枸杞酒發(fā)酵菌種的篩選及其香氣分析

湯衛(wèi)華，殷海松，呂春暉，龍尾，喬長晟

（1.天津現(xiàn)代職業(yè)技術(shù)學院生物化工系，天津300350；2.天津市工業(yè)微生物重點實驗室，天津300457）

枸杞酒發(fā)酵菌種的篩選及其香氣分析

湯衛(wèi)華1，殷海松1，呂春暉1，龍尾1，喬長晟2*

（1.天津現(xiàn)代職業(yè)技術(shù)學院生物化工系，天津300350；2.天津市工業(yè)微生物重點實驗室，天津300457）

為篩選一株適合枸杞酒生產(chǎn)的酵母菌，考察活性干酵母K1、DSM、BY、DV10、EC118和安琪酵母的發(fā)酵能力，選擇產(chǎn)酒精能力和產(chǎn)酒香乙酸異戊酯能力較強的安琪酵母、BY酵母和EC118酵母，進一步測定酒樣中枸杞香氣成分含量。采用氣-質(zhì)聯(lián)用技術(shù)分析不同枸杞酒的香氣成分，發(fā)現(xiàn)BY酵母的枸杞香氣成分含量達到12.56 mg/L，是安琪酵母和EC118酵母的1.44倍和1.91倍。綜合考慮發(fā)酵能力和酒樣的枸杞香氣成分含量，選擇BY酵母作為生產(chǎn)枸杞酒的菌種。

枸杞酒；酵母；香氣分析

枸杞（Lycium barbarum）是我國的傳統(tǒng)名貴中藥材，也是我國首批公布的可藥食兩用的中藥材之一。它能明顯地增強人體的免疫力，抗腫瘤、防衰老、增強人體造血機能；中醫(yī)認為枸杞子具有補腎養(yǎng)肝，潤肺明目等功能[1]。

利用枸杞釀酒具有很好的發(fā)展前景，發(fā)酵型枸杞酒是以枸杞為原料釀造的果酒，酒精度低，酒質(zhì)爽口，果香味濃，營養(yǎng)價值高，基本保持了枸杞的天然營養(yǎng)成分，并且富含人體所需的各種氨基酸，多種維生素及礦物質(zhì)，是具有很大發(fā)展前途的酒種[2]。

具有優(yōu)良性能的酵母是釀造高品質(zhì)枸杞酒的基礎和關(guān)鍵，目前一些學者在枸杞酒的菌種選育方面做了很多的工作，如陸曉濱等[3]添加法國葡萄酒干酵母，以枸杞、大棗為原料，制得了酒精含量為12%vol、棕紅色的枸杞酒，該產(chǎn)品口感良好、澄清透明、性質(zhì)穩(wěn)定；胡亞平等[4]從枸杞發(fā)酵醪中分離得到47個酵母菌株，然后通過篩選得到一株酵母，該酵母可以發(fā)酵出15°的枸杞酒，可以耐受高濃度的酒精和高濃度的糖；賀曉光等[5]以自然選育的酵母菌為出發(fā)菌，對其進行紫外輻射誘變育種，從中選育出較高的糖濃度條件下發(fā)酵良好的菌株，該誘變菌在30%的初始糖度下生長良好，在溫度20～22℃條件下的鮮枸杞汁中發(fā)酵，產(chǎn)酒產(chǎn)香效果好；刁小琴等[6]對枸杞干酵母和葡萄酒活性干酵母進行紫外誘變，選育E01-2005-1枸杞釀酒酵母的性能良好，發(fā)酵得到的原酒酒色紅潤，酒香純正。但是上述研究大部分都關(guān)注其酵母菌的發(fā)酵能力，而對于影響枸杞酒品質(zhì)的重要因素—枸杞酒香氣成分卻缺乏分析和研究。

因此，在前期枸杞原料酶解條件的研究基礎上，以發(fā)酵酒精度和枸杞酒的香氣成分含量作為主要的考察指標，從六株活性干酵母中篩選適合生產(chǎn)枸杞酒的酵母。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

寧夏中寧枸杞：市售。

活性干酵母K1、DSM、BY、DV10、EC118：天津科技大學工業(yè)微生物重點實驗室保藏；安琪活性干酵母：市售；蔗糖：天津市化學試劑一廠。

1.2 儀器與設備

SS230-A打漿機、LRH-250-A生化培養(yǎng)箱：廣東醫(yī)療器械廠；FA2004電子天平：上海精科天平儀器廠；7890A氣質(zhì)聯(lián)用儀：美國安捷倫公司；VS-1300L-U超凈臺：蘇州安泰技術(shù)有限公司。

