桑椹果酒酵母GP2的發酵條件研究

左勇，楊小龍，傅彬，葉碧霞，張晶（四川理工學院生物工程學院，四川自貢643000）

?

桑椹果酒酵母GP2的發酵條件研究

左勇，楊小龍，傅彬，葉碧霞，張晶
（四川理工學院生物工程學院，四川自貢643000）

以桑椹果園土壤為分離源分離篩選桑椹果酒酵母，得到一株具有產香效果好，起酵快等優點的酵母菌，最終將其命名為GP2。在單因素試驗基礎上，通過正交試驗和方差分析，確定最佳發酵條件為：發酵溫度26℃，SO2添加量為80 mg/L，糖添加量220g/L，接種量為0.9%。

桑椹果酒；酵母菌；單因素試驗；正交試驗；方差分析

桑椹又稱桑果，大多種類的桑果呈暗紫色，少數成乳白色。桑椹味美，深受人們的喜愛，享有“中華果王”之美譽［1］。桑椹含有種類豐富的有機酸，維生素以及人體缺少的礦物質和微量元素，具有補肝益腎，補血養顏，改善生殖亞健康之功效。現代醫學研究表明，桑椹能阻斷體內有害物質的生成，提高酶的活性，增強抵抗力［2］。

桑椹是一種極易腐爛的水果，到了收獲季節，大量囤積的桑椹由于不能及時銷售，就容易浪費掉，將新鮮的桑椹釀造成易保存的桑椹果酒，不但能提高桑椹帶來的經濟效益，還能滿足市場對果酒的需求。目前，大多數果酒釀造多采用葡萄酒釀酒酵母進行發酵，由于葡萄汁和桑椹果汁成分有顯著的差異［3］，以葡萄酒釀酒酵母釀出的桑椹果酒口感欠佳在所難免，缺乏自身特色。因此，采用適合釀造桑椹果酒的高專用酵母進行桑椹果酒釀造，是解決這一課題的關鍵。當前，不少科技工作者在從事桑椹果酒酵母的篩選及發酵條件的研究，由于切入點不同，所篩選出的酵母也不統一。

本試驗以產香、產酒率以及起酵速度為出發點，篩選獲得了一株適用于發酵桑椹的釀酒酵母GP2，并從發酵溫度，SO2添加量，糖添加量和菌株接種量對酵母菌GP2的發酵條件進行了研究。

1　材料與方法

1.1材料

桑椹：購于內江市威遠縣；一級白砂糖：購于超市；菌種GP2：四川理工學院微生物實驗室篩選所得；對照菌為安琪釀酒高活性干酵母：安琪酵母伊犁有限公司。

1.2試劑與儀器

1.2.1試劑及培養基

活力大于等于500 000 U/g果膠酶（生化試劑）、硫酸鈉（分析純）、檸檬酸（分析純）、糖（分析純）：成都市科龍化工試劑廠；虎紅瓊脂（生物試劑）：北京奧博星生物技術有限責任公司；富集培養基：葡萄糖5%、KH2PO40.25%、尿素0.1%、酵母膏0.05%、MgSO40.1%、Fe2（SO4）30.01%、孟加拉紅（1%的水溶液）0.023%，121℃高壓滅菌15 min。

PDA培養基：馬鈴薯200 g、蔗糖20 g、瓊脂20 g、水1 000 mL、自然pH。

1.2.2儀器

恒溫恒濕箱HL MJ-250：上海雷韻試驗儀器制造有限公司；電子天平AR1140：奧豪斯公司；可調溫電爐TW-2000W：成都市永興電器廠；立式壓力蒸汽滅菌器：上海博訊實業有限公司醫療設備廠；酸度計PHS-3C：奧豪斯儀器（上海）有限公司；手持糖度計：成都格納絲商貿有限公司；酒精計預制27000005-1：沈丘北郊玻璃儀器廠；榨汁機JYL-350：山東九陽小家電有限公司；光學顯微鏡XSP-1600X：廣州新怡光學顯微鏡廠家。

1.3方法

1.3.1工藝流程［4］

桑椹果實→選果→洗果→破碎打漿→成分調整（SO2，白砂糖，接種）→主發酵→分離→后發酵→初濾→調整→陳釀→澄清→精濾→裝瓶→殺菌

1.3.2單因素試驗

影響果酒發酵的因素很多，本試驗主要從溫度、糖添加量、SO2添加量以及接種量4個方面考慮。溫度選擇范圍：22℃到30℃之間，設置5個梯度。糖添加量：60 g/L到220 g/L，設置5個梯度。SO2添加量：40 mg/L到120 mg/L之間，設置5個梯度。接種量：0.5%到1.3%之間，設置5個梯度。通過單因素試驗確定適宜的發酵溫度，糖添加量，SO2添加量以及接種量。

