焉耆葡萄产区非酿酒酵母菌的筛选及呈香效应研究

发布时间：2020-07-04 07:00

【摘要】：葡萄酒酿造过程中非酿酒酵母菌赋予葡萄酒复杂的香气,且葡萄酒中的香气大多数以结合态的形式存在,而非酿酒酵母在酿造过程中可以通过自身代谢产生的酶类可以将葡萄酒中的结合态风味物质降解为游离态小分子物质,促进葡萄酒香气的呈现。本研究以新疆焉耆酿酒葡萄主产区的10个品种56例葡萄样品为研究对象,通过传统分离结合分子生物学鉴定的方法对酿酒葡萄表皮非酿酒酵母菌进行了分离鉴定及其多样性分析;然后选取典型产酶非酿酒酵母菌株与工业酿酒酵母进行混合发酵赤霞珠葡萄酒,采用GC/MS结合PCA分析了非酿酒酵母对葡萄酒香气的贡献,重点考察了典型非酿酒酵母菌与葡萄酒香气的丰度和种类相关性;主要研究结果如下:1.非酿酒酵母菌的分离与鉴定通过WL营养培养基从56例酿酒葡萄表皮分离出273株酵母菌,结合26S rDNA D1/D2区域测序,鉴定结果显示供试菌株中非酿酒酵母菌分为10个属14个种,分别为隐球酵母属(Cryptococcus)、棒孢酵母属(Clavispora)、有孢圆酵母属(Torulaspora)、红酵母属(Rhodotorula)、有孢汉逊属(Hanseniaspora)、毕赤酵母属(Pichia)、掷孢酵母属(Sporidiobolus)、洛德酵母属(Lodderomyces)、克鲁维酵母属(Kluyveromyces)和梅奇酵母属(Metschnikowia),表明该地区酿酒葡萄表皮非酿酒酵母种类多样。2.产酶非酿酒酵母的筛选采用β-葡萄糖苷酶、果胶酶、脂肪酶、蛋白酶筛选培养基,从分离菌株中选取14株代表菌株接种于不同的筛选培养基以筛选产酶非酿酒酵母菌株,并研究了典型产酶菌株的耐受性。结果如下:通过将14株代表菌株接种于筛选培养基中,结果表明:有13株菌产生β-葡萄糖苷酶,其中CZ-3酶活最高,为110.65 U/mL;有7株菌产生果胶酶,其中XL-14酶活最高,为298.59 U/mL;有5株菌产生脂肪酶,其中菌株MZ-2脂肪酶活力最高的,酶活达到146.23 U/mL。有10株菌产生蛋白酶,其中菌株CZ-10蛋白酶活力最高,为105.30 U/mL;选取典型产酶CZ-10、CZ-3、XL-14、MZ-2进行耐受性分析。结果表明:菌株CZ-10和XL-14能耐受110 mg/L的SO_2,CZ-3和MZ-2能耐受80 mg/L的SO_2;菌株CZ-10和CZ-3能耐受pH 3.5,菌株XL-14和MZ-2能耐受pH 2.5;4株供试酵母均能耐受20%的葡萄糖;菌株CZ-10能够耐受16%的乙醇,菌株CZ-3、XL-14和MZ-2能够耐受14%的乙醇。总体来看,4株供试酵母均能够耐受葡萄酒的酿造环境。3.非酿酒酵母对葡萄酒香气成分的影响为了进一步研究非酿酒酵母菌对葡萄酒香气的影响,选取高产酶非酿酒酵母菌株CZ-10、CZ-3、XL-14、MZ-2分别与酿酒酵母AWRI 796混合发酵赤霞珠葡萄酒,以酿酒酵母单菌发酵做对照。通过GC/MS分析,从5个酒样中共检出62种挥发性香气物质,其中包括23种酯类、12种醇类、10种酸类、8种醛类、6种酮类、酚类和萜烯类化合物3种。由此可见,5种不同酵母混合酿造的赤霞珠葡萄酒的主要挥发性物质为酯类,其次是醇类及酸类,分别占据37.1%、19.4%和16.4%。各类物质含量对比分析结果显示不同非酿酒酵母对葡萄酒香气的影响不同,但4种混合发酵酒样相比于酿酒酵母单菌发酵酒样的酯类和醇类物质含量明显提升,主要表现在乙酸乙酯、乙酸异戊酯、辛酸乙酯和苯乙醇含量的提升;酸类化合物、醛酮类化合物在含量上差别不大,但4种混合发酵酒样中的乙酸含量均低于对照组;酚类和萜烯类化合物仅检出3种且含量和阈值都较低。与此同时,非酿酒酵母不仅增加了葡萄酒中酯类和醇类挥发性香气物质的含量,各酒样还增加其特有的香气物质,如乙偶姻、芳樟醇、香茅醇、大马酮等香气物质,不仅提升了葡萄酒的香气强度,还使葡萄酒中的香气物质变得更具复杂性。选取气味活度值大于0.1的香气物质进行PCA主成分分析,结果显示两个主成分累计贡献率为87%,混合发酵酒样与单菌发酵酒样在主成分PC1和PC2中相距较远,且酒样之间香气存在明显差异。其中,CZ-10对香茅醇和乙酸有重要贡献;CZ-3对乙酸乙酯、辛酸乙酯、己酸异戊酯、苯乙醇、棕榈酸、壬醛和乙醛有重要贡献;XL-14对乙酸乙酯、辛酸乙酯、辛酸甲酯、己酸异戊酯、棕榈酸、苯乙醇和大马酮有重要贡献;MZ-2对丁酸乙酯、乙酸异戊酯、己酸乙酯、乙酸苯乙酯、1-壬醇和辛酸有重要贡献。
【学位授予单位】：石河子大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TS262.6
【图文】：

图2-1分离菌株的菌落形态

焉耆葡萄产区非酿酒酵母菌的筛选及呈香效应研究

酵母菌落显微照片图

【参考文献】