1.3 方法

1.3.1 枸杞漿液的制備

將枸杞洗凈，將枸杞與水（固液比為15∶85）置于打漿機中打漿10 min，制備成15%的枸杞漿，備用。

1.3.2 枸杞酒加工工藝流程[7]

枸杞分選：選用規(guī)格為220～280粒/50 g的鮮紅色干枸杞。

配比：將枸杞與水配成質(zhì)量分數(shù)為15%的枸杞漿，備用。

成分調(diào)整：根據(jù)發(fā)酵時生成酒精度要求調(diào)整糖度。根據(jù)1.7 g/100 mL糖生成1%vol酒精來補加糖量。

活性干酵母活化：在3%的蔗糖溶液中，加入3%活性干酵母，40℃活化40～45 min，然后直接添加到醪液中。

酒精發(fā)酵：將調(diào)整好的果漿接入活化好的活性干酵母，在一定溫度條件下發(fā)酵。

澄清過濾：原酒陳釀后基本澄清，但酒中仍有穩(wěn)定的膠體、蛋白質(zhì)等成分，易形成渾濁和沉淀，為提高酒的穩(wěn)定性，仍需加澄清劑處理，經(jīng)過濾然后裝瓶即得成品。

1.3.3 酵母菌種的篩選

配制200 mL，15%枸杞漿12瓶，分別接入活化好的安琪活性干酵母、BY酵母、EC118、DV10、DSM、K1酵母，發(fā)酵條件為前發(fā)酵溫度25℃，后發(fā)酵溫度15℃。發(fā)酵過程中每24 h測定一次殘?zhí)恰⒕凭燃翱偹幔话l(fā)酵結(jié)束后用氣相色譜測定酒樣中異戊醇和乙酸異戊酯含量。

1.4 分析檢測方法

1.4.1 氣質(zhì)聯(lián)用分析條件

枸杞酒的主要揮發(fā)成分用氣質(zhì)聯(lián)用進行了測定，并將這些物質(zhì)的香味進行歸類[8-9]。

進樣方式：固相微萃取；HP-INNOWAX柱（30 m× 250 μm×0.25 μm）；進樣口溫度：250℃；程序升溫：50℃（2 min）240℃（15 min）；氦氣流速：1 mL/min；進樣量：1μL；分流比：10∶1。氣相定量用乙酸異戊酯作為內(nèi)標物。

1.4.2 其他檢測方法

還原糖：3,5-二硝基水楊酸（dinitrosalicylic acid，DNS）法[10]；總酸：酸堿滴定法；乙酸異戊酯和異戊醇：氣相色譜法[11]。

2 結(jié)果與分析

2.1 酵母菌的發(fā)酵能力及產(chǎn)香能力分析

將枸杞經(jīng)按照1.3.1進行處理后，將6種酵母按照1.3.3接入枸杞漿中，發(fā)酵周期為18 d，每24 h測定殘?zhí)呛途凭龋浣Y(jié)果如圖1所示。

圖1 不同酵母對發(fā)酵過程中枸杞漿還原糖及酒精含量的影響Fig.1 Effect of different yeasts on reducing sugar and alcohol content in wolfberry pulp during the fermentation

在酵母菌代謝過程中，異戊醇在乙酰輔酶A的存在下經(jīng)醇乙酰基轉(zhuǎn)移酶1（alcohol acetyltrans ferase，AATFase1）和醇乙酰基轉(zhuǎn)移酶2（AATFase2）催化生成乙酸異戊酯[12]。乙酸異戊酯經(jīng)乙酸異戊酯水解酶作用又可以分解為異戊醇跟乙酸。因此，低活力的乙酸異戊酯水解酶會造成酒中乙酸異戊酯含量較高而高級醇含量較低。在測定酒中的上述兩種物質(zhì)后，異戊醇與乙酸異戊酯的比值可以估計出乙酸異戊酯分解酶活力的高低，比值越大說明酶活力越高，即BY酵母和EC118酵母的乙酸異戊酯分解酶活力較低。

