起泡葡萄酒的酵母菌耐受性研究

周鵬輝，李 進(jìn)，李澤福，蹇木棟，袁小單

(中糧長(zhǎng)城葡萄酒（煙臺(tái)）有限公司/山東省葡萄酒工程技術(shù)研究中心/山東省企業(yè)技術(shù)中心，山東蓬萊265608)

起泡葡萄酒的酵母菌耐受性研究

周鵬輝，李 進(jìn)，李澤福，蹇木棟，袁小單

(中糧長(zhǎng)城葡萄酒（煙臺(tái)）有限公司/山東省葡萄酒工程技術(shù)研究中心/山東省企業(yè)技術(shù)中心，山東蓬萊265608)

為了研究起泡葡萄酒的酵母菌穩(wěn)定性，進(jìn)行山梨酸鉀和游離二氧化硫不同濃度的梯度實(shí)驗(yàn)，以確定不同壓力條件下酵母菌的安全耐受濃度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，0.20 MPa的低泡葡萄酒山梨酸鉀使用濃度范圍為100～150 mg/L、游離二氧化硫濃度為30～40 mg/L；0.40 MPa的高泡葡萄酒產(chǎn)品山梨酸鉀使用濃度范圍為50～100 mg/L、游離二氧化硫濃度為20～30 mg/L。

起泡葡萄酒； 酵母菌； 耐受性； 山梨酸鉀； 游離二氧化硫； 壓力

在干型葡萄酒的發(fā)酵過(guò)程中酵母菌能徹底將葡萄汁中的葡萄糖轉(zhuǎn)化代謝，以保證產(chǎn)品在瓶?jī)?chǔ)銷(xiāo)售階段的微生物穩(wěn)定性，而對(duì)于保留了部分殘?zhí)堑陌胩鹦?、甜型葡萄酒，因其糖分的存在適于酵母菌等微生物的生長(zhǎng)繁殖，在生產(chǎn)中若工藝管理不善，極易出現(xiàn)渾濁或沉淀，因此微生物安全問(wèn)題成為限制殘?zhí)呛枯^高的葡萄酒產(chǎn)品發(fā)展的一個(gè)技術(shù)瓶頸。根據(jù)現(xiàn)有研究報(bào)道，酵母菌的活性受化學(xué)因素（如高濃度葡萄糖）、物理?xiàng)l件（如溫度）、培養(yǎng)條件（如營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)）、菌齡等諸多因子的影響，而酵母菌在壓力條件下對(duì)山梨酸鉀和游硫二氧化硫相關(guān)的研究較少，為此，本實(shí)驗(yàn)通過(guò)對(duì)酵母菌在不同壓力條件的起泡葡萄酒中耐受性的研究，以探索完善該技術(shù)難題。

1 材料與方法

1.1 材料

起泡葡萄酒基酒：煙臺(tái)產(chǎn)區(qū)含有適量殘?zhí)堑拿倒逑阍疲?jīng)下膠處理熱穩(wěn)定檢測(cè)合格，基本指標(biāo)為：酒精度6.0%vol；殘?zhí)?5 g/L（以葡萄糖計(jì)）；總酸6.0 g/L（以酒石酸計(jì)）；pH3.21；濁度0.84 NTU。

酵母菌：起泡葡萄酒發(fā)酵專(zhuān)用酵母菌，由國(guó)內(nèi)知名葡萄酒輔料商提供；山梨酸鉀溶液：配制濃度為150 g/L的山梨酸鉀溶液；亞硫酸稀釋液：按6%亞硫酸溶液∶水=1∶3的體積比稀釋?zhuān)渲?.5%的亞硫酸溶液；雙氧水溶液：將30%的雙氧水原液稀釋100倍配成0.3%的雙氧水稀釋液。

設(shè)備與儀器：濁度儀、恒溫生化培養(yǎng)箱各1臺(tái)；酵母培養(yǎng)基、香檳塞、鐵絲扣、香檳杯、750 mL起泡葡萄酒專(zhuān)用耐壓白料玻璃瓶若干；起泡葡萄酒用混氣機(jī)和等壓灌裝機(jī)等配套生產(chǎn)設(shè)施1套，意大利進(jìn)口。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 酵母菌純化

將活性干酵母活化進(jìn)行單菌落分離，涂布培養(yǎng)，制得純種酵母菌。

1.2.2 菌液制備

將酵母菌溶于生理鹽水中制得酵母菌原液，然后再逐級(jí)稀釋制成10-1、10-2、10-3。

1.2.3 接種培養(yǎng)

