衡水學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院吳榮榮趙娟娟

釀酒酵母Y2發(fā)酵特性研究

衡水學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院吳榮榮趙娟娟

本研究對(duì)釀酒酵母Y2的發(fā)酵特性進(jìn)行了測(cè)定，結(jié)果表明，菌株Y2的最適生長(zhǎng)溫度為28℃，OD值達(dá)到1.97；最適生長(zhǎng)pH為6.0，OD值為2.12；最適發(fā)酵溫度為30℃；CO2失重達(dá)9.5g；在酒精度濃度為16%時(shí)，菌株的死亡率為85.2%；在pH1.5時(shí)，菌株的OD值為0.55。綜上所述，菌株Y2能夠很好地適應(yīng)蘋果酒的釀造環(huán)境，適宜用作果酒的釀造。

釀酒酵母；發(fā)酵特性；蘋果酒

蘋果酒是以蘋果為主要原料，經(jīng)破碎、壓榨、低溫發(fā)酵，陳釀?wù){(diào)配而成的低度果酒。蘋果酒是世界第二大果酒，流行于歐、美、澳等國(guó)家，是國(guó)際飲料酒市場(chǎng)的一大熱點(diǎn)[1]。2008年世界蘋果酒產(chǎn)量已達(dá)500000噸，而且正以每年10%的速度增加。

蘋果酒中的營(yíng)養(yǎng)成分豐富，蘋果酒中富含除蛋氨酸外的18種氨基酸中的17種[2]。蘋果經(jīng)低溫生化發(fā)酵，生成了低糖類高蛋白類各種有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，如蘋果酸、琥珀酸、酒石酸和高能量營(yíng)養(yǎng)的醇酯等。蘋果酒中含有鈣、鐵、鉀、核黃素和尼克酸等20多種微量元素和維生素，其中鈉含量少，鉀含量多，是很好的堿性食品。經(jīng)常飲用蘋果酒能減少膽固醇在血管上的沉積、防止動(dòng)脈硬化、降低血脂和軟化血管[3]。蘋果酒具有調(diào)節(jié)人體新陳代謝、促進(jìn)血液循環(huán)、助消化、軟化血管、預(yù)防心血管硬化等疾病的發(fā)生，控制體內(nèi)膽固醇水平、抗衰老、美容美顏等保健作用[4]。

酵母菌種的性能直接影響發(fā)酵工藝的類型和發(fā)酵條件，同時(shí)對(duì)發(fā)酵產(chǎn)品的類型和質(zhì)量也起著重要的作用[5]。目前，我國(guó)蘋果酒生產(chǎn)中所采用的酵母多數(shù)為葡萄糖用酵母，這種酵母是針對(duì)葡萄及葡萄酒的生產(chǎn)工藝的特點(diǎn)開發(fā)出來(lái)的，它在蘋果酒中的生產(chǎn)效果并不理想[6]。篩選適合蘋果酒釀造的酵母菌種的研究進(jìn)展緩慢，缺乏專用于蘋果酒釀造的酵母是現(xiàn)階段我國(guó)釀造優(yōu)質(zhì)蘋果酒的一大瓶頸。因此，需要針對(duì)蘋果的特點(diǎn)開發(fā)出優(yōu)質(zhì)高效的發(fā)酵菌種。

本研究通過(guò)對(duì)釀酒酵母Y2發(fā)酵特性（最適生長(zhǎng)溫度、最適發(fā)酵溫度、最適生長(zhǎng)pH、耐酒精能力和耐酸堿能力）的探討，以期獲得適合工業(yè)化生產(chǎn)用的蘋果酒用酵母。

1 材料與方法

1.1 材料

釀酒酵母Y2保存于衡水學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院食品實(shí)驗(yàn)室。

1.2 方法

1.2.1 最適生長(zhǎng)溫度的測(cè)定

分別在不同培養(yǎng)溫度22℃、25℃、28℃、30℃和32℃下恒溫培養(yǎng)12h，560nm下測(cè)定培養(yǎng)液的OD值，確定其最適生長(zhǎng)的溫度。

1.2.2 最適生長(zhǎng)pH的測(cè)定

在不同pH值3.0、4.0、5.0、6.0和6.5的麥芽粉液體培養(yǎng)基中，恒溫培養(yǎng)12h，560nm下測(cè)定培養(yǎng)液的OD值，確定其最適生長(zhǎng)pH。

1.2.3 最適發(fā)酵溫度確定

按3%接種量將活化好的酵母菌接入滅菌的11%蘋果汁中，在不同溫度（22℃、25℃、28℃、30℃、32℃）下恒溫培養(yǎng)72 h，測(cè)定CO2失重，依據(jù)失重的大小，確定菌株的最適發(fā)酵溫度。

1.2.4 耐酒精能力檢測(cè)

分別加入8%、10%、12%14%和16%等不同濃度梯度的無(wú)水乙醇，培養(yǎng)12h，測(cè)定細(xì)胞死亡率，確定菌株的耐酒精能力。

1.2.5 耐堿特性測(cè)定

在不同pH值（pH7.5、8.0、8.5、9.0、9.5）的麥芽粉液體培養(yǎng)基中，恒溫培養(yǎng)24h，560nm下測(cè)定OD值，確定菌株的耐堿特性。

1.2.6 耐酸特性測(cè)定

在不同pH值（pH1.5、2.0、2.5、3.0、3.5）的麥芽粉液體培養(yǎng)基中，恒溫培養(yǎng)24h，560nm下測(cè)定OD值，確定菌株的耐酸特性。

