酒类酒球菌新菌株苹果酸-乳酸发酵条件的研究.pdf
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1、酒 类酒 球 菌新 菌 株 苹果 酸 一乳 _一 _0r r 酸 发 酵 条 件 的研 究 利、姗姗 1,2,(1 北京迪 尔塔金 生物技术有限公司,北京 李德 美,郭仲礼 1 0 0 0 8 5;2 北京农学院食品科 学系,北京 1 0 2 2 0 6)摘 要:酒类酒球 菌(O e n o c o c c u s o e n i)普遍应 用于葡萄酒生产 中,它可以触 发苹果酸 一乳酸发酵,促进 葡萄酒中的苹果酸转化 为乳酸,降低总滴定酸,提 高酒体生物稳 定性,改善酒体 口感。本文针对 3 株 自 主 筛选的酒类酒球 菌,研 究了酒精度、p H、S O,浓度、发酵温度、接 种量等因素对 葡萄
2、酒苹 乳发酵过程 的 影响。关键词:酒类酒球菌;苹果酸-乳酸发酵;葡萄酒 中图分类号:T S 2 6 1 1 文献标识码:A St u d y o n t h e f a c t o r s e ff e c t t i n g ma l o l a c t i c f e r me n t a t i o n wi t h n e w s t r a i n s o f Oe n o c o c c u s o e n f S u n S h a n s h a n 一,L i De me i ,Gu o Z h o n g l i (1、B e ij i n g De l t a g e
3、n B i o l o g i c a l T e c h n o l o g y C o L t d,B e i j i n g 1 0 0 0 8 5;2 D e p a r t me n t o f F o o d S c i e n c e a n d E n g i n e e r i n g,B e i j i n g A g r i c u l t u r e Un i v e r s i t y,B e i j i n g 1 0 2 2 0 6)Ab s t r a c t:Oe n o c o c c u s o e n i i s wi d e l y a p p l i
4、 e d i n wi n e ma k i n g I t c a n p r o mo t e ma l o l a c t i c f e r me n t a t i o n(M L F),c a t a l y z i n g t h e v e r s i o n o f L-ma l i c a c i d t O L l a c t i c a c i d,r e d u c i n g t o t a l a c i d i t y,e n h a n c i n g t h e b i o l o g i c a l s t a b i l i t y o f wi n e
5、 a n d i mp r o v i n g t a s t e Th e r e s e a r c h i n v e s t i g a t e d t h e e f f e c t s o f e tha n o l c o n c e n t r a t i o n,p H,S O2 c o n c e n t r a t i o n,f e r me n t a t i o n t e mp e r a t u r e a n d i n o c u l a t i o n q u a n t i t y d u r i n g M L F wi t h 3 i s o l a
6、 t e d s t r a i n s Ke y wo r d s:Oe n o c o c c u s o e n i;ma l o l a c t i c f e rm e n t a t i o n(ML F);wi n e 苹果酸-乳酸发酵(ML F)是葡 萄酒酿造中非常重要的二次发酵 过程,它不仅可以降低葡萄酒的酸 涩和粗糙感,使之 柔和、圆润,而 且还 可以提高葡萄酒的感官质量 和生物稳定性,所以许 多优质红葡 萄酒甚至一些佐餐红葡萄酒都 要 进行ML F。当葡萄酸度较高时,酿 造出的葡萄酒 口感较酸涩,需要进 行ML F 来改善其风味。自然诱发 葡萄酒进行ML F 受多种因素的
7、影 响,具有很大的随机性,有时难以 进行控制。而人工筛选的乳酸菌添 加 剂,具 有良好 的转化苹果酸能 力,能够方便地添加于葡萄酒 中,快速诱发ML F,且易于控制,降低 操作管理风险。近年来,国外有关 ML F的研 究工作主要集中在细胞固定化 以 及酶反应器的开发与应用方面,并 收稿 E l 期:2 0 0 6 1 0 0 8 且对苹果酸乳酸转化酶从分子生物 学角度进行了研究。目前,国外酒 类酒球菌冻干粉或冷冻制品已经商 品化,并在葡萄酒生产中得到普遍 应用,而国内在该领域的相关研究 较少。本课题采用前期 自主筛选的 酒类酒球 菌对ML F 进行了研究,并 分析了酒精度、S O,浓度、p H