用起泡葡萄酒混氣機(jī)和等壓灌裝機(jī)等專(zhuān)業(yè)設(shè)備分別生產(chǎn)0.20 MPa和0.40 MPa兩種壓力條件下的酒樣若干瓶，其中每個(gè)壓力條件下在打塞前分別添加上述濃度梯度酵母菌液1 mL，山梨酸鉀按照0 mg/L、50 mg/L、100 mg/L、150 mg/L、200 mg/L梯度適量添加（按照750 mL/瓶計(jì)，下同），游離二氧化硫按照0 mg/L、20 mg/L、40 mg/L、60 mg/L梯度添加，打塞后置于25℃生化培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，定期觀(guān)察酒體變化情況。

1.2.4 酵母菌計(jì)數(shù)：將接種液（或經(jīng)培養(yǎng)的酒樣）吸1 mL于培養(yǎng)基上培養(yǎng)，計(jì)算酵母總數(shù)。

1.2.5 酒體觀(guān)察：用手電照經(jīng)培養(yǎng)的酒樣，記錄酒體內(nèi)部有渾濁或沉淀出現(xiàn)的時(shí)間（以天數(shù)計(jì)），同時(shí)檢測(cè)濁度，其余酒樣繼續(xù)培養(yǎng)。

2 結(jié)果與分析

2.1 酒樣初始指標(biāo)的測(cè)定

酒樣經(jīng)過(guò)濾、混氣、灌裝等工藝處理后，兩個(gè)壓力下的基本指標(biāo)為：0.20 MPa酒樣：CO24.3 g/L，游離二氧化硫18 mg/L，酒精度6.0%vol，殘?zhí)?5 g/L（以葡萄糖計(jì)），總酸6.0 g/L（以酒石酸計(jì)）；0.40 MPa酒樣：CO27.6 g/L，游離二氧化硫18 mg/L，酒精度6.0%vol，殘?zhí)?5 g/L（以葡萄糖計(jì)），總酸6.0 g/L（以酒石酸計(jì)）。以不添加山梨酸鉀和游離二氧化硫的酒樣作為實(shí)驗(yàn)空白酒樣。

2.2 酵母菌接種液的濃度

為了準(zhǔn)確了解接種液中的酵母菌濃度情況，需要對(duì)接種液進(jìn)行培養(yǎng)計(jì)數(shù)（平行實(shí)驗(yàn)），以掌握酒樣接種后酒中的實(shí)際菌濃，經(jīng)測(cè)定：酵母原液的菌濃為5.6×106個(gè)/mL。

2.3 酒樣接種酵母菌的山梨酸鉀作用實(shí)驗(yàn)

山梨酸是一種短鏈的不飽和脂肪酸，可以被人體的代謝系統(tǒng)吸收而迅速分解為二氧化碳和水，在體內(nèi)無(wú)殘留，是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中允許添加的高效安全防腐劑。生產(chǎn)中常用其鉀鹽的存在形式——山梨酸鉀，通過(guò)抑制微生物體內(nèi)的脫氫酶系統(tǒng)，對(duì)霉菌、酵母菌有很強(qiáng)的抑制作用。

實(shí)驗(yàn)將山梨酸鉀的添加濃度分別設(shè)為0 mg/L、50 mg/L、100 mg/L、150 mg/L、200 mg/L，目的在于考察0.20 MPa和0.40 MPa兩個(gè)不同壓力條件下不同山梨酸鉀濃度對(duì)酵母菌生長(zhǎng)繁殖的抑制作用。山梨酸鉀實(shí)驗(yàn)的結(jié)果見(jiàn)表1、表2。

表1 0.20 MPa壓力下不同山梨酸鉀添加濃度的實(shí)驗(yàn)結(jié)果

由表1、表2可以看出：

（1）接種酵母菌液原液后，在0.20MPa和0.40MPa兩個(gè)不同壓力條件下，酒體都出現(xiàn)了嚴(yán)重的渾濁現(xiàn)象，最終的濁度都大于7.0 NTU，說(shuō)明在此酵母菌濃度下即使添加200 mg/L的山梨酸鉀仍不能達(dá)到抑制菌體生長(zhǎng)和繁殖的目的。但在0.20 MPa壓力下酒液開(kāi)始變化的時(shí)間和最終渾濁時(shí)間都比0.40 MPa下的更早，說(shuō)明壓力對(duì)酵母菌的生長(zhǎng)和繁殖具有一定的抑制作用。