由圖1可知，6種酵母均在15 d左右達到發(fā)酵終點，糖的消耗在前6 d最快，隨后消耗變慢。對成品酒的主要理化指標分析，結(jié)果如表1所示。

表1 不同酵母發(fā)酵的成品酒主要理化參數(shù)Table 1 Main physicochemical parameters of wolfberry wine by different yeast fermentation

由表1可知，安琪酵母的產(chǎn)酒精能力最強，其次是BY和DSM酵母，產(chǎn)乙酸異戊酯能力最強的依次是EC118，BY和DSM酵母。選擇產(chǎn)酒精和產(chǎn)乙酸異戊酯能力較高的安琪酵母、EC118酵母和BY酵母來進行進一步來考察。

2.2 酒樣枸杞香氣成分測定

成熟枸杞果實中的主要香氣成分主要包括藏紅花醛、β-紫羅蘭酮、2-羥基β-紫羅蘭酮和馬鈴薯螺二烯4種物質(zhì)[13]。采用氣質(zhì)聯(lián)用對安琪酵母、EC118酵母和BY酵母發(fā)酵后酒樣的枸杞香氣進行分析，結(jié)果如圖2和表2所示。

圖2 經(jīng)安琪酵母（A）、BY酵母（B）、EC118酵母（C）發(fā)酵的枸杞酒氣質(zhì)聯(lián)用總離子流圖Fig.2 GC total ion chromatorgraphy of wolfberry wine by Angel yeast(A)、BY yeast(B)、EC 118 yeast(C)fermentation

枸杞酒酒樣的香氣物質(zhì)與枸杞漿中的物質(zhì)一致，所得香氣成分總和是以四種物質(zhì)含量之和定量。由表2可知，BY酵母的枸杞香氣成分含量最高，其次是安琪酵母和EC118酵母。綜合考慮三種酵母菌發(fā)酵酒樣的酒精度及枸杞香氣成分含量可以看出，BY酵母更適合枸杞酒發(fā)酵。

表2 安琪酵母、BY酵母和EC118酵母的枸杞酒酒香氣分析Table 2 Main aromatic constituents of wolfberry juice of Angel yeast，BY yeast and EC118 yeast fermentation

3 結(jié)論

活性干酵母K1、DSM、BY、DV10、EC118和安琪酵母發(fā)酵枸杞漿生產(chǎn)枸杞酒[14-15]，其中安琪酵母的產(chǎn)酒精能力最強，其次是BY和DSM酵母，產(chǎn)乙酸異戊酯能力最強的依次是EC118、BY和DSM酵母。進一步考察安琪酵母、BY酵母和EC118酵母發(fā)酵生產(chǎn)的枸杞酒香氣成分含量，發(fā)現(xiàn)BY酵母發(fā)酵的枸杞酒枸杞香氣成分含量達到12.56 mg/L，而安琪酵母和EC118酵母為8.71 mg/L和6.56 mg/L。綜合而言，BY酵母更適合于枸杞酒的釀造。

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Screening of wolfberry wine yeast and aroma analysis of wolfberry wine

TANG Weihua1,YIN Haisong1,Lü Chunhui1,LONG Wei1,QIAO Changsheng2*
(1.Department of Chemical Biology,Tianjin Modern Vocational Technology College,Tianjin 300350,China; 2.Tianjin Industrial Microbiology Key Laboratory,Tianjin 300457,China)

In order to select the suitable wolfberry wine yeast,the fermentation capacity of active dry yeast K1,DSM,BY,DV10,EC118 and Angel yeast were investigated.Among them,Angel yeast,BY yeast and EC118 yeast had higher ethanol and isoamyl acetate production than others.These three yeasts were chosen to further determine wolfberry wine aroma component contents by GC-MS analysis.The result showed that BY yeast aroma component contents was 12.56 mg/L,which was 1.44 times and 1.91 times than Angel yeast and EC118 yeast,respectively.Considering the fermentation capacity and wolfberry wine aroma component contents,BY yeast was suitable for brewing wolfberry wine.

wolfberry wine;yeast;aroma analysis

Q539.3

A

0254-5071（2014）10-0063-04

10.11882/j.issn.0254-5071.2014.10.015

2014-07-17

天津市科技支撐重點計劃項目（09ZCKFSH00800）

湯衛(wèi)華（1979-），女，副教授，博士，研究方向為生物技術(shù)與生物合成。

*通訊作者：喬長晟（1969-），男，教授，博士，研究方向為生物高分子及食品生物技術(shù)。