發(fā)酵的影響

在葡萄糖濃度為0.37～0.50g/mL條件下,各菌株都能啟動(dòng)發(fā)酵;但隨著葡萄糖濃度增加,啟動(dòng)速率會(huì)下降,啟動(dòng)時(shí)間會(huì)延遲 (圖5)。

圖5 不同葡萄糖濃度下各酵母菌株啟動(dòng)發(fā)酵的時(shí)間

當(dāng)葡萄濃度高于0.50g/mL時(shí),菌株Yp-1和Yp-4發(fā)酵產(chǎn)CO2量相似,啟動(dòng)時(shí)間也較接近。證明這2種野生菌耐高糖的能力較強(qiáng)。

2.4 pH對(duì)各酵母菌株發(fā)酵的影響

由圖8可以看出,當(dāng)pH在2.0時(shí),菌株Yp-3、Yp-4和活性干酵母能啟動(dòng)發(fā)酵外,其余野生菌均不能啟動(dòng)發(fā)酵,菌株Yp-3、Yp-4較其他菌株具有更強(qiáng)的耐酸性。不同酸度條件下各酵母菌株的72 h產(chǎn)CO2量相差較小。總體來看,起酵時(shí)間隨pH的降低而逐漸延長(zhǎng)。當(dāng)pH3.5左右時(shí),酵母菌發(fā)酵效果相對(duì)較好。

圖6 不同葡萄糖濃度下各酵母菌株的72h產(chǎn)CO2量

圖7 不同pH條件下各酵母菌株啟動(dòng)發(fā)酵的時(shí)間

圖8 不同 pH條件下各酵母菌株的72h產(chǎn)CO2量

3 小結(jié)

本研究結(jié)果表明,4株野生菌對(duì)高乙醇、高葡萄糖濃度等條件均具有較好的耐受性,能夠啟動(dòng)酒精發(fā)酵進(jìn)程。但菌株Yp-1、Yp-2、Yp-3在同等酸度梯度下發(fā)酵啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)且不能耐受酸,因此予以淘汰。綜合各項(xiàng)發(fā)酵性能,Yp-4對(duì)乙醇的耐受性優(yōu)于其他菌株,并在高酸的條件下能夠較快啟動(dòng)發(fā)酵,與現(xiàn)有的活性干酵母耐受性相近,為最優(yōu)菌株,更適宜宜賓當(dāng)?shù)仄咸丫频纳a(chǎn)。

[1]李記明.酵母活性劑在葡萄酒釀造中的應(yīng)用研究[J].釀酒科技,2001,(4):88-89.

[2]程 超,韓北忠,陳晶瑜,等.本土葡萄酒釀酒酵母發(fā)酵性能的比較 [J].中國(guó)釀造,2008,(17):9-10.

[3]戰(zhàn)景娟,金勇鍵.山葡萄選育酵母的應(yīng)用 [J].釀酒,2004,3l(2):80-81.

[4]秦偉帥,王海燕,李 超,等.不同葡萄酒酵母耐受性試驗(yàn)比較 [J].中外葡萄與葡萄酒,2009,17(9):16-19.

[5]王 慧,張立強(qiáng),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]吳 帥,肖冬光,原通磊,等.高耐性釀酒酵母菌種的篩選 [J].釀酒科技,2006,(9):37-39.