8、、温 度、接种量等因素对其在ML F 过程 中的影响,为该酒类酒球菌在ML F 维普资讯 http:/ 过程中的应用提供指导。1 材料与方法 1 1试验材料 1 1 1 试 验菌种:由北京迪尔塔 金 生物技术有限 公司 自主筛选 的 酒 类酒 球 菌,菌 株 编 号 分 别 为 De l 一 1 1、De l 一 2 5、De l 一 3 8。1 1 2 试验样品:已完成酒精发酵 的赤霞珠干红葡萄酒,由中国农业 大学葡萄酒科技中心提供。1 2 试验方法 葡萄酒中苹果酸、乳酸、酒精 的测定:均采用 Me g a z y me 公司生 产的 L一 苹果酸试剂盒(L Ma l i c a c i d
9、 k i t)、乳酸试剂盒(L a c t i c a c i d kit)、乙醇试剂盒(E t h a n o l kit)。葡萄酒 中的有机酸采用高效 液相色谱(HP L C)法检测,色谱 条件:检测器为 Wa t r e s TM 4 8 6,检 测 波 长 为 2 1 0 n m,分 析 柱 为 M ETACARB H Pl us 30 0 m m 7 8 mm,流动相为 0 0 0 5 N H,S O 水 溶液,柱温 5 0 C,流速0 4 mL mi n。葡萄酒常规指标的分析方法 参 照葡 萄 酒 国家 标 准(G B T 1 5 0 3 8 9 4)进行。2 结果与讨论 2 1酒
10、类酒球菌在 ML F中的作用 2 1 1 ML F 对葡萄酒主要参数的影 响 葡萄酒接种人 工培养 的酒 类 酒球 菌后,即能很快启动ML F,接 菌酒样经 1 0 d完成 ML F。图 1 是 葡萄酒接种酒类酒球菌进行 ML F 前后主要理化指标的变化。从图 1 可以看出:接种酒 类酒球菌 的葡 萄酒苹果酸含量从 3 1 2 2 g L下降 到 O 0 2 8 g L,而乳酸从 O 2 8 0 g L上 升为2 1 6 2 g L,总滴定酸从7 1 l g L 下降为 5 0 6 g L,葡萄酒酸度明显 下降,p H值升高0 1 5,而未接种的 对照酒却没有这种变化。2 1 2 ML F 对
11、葡萄酒感官质量的影 响 从表 1 可以看出,ML F 不仅降 低 了葡萄酒酸度,更重要的是突 出 了果香,改善了口感,增加 了香味 的复杂性。经过 ML F的葡萄酒酒 体丰满、协调 圆润、香气浓郁优雅、悦人,酒的品质有 了明显的提高,总体评价要高于未经 ML F发酵的 葡萄酒。2 2影响酒 类酒球菌 ML F的因素 研究表明,葡萄酒酿造过程中 酒精度、S O,浓度、p H、温度、接 种量等对酒类酒球 菌的生长有着 重要影响,以下我们将对分离到的 3株酒类酒球菌进行 ML F条件的 探讨。2-2 1酒精度对酒类酒球菌转化苹 果酸的影响 采用3 株实验室分离的酒类酒 球 菌菌株,考察它们在不同酒精
12、度 葡萄酒 中的 ML F能 力。从表 2 和图2 1、图2 2、图2 3 可以看出:酒精浓度对酒类酒球 菌进行 ML F具有明显的影响,不 同菌株具有不 同的酒精耐受力。据 文献报道,酒精浓度是影响酒类酒 球 菌进行 ML F的主要因素【2 1,随 着酒精浓度的增加,ML F受到的 抑制程度也随之增加 某些酒类酒 球菌具有较高的酒精耐受性,而且 苹 果酸(冀 I 一)总酸(g 1)PH -K酸(】)乙酸(I)酒 石酸(I)多酚(I I】g L fl i MI F 图 1葡萄酒苹 一 乳酸发酵前后主要参数 变化 目对 照 -l 后 样 MI F 表1酒样的品评结果 处理 评语 未 经 M L
13、F 秦 磊 蕤 酒 香 冲 鼻,酒 体 欠 协 调,口 味 尖 酸 刺 舌 M L F 完 全 曾 秦 :差 果 香 和 酒 香,入 口 柔 顺,表2 3 株菌株在不同酒精浓度条件TM L F 能力的比较 注:表 中数据为完成M L F 的天数,N F 为不能完成M L F。5 维普资讯 http:/ 3 6 3 O 2 l 釜 蔷12 O 6 O O 3 6 ()一2 4 蓬 l 2 0 6 0 0 0 8 1 6 2 4 3 2 4 0 48 0 8 1 6 2 4 3 2,t O 0 8 1 6 2 4 3 2 4 0 4 8 5 6 M L F 天数(d)R L F(d)L 卜 天数(