表2 0.40 MPa壓力下不同山梨酸鉀添加濃度的實(shí)驗(yàn)結(jié)果

（2）接種10-1酵母菌液后，兩個(gè)壓力條件下，酒體也都出現(xiàn)了較為嚴(yán)重的渾濁現(xiàn)象，說(shuō)明此酵母菌濃度下山梨酸鉀仍不能起到作用，但開(kāi)始變化的濁度和最終表現(xiàn)濁度都較接種100酵母菌液的稍低，說(shuō)明酵母菌的接種量直接影響濁度等酒液外觀(guān)指標(biāo)。在0.20 MPa壓力下酒液開(kāi)始變化的時(shí)間和最終渾濁時(shí)間都比0.40 MPa下出現(xiàn)的更早，與酵母菌液原液表現(xiàn)規(guī)律一致。

（3）10-2的酵母接種濃度，酒體已經(jīng)不會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重渾濁的現(xiàn)象，在0.20 MPa壓力下，山梨酸鉀在150 mg/L時(shí)酒體就未出現(xiàn)異常變化；0.40 MPa壓力下，山梨酸鉀在100 mg/L時(shí)酒體未出現(xiàn)異常變化；說(shuō)明此酵母菌濃度時(shí)，在0.20 MPa和0.40 MPa壓力條件下，山梨酸鉀對(duì)酵母菌產(chǎn)生有效抑制作用的添加濃度范圍分別為100～150 mg/L、50～100 mg/L。

（4）10-3的酵母接種濃度，兩個(gè)壓力條件下，酒體均未出現(xiàn)異常變化，說(shuō)明在此酵母濃度下，在壓力存在時(shí)，即使0 mg/L的山梨酸鉀添加量，壓力也對(duì)酵母菌的生長(zhǎng)和繁殖產(chǎn)生脅迫。

2.4 酒樣接種酵母菌的游離二氧化硫影響實(shí)驗(yàn)

在添加山梨酸鉀的同時(shí)，需要考慮游離二氧化硫與山梨酸鉀對(duì)酵母菌生長(zhǎng)抑制的協(xié)同作用，根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)初步確定0.20 MPa和0.40 MPa壓力下山梨酸鉀濃度為150 mg/L、100 mg/L，在此基礎(chǔ)上考慮對(duì)游離二氧化硫的濃度進(jìn)行梯度實(shí)驗(yàn)。

將游離二氧化硫的梯度濃度分別設(shè)定為0 mg/L、20 mg/L、40 mg/L、60 mg/L酒樣的初始游離二氧化硫濃度為18 mg/L，通過(guò)計(jì)算加入適量雙氧水使其濃度達(dá)到上述梯度值。具體實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3、表4。

由表3、表4可以看出：

（1）接種酵母菌原液后，在0.20 MPa和0.40 MPa壓力條件下，酒體都出現(xiàn)了嚴(yán)重的渾濁現(xiàn)象，最終的濁度都大于7.5 NTU，說(shuō)明在此酵母菌濃度下即使60 mg/L的游離二氧化硫仍不能達(dá)到抑制菌體生長(zhǎng)和繁殖的目的。但在0.20 MPa壓力下酒液開(kāi)始變化的時(shí)間和最終渾濁時(shí)間都比0.40 MPa下的更早，說(shuō)明壓力對(duì)酵母菌的生長(zhǎng)和繁殖具有一定的抑制作用。

（2）接種10-1酵母菌液后，兩個(gè)壓力條件下，酒體也都出現(xiàn)了較為嚴(yán)重的渾濁現(xiàn)象，說(shuō)明此酵母菌濃度下游離二氧化硫仍不能起到作用，但開(kāi)始變化的濁度和最終表現(xiàn)濁度都較接種酵母菌原液的延遲和降低。在0.20 MPa壓力下酒液開(kāi)始變化的時(shí)間和最終渾濁時(shí)間仍都比0.40 MPa下的出現(xiàn)的更早，與酵母菌原液表現(xiàn)規(guī)律一致。

（3）10-2的酵母接種濃度，在0.20 MPa壓力下，酒體仍出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象，但在0.40 MPa壓力下，游離二氧化硫在40 mg/L時(shí)酒體未出現(xiàn)異常變化；說(shuō)明此酵母菌濃度時(shí)，0.20 MPa壓力和游離二氧化硫的協(xié)同脅迫并未對(duì)酵母菌產(chǎn)生明顯作用，而在0.40 MPa壓力下，協(xié)同脅迫作用明顯，此壓力下游離二氧化硫產(chǎn)生有效抑制作用的添加濃度范圍分別為20～40 mg/L。