1.3.3正交試驗

在單因素試驗基礎上，確定適宜的發酵溫度，SO2（亞硫酸鈉折算后）添加量，白砂糖添加量，接種量，根據這四因素設計L9（34）正交試驗。

1.4分析測定方法［5］

酒精度：酒精計測定；糖度：手持糖量計測定；殘糖：斐林滴定法測定（測定時將酒樣稀釋10倍可有效降低色素干擾）；酸度：pH計測定；感官評分：結合葡萄酒評分標準以及桑椹果酒實際，制定感官評分標準見表1。

表1　桑椹果酒的評分標準［2-6］Table 1　The scoring criteria of mulberry wine

2　結果與分析

2.1單因素試驗［7］

2.1.1溫度對發酵結果的影響

在裝有300 mL桑椹果漿的5個錐形瓶中加入白砂糖140 g/L、添加SO260 mg/L，酵母菌GP2接入量為0.7%，然后發酵溫度分別在22、24、26、28、30℃條件下發酵8 d，結果如圖1。

圖1　不同溫度對發酵結果的影響Fig.1　The effects of different temperature for fermentation results

由圖1可知，酵母菌GP2在26℃時產酒量最高，殘糖量最低，而溫度較低或較高時酒精度不高，原因在于溫度太低或過高，會抑制酵母菌的生長繁殖及發酵，影響糖轉化為酒精，因此26℃為酵母菌GP2較適宜的發酵溫度。在后續的正交試驗中，發酵溫度選擇在26℃附近進行。

2.1.2SO2添加量對發酵結果的影響

在裝有300 mL桑椹果漿的5個錐形瓶中添加白砂糖140 g/L，酵母菌GP2接入量為0.7%，SO2添加量分別為40、60、80、100、120 mg/L，在26℃條件下發酵8 d，結果如圖2。

圖2　不同SO2添加量對發酵結果的影響Fig.2　The effects of different amounts of SO2for fermentation results

添加適當的SO2量，可有效的抑制發酵過程中雜菌的生長，使得釀酒酵母在發酵過程中占主體優勢。由圖2可知，當SO2的添加量高于或低于60 mg/L都會使產酒率下降，原因在于，SO2添加量過低，雜菌會在其中生長，將消耗部分糖類物質，從而影響酒精含量；SO2添加量過高，將抑制到釀酒酵母自身的生長繁殖，從而也會影響到酒精度和殘糖含量。在后續的正交試驗中，SO2添加量選擇在60 mg/L左右。

2.1.3糖添加量對發酵結果的影響

在裝有300mL桑椹果漿的5個錐形瓶中添加白砂糖分別為60、100、140、180、220g/L，添加SO2（60mg/L），再接入0.7%酵母菌GP2，在26℃條件下發酵8 d，結果如圖3。

圖3　不同白砂糖添加量對發酵結果的影響Fig.3　The effects of different amounts of sugar for fermentation results

桑椹含有一定的糖分，但含量不高，若只用桑椹自身的含糖進行發酵，酒精度較低，所以選擇在發酵過程中添加一定量的糖分。由圖3可知，當糖添加量為180 g/L時酒精度達到一個穩定值，當添加量超過這一值時酒精度沒有什么顯著變化，但這一過程中殘糖含量是隨著糖添加量的增加而增加的。所以在后續的正交試驗試驗中為提高糖利用率，白砂糖的量選擇在180 g/L附近。

2.1.4酵母菌GP2接種量對發酵結果的影響

在裝有300 mL桑椹果漿的5個錐形瓶中添加白砂糖的量為140 g/L，SO2添加量為60 mg/L，酵母菌GP2接種量分別為0.5%、0.7%、0.9%、1.1%、1.3%，在26℃條件下發酵8 d，結果如圖4。

圖4　不同酵母接種量對發酵結果的影響Fig.4　The effects of different amounts of yeast for fermentation results

由于酵母菌的接種量可直接影響起酵和發酵速度，采用較大的接種量可以縮短發酵周期。由圖4可以出，當酵母菌GP2接種量為0.9%時，酒精度產量較高。從整體上看，酵母菌的接種量達到0.9%以上后，對酒精度和殘糖的影響并不是很大。在后續的正交試驗中，酵母菌GP2接種量選擇為0.9%左右。