14、d)+_ D。+-。+l:o-,O-1 3。o=:=:=12:13-O-1 4 1 5 1 6 。1 一。O _-。图2 1不同酒精度对 图2 2不同酒精度对 图2-3不同酒精度对 De l-1 1的 ML F的影响De l-2 5的 ML F的影响De l-3 8的 MLF的影响 一定浓 度的酒精含量对其生长繁 殖具有促进作用H 而 另一些菌株 则对酒精很敏感,低浓度的酒精即 可抑制其生长繁殖,甚至杀死菌体 细胞。2 2 2 S O,浓度的影响 试验对 3 株酒类酒球菌在不同 S O,浓度下的耐受能 力进行 了考察(试验酒酒精度为1 2 4,p H 3 5 8),结果见图 3 1、图 3-2
15、、图 3-3。结 果显示 S O,对ML F 有明显的抑制 作用,S O,浓度与抑制程度呈正相 不同菌株对S O,的耐受能 力也 3 6 3 0 2 4 0 1 0 2O 3 O 4 0 5 0 M L F 天数(d)。一O p p 8 p p=一1 3 p p=。2 6 p p =D 4 0 p l m O 5 0 p lm 图 3 1不 同S O2 浓度 对 De 1 1 1的 ML F的影 响 有明显差异。本试验条件下,对于 D e l-1 1 菌株而言,S O,浓度在 0 2 6 p p m时,能进行且完成ML F,但 随着总 s O,浓度的增加,完成ML F 时间也 由2 4 d延长
16、到 4 8 d;当 S O,浓度为4 0 p p m时,能进行 ML F,但 不能完成;S O,为 5 0 p p m时,基本 上不进行 ML F。对于 D e l 2 5菌来 说,S O,浓度在 05 0 p p m范围内,均能进行且完成 ML F,但完成的 时间延长,由6 d 推迟到 1 4 d。对于 D e l-3 8菌来说,S O,浓度在 0 4 0 p p m时,能进行且完成ML F,但 3 6 3 0 2 4 若 _。靶 蓍l 2 0 6 0 0 0 4 8 l 2 M L F 人数(d)。P-O pp m-亡 一 6 pp _-1 4p p m。3 0p p r a +p m 。
17、o一5O p p m 图3-2不 同 S O2 浓度 对 De 1 2 5的 ML F的影响 完成时间也相应 由7 d 延迟到2 8 d;而 当S O,浓度达到5 0 p p m时,已不 能进行 ML F。从以上结果可以清楚的看到 3 株酒类酒球菌对 S O,的耐受能力 各不 相同,De 1 2 5可以耐受 到 5 0 p p m De l 3 8 可以耐受 1 4 0 p p m,而 De l-l l 仅可以耐受到 2 6 p p m。3 株菌中,De l-2 5 对 S O,的耐受性最 好,De 1 3 8 次之,De l-1 1 较差。S O,是惟一的国际通用的葡萄 酒防腐添加剂,它既有
18、强烈的抑菌 防腐作用,又具有 良好的抗氧化性 3 6 3 0 2 4 瘩 l 8 l 2 0 6 0 O 0 7 l 4 2l 2 8 3 5 札 F 天数(d)+0 p 1)m-_ 卜6 p +l 7 p p m-O 一 2 3 p p m 3 4 p p m O-4 0 p p m6 5 0 p 图 3-3不 同 S O2 浓度对 De 1 3 8的 MLF的影响 6 O 4 8 2 6 C l。叭 l。、I 目妊i 羁 l#维普资讯 http:/ 能,而且对人体健康相对安全,至今全球葡萄酒生产商仍在普遍 使用 S O,。由于 S O,具有强烈的抑 菌作用,葡萄酒 中S O,对酒类酒球 菌
19、有明显的抑菌作用,因此筛选具 有较高的S O,耐受性的菌株一直是 有关研究人员的 目标之一。一般商 用酒类酒球菌的耐受性总S 0,不超 过 3 0 p p m】,我们在试验中发现,菌株De l 一 2 5 可以耐受到 5 0 p p m,而 且在 1 4 d内便能快速的完成 ML F,可见 De l 一 2 5确是一株相对优 良的 菌株。当然,S O,与葡萄酒的 p H值、酒精含量、酒体的温度等因素对酒 类酒球菌的抑菌性有协 同作用 7 1,特别是与葡萄酒的p H有明显的协 同作用,因此评定一菌株对S O,的 耐受性还必须进行综合考虑。2 I 2 3 p H值的影响 试验对3 株酒类酒球 菌在
20、不同 p H值下的ML F进行 了考察(酒精 度为 1 2 0,S O,微量),结果见表 3 和 图 4 1、图 4 2、图 4 3。从表和 图中可以看出:当 p H 值为3 0 和 3 2 时3 个菌株均无法完 成 ML F。对于菌株 De l 一 1 1,当p H 值 为 3 4时仍无法完成 MLF。而 De l 一 2 5和 De l 一 3 8 在 p H值为 3 4 3 8 范 围内均可以完成ML F。从p H 耐受性角度比较 3 个株菌,D e l 一 2 5 最好,D e l 一 3 8 次之,De l 一 1 1 较差。葡 萄酒的p H是影响酒类酒球菌ML F 的重要因素之一,
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