表4 0.40 MPa壓力下不同游離二氧化硫添加濃度的實(shí)驗(yàn)結(jié)果

（4）10-3的酵母接種濃度，在0.20 MPa壓力下，游離二氧化硫的添加量直至60 mg/L時(shí)，酒體才未出現(xiàn)異常變化，說(shuō)明在此壓力和酵母菌濃度下，游離二氧化硫產(chǎn)生協(xié)同脅迫的有效作用濃度范圍為40～60 mg/L。而在0.40 MPa壓力下，酒體均未出現(xiàn)異常變化，說(shuō)明在此壓力和酵母菌濃度下，即使0 mg/L的游離二氧化硫添加量，壓力也對(duì)酵母菌的生長(zhǎng)和繁殖產(chǎn)生脅迫。

3 結(jié)論

（1）當(dāng)酵母接種量達(dá)到7500個(gè)/mL酒樣時(shí)，6～8 d后酒體會(huì)因酵母的生長(zhǎng)繁殖開(kāi)始出現(xiàn)沉淀。酵母接種量越低，酒體出現(xiàn)沉淀或渾濁程度就會(huì)越小，出現(xiàn)的時(shí)間就會(huì)越晚；山梨酸鉀的添加濃度越大，開(kāi)始出現(xiàn)酵母繁殖現(xiàn)象的時(shí)間就越晚，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，建議在0.20 MPa和0.40 MPa兩個(gè)壓力條件下，山梨酸鉀添加濃度范圍分別為100～150 mg/L、50～100 mg/L。

（2）對(duì)酵母的生長(zhǎng)抑制作用來(lái)講，游離二氧化硫和山梨酸鉀之間存在協(xié)同抑制作用，總體來(lái)看，山梨酸鉀對(duì)微生物的抑制作用更強(qiáng)，當(dāng)游離二氧化硫濃度較低時(shí)，微生物的繁殖較快，且對(duì)酒體造成的渾濁和沉淀影響更為明顯，且壓力也對(duì)酵母菌產(chǎn)生生存脅迫，壓力越高越明顯。從實(shí)驗(yàn)中可以得知，建議在0.20 MPa和0.40 MPa兩個(gè)壓力條件下，游離二氧化硫添加濃度范圍分別為40～60 mg/L、20～40 mg/L。

（3）從微生物安全和感官質(zhì)量角度綜合考慮，建議對(duì)于0.20 MPa左右的低泡葡萄酒產(chǎn)品山梨酸鉀使用濃度范圍為100～150 mg/L、游離二氧化硫濃度為30～40 mg/L濃度過(guò)高會(huì)對(duì)感官產(chǎn)生刺激，影響消費(fèi)者體驗(yàn)；0.40 MPa左右的高泡葡萄酒產(chǎn)品山梨酸鉀使用濃度范圍為50～100 mg/L、游離二氧化硫濃度為20～30 mg/L。但無(wú)論何種類(lèi)型的產(chǎn)品，灌裝前均應(yīng)通過(guò)除菌過(guò)濾，確保裝瓶的酒液中無(wú)任何酵母菌的存在。

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Tolerance of Yeast Strains of Sparkling Wine

ZHOU Penghui,LI Jin,LI Zefu,JIAN Mudong and YUAN Xiaodan
（Shandong Enterprise Technology Center,Shandong Wine Engineering Research Center, COFCO Greatwall Winery(Yantai)Co.Ltd.,Penglai,Shandong 265608,China）

In order to investigate yeast stability in sparkling wine,a gradient experiment of different concentration of potassium sorbate and free sulfur dioxide was performed to determine the safe tolerance concentration of yeast under different pressure conditions. The experimental results suggested that,the concentration range of potassium sorbate and free sulfur dioxide of 0.20 MPa semi-sparkling wine were 100～150 mg/L and 30～40 mg/L respectively,and the concentration range of potassium sorbate and free sulfur dioxide of 0.40 MPa sparkling wine were 50～100 mg/L and 20～30 mg/L respectively.

sparkling wine;yeast strains;tolerance;potassium sorbate;free sulfur dioxide;pressure

TS262.6；TS261.4；TS261.7

A

1001-9286（2017）06-0049-04

10.13746/j.njkj.2017022

2017-02-23

周鵬輝（1987-），男，河南周口人，助理工程師，大學(xué)本科，主要從事葡萄酒釀造相關(guān)的研究。

李澤福。

優(yōu)先數(shù)字出版時(shí)間：2017-05-04；地址：http://kns.cnki.net/kcms/detail/52.1051.TS.20170504.0848.003.html。