2.2正交試驗結果

根據單因素的試驗結果，設計以發酵溫度、SO2添加量、糖添加量、接種量為主要因素的正交試驗，正交因素試驗水平表見表2。正交試驗結果及方差分析分別見表3和表4。

表2　L9（34）正交試驗因素水平表Table 2　The level form of orthogonal test factors

表3　正交試驗結果Table 3　The results of orthogonal test

表4　方差分析Table 4　The analysis of variance

表3中，酒精度權重［8］取30，感官評定權重取70。根據正交試驗結果分析可知，在4個影響因素中，加糖量影響最大，其次是發酵溫度，再次是接種量，最后是SO2的添加量。由方差分析表4可知，糖添加量和發酵溫度對桑椹果酒的發酵有顯著的影響，而接種量和SO2添加量影響較弱，最后確定最佳組合為A2B3C3D2，即發酵溫度26℃，SO2添加量為80 mg/L，糖添加量220 g/L，接種量為0.9%。

2.3驗證試驗［9］

對確定的組合A2B3C3D2進行試驗驗證，重復3次。最終的試驗結果均優于正交試驗中其他組，其酒精度平均值為10.7%vol，達到了果酒的酒精度一般在7%vol～13%vol之間的指標［10］。感官評分平均分87，證明正交試驗得出的最佳工藝條件是穩定可靠的，在最優條件下，最終發酵結果與安琪釀酒酵母相比，除酒精度略低于安琪釀酒酵母（安琪釀酒酵母發酵后酒精度為10.9%vol）外，其余感官指標與安琪釀酒酵母差別不大，在桑椹果酒芳香味方面GP2發酵結果更為突出。

3　結論

本研究從發酵溫度，SO2添加量，糖濃度，酵母接種量4個方面對酵母菌GP2發酵條件進行了單因素試驗和正交試驗，并通過方差分析，確定了桑椹果酒酵母GP2的最佳發酵條件為：發酵溫度26℃，SO2添加量為80 mg/L，糖添加量220 g/L，接種量為0.9%。從最終的發酵結果看，酵母菌GP2適合桑椹果酒產業化應用，可以替代傳統葡萄酒酵母進行的桑椹果酒發酵。

［1］陳祖滿.桑椹果酒加工工藝的研究［J］.釀酒，2005，32（2）:73-75

［2］杜琨.桑椹果酒的研制［J］.食品工業，2010（6）:29-30

［3］趙祥杰，楊榮玲，涂國全，等.桑椹果酒專用酵母的誘變選育研究［J］.釀酒科技，2006（12）:29-36

［4］左勇，李楊，祁峰，等.桑椹酒發酵工藝條件的研究［J］.釀酒科技，2013（11）:62-64

［5］中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局，中國國家標準化管理委員會.GB/T 15038-2006葡萄酒、果酒通用分析方法［S］.北京:中國標準出版社，2006:2-4

［6］潘訓海，劉新露.桑椹果酒酵母的分離及篩選［J］.江蘇農業科學，2013，41（5）:249-251

［7］李加興，陳雙平，梁先長，等.獼猴桃干型果酒發酵工藝優化［J］.食品科學，2010，31（22）:504-507

［8］潘麗軍，陳錦權.試驗設計與數據處理［M］.南京:東南大學出版社，2008:100-126

［9］羅秦，孫強，葉欣等.紅心獼猴桃果酒釀造工藝探究［J］.食品工業，2014，35（5）:144-147

［10］Rosa M F.In vivo Activation by ethanol of plasma Membrane ATPase of Sac.ce［J］.Applied and environmental Microbiology，1991，57（3）:830-835

Studies on Fermentation Conditions of the Yeast GP2 for Mulberry Wine

ZUO Yong，YANG Xiao-long，FU Bin，YE Bi-xia，ZHANG Jing
（College of Bioengineering，Sichuan University of Science and Engineering，Zigong 643000，Sichuan，China）

A yeast strain for mulberry wine was isolated and screened from mulberry orchard soil，and this strain has advantages of effectively producing fragrance and rapid fermentation.Eventually，it was named as yeast strain GP2.The optimal conditions were determined on the base of single factor experiments，orthogonal tests and variance analysis，the results as follows：26℃fermentation temperature，SO280 mg/L，sucrose 220 g/L and inoculation 0.9%.

mulberry wine；yeast；single factor experiments；orthogonal tests；variance analysis

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.13.022

2015四川省重大成果轉化項目（2014年獲四川省科技進步二等獎）

左勇（1972—），男（漢），教授，碩士，研究方向：發酵食品。

2015-06-28