1.3 儀器設(shè)備

超凈工作臺(tái)、JA5003N型電子天平、SPX-150B-Z型生化恒溫培養(yǎng)箱、752紫外分光光度計(jì)、顯微鏡，血球計(jì)數(shù)板，SK-1型快速混勻器、pH計(jì)、冰箱、高壓蒸汽滅菌鍋、移液槍等。

2 結(jié)果與分析

2.1 最適生長(zhǎng)溫度的確定

圖1 溫度對(duì)菌體生長(zhǎng)的影響

從圖1中可以看出，溫度對(duì)酵母菌生長(zhǎng)的影響很大。在28℃時(shí)，菌株Y2生長(zhǎng)最快，菌株的OD值為1.97。在25～28℃的培養(yǎng)溫度范圍內(nèi)，菌體的生長(zhǎng)保持在一個(gè)較高的水平。當(dāng)培養(yǎng)溫度從30℃上升到32℃時(shí)，生長(zhǎng)有所下降，菌株Y2的OD值從1.86下降到1.46。隨著培養(yǎng)溫度的進(jìn)一步提高將不利于酵母菌生長(zhǎng)。然而較低的培養(yǎng)溫度也會(huì)影響菌株的生長(zhǎng)。在22℃時(shí)，菌體生長(zhǎng)緩慢，其OD值為1.06。因此，酵母菌Y2的最適生長(zhǎng)溫度為28℃。

2.2 最適生長(zhǎng)pH的測(cè)定

圖2 不同pH對(duì)菌體生長(zhǎng)的影響

由圖2中數(shù)據(jù)可知，在pH3.0～6.5的范圍內(nèi)，酸度對(duì)酵母菌株Y2生長(zhǎng)的影響不是很大。菌株Y2在pH為6.0，其OD值最高，達(dá)到2.12。在pH為3.0時(shí)，其生長(zhǎng)受到一定程度的抑制，此時(shí)菌株OD值最低，僅為1.47；當(dāng)pH為4.0～6.0的水平時(shí)，菌體的生長(zhǎng)沒有受到明顯的抑制。因此，菌株Y2最佳pH值為6.0。

2.3 最適發(fā)酵溫度確定

圖3 不同發(fā)酵溫度對(duì)CO2失重的影響

圖3數(shù)據(jù)顯示，不同溫度下，菌株的代謝活性存在很大的差異。CO2失重的測(cè)定結(jié)果表明，在30℃下發(fā)酵72h后，菌株Y2產(chǎn)生的CO2最多，失重達(dá)到最大，為9.5g，說(shuō)明在此溫度下，酵母的發(fā)酵力最強(qiáng)。當(dāng)發(fā)酵溫度為22℃時(shí)，菌株的發(fā)酵力急劇下降，產(chǎn)生的CO2失重為7.0g，相當(dāng)于最適發(fā)酵溫度時(shí)的73.7%。綜上所述，在30℃時(shí)，菌株Y2發(fā)酵蘋果汁能力最強(qiáng)。

2.4 耐酒精能力實(shí)驗(yàn)結(jié)果

由圖4可以看出，菌株5-F對(duì)酒精的耐受性較強(qiáng)。在8%的酒精濃度下，表現(xiàn)出較高的耐受性，其死亡率為5.7%。隨著酒精度的提高，死亡率也在逐漸增加。在酒精度為16%時(shí)，菌株Y2表現(xiàn)出一定的耐受能力，死亡率為85.2%。由此可知，菌株Y2適宜果酒的釀造。

圖4 不同酒精度對(duì)菌體生長(zhǎng)的影響

2.5 耐酸能力實(shí)驗(yàn)結(jié)果

圖5 不同酸度對(duì)菌體生長(zhǎng)的影響

由圖5可以看出，在pH范圍在1.5～3.5范圍內(nèi)，酵母菌株Y2隨著pH值的逐漸上升，OD值在逐漸增加；當(dāng)pH為1.5時(shí)，其OD值為0.55，相當(dāng)于pH3.5時(shí)的35.03%。因此，菌株Y2具有一定耐酸能力，適合用于蘋果汁的發(fā)酵。

3 結(jié)論

本研究確定了釀酒酵母Y2菌株的最適生長(zhǎng)溫度、pH和發(fā)酵溫度，且該菌株具有較強(qiáng)的耐酒精、耐酸能力，適宜用做蘋果酒的釀造。

[1]牛自勉,趙紅鈺,賈小云.世界蘋果發(fā)展動(dòng)態(tài)分析[J].山西果樹,2000,3(08)：12～13.

[2]宋紀(jì)蓉,張建剛.蘋果資源的深加工研究[J].西北大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版,2002,32(03)：217～220.

[3]阮仕立,李華.蘋果酒——極具潛力的酒中新貴[J].中國(guó)酒, 2000(04)：54～55.

[4]王秋芳.開發(fā)蘋果酒前景廣闊[Z].山西食品工業(yè),2007(03)：33～42.

[5]王福源.現(xiàn)代食品發(fā)酵技術(shù)[M].北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社, 2007：10～25.

[6]楊曉英,丁立孝,梁美霞.蘋果酒優(yōu)良酵母菌株的篩選[J].青島農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)2008,25(01)：28～33.

吳榮榮，女，1976年出生，河北深州市人，博士后，副教授，研究方向：食品科學(xué)與工程。

基金來(lái)源：河北省科技支撐計(jì)劃，蘋果酒專用釀酒酵母Y2菌劑的研究，項(xiàng)目編號(hào)：1321300。