枸杞酒发酵菌种的筛选及其香气分析

汤卫华，殷海松，吕春晖，龙尾，乔长晟

（1.天津现代职业技术学院生物化工系，天津300350；2.天津市工业微生物重点实验室，天津300457）

枸杞酒发酵菌种的筛选及其香气分析

汤卫华1，殷海松1，吕春晖1，龙尾1，乔长晟2*

（1.天津现代职业技术学院生物化工系，天津300350；2.天津市工业微生物重点实验室，天津300457）

为筛选一株适合枸杞酒生产的酵母菌，考察活性干酵母K1、DSM、BY、DV10、EC118和安琪酵母的发酵能力，选择产酒精能力和产酒香乙酸异戊酯能力较强的安琪酵母、BY酵母和EC118酵母，进一步测定酒样中枸杞香气成分含量。采用气-质联用技术分析不同枸杞酒的香气成分，发现BY酵母的枸杞香气成分含量达到12.56 mg/L，是安琪酵母和EC118酵母的1.44倍和1.91倍。综合考虑发酵能力和酒样的枸杞香气成分含量，选择BY酵母作为生产枸杞酒的菌种。

枸杞酒；酵母；香气分析

枸杞（Lycium barbarum）是我国的传统名贵中药材，也是我国首批公布的可药食两用的中药材之一。它能明显地增强人体的免疫力，抗肿瘤、防衰老、增强人体造血机能；中医认为枸杞子具有补肾养肝，润肺明目等功能[1]。

利用枸杞酿酒具有很好的发展前景，发酵型枸杞酒是以枸杞为原料酿造的果酒，酒精度低，酒质爽口，果香味浓，营养价值高，基本保持了枸杞的天然营养成分，并且富含人体所需的各种氨基酸，多种维生素及矿物质，是具有很大发展前途的酒种[2]。

具有优良性能的酵母是酿造高品质枸杞酒的基础和关键，目前一些学者在枸杞酒的菌种选育方面做了很多的工作，如陆晓滨等[3]添加法国葡萄酒干酵母，以枸杞、大枣为原料，制得了酒精含量为12%vol、棕红色的枸杞酒，该产品口感良好、澄清透明、性质稳定；胡亚平等[4]从枸杞发酵醪中分离得到47个酵母菌株，然后通过筛选得到一株酵母，该酵母可以发酵出15°的枸杞酒，可以耐受高浓度的酒精和高浓度的糖；贺晓光等[5]以自然选育的酵母菌为出发菌，对其进行紫外辐射诱变育种，从中选育出较高的糖浓度条件下发酵良好的菌株，该诱变菌在30%的初始糖度下生长良好，在温度20～22℃条件下的鲜枸杞汁中发酵，产酒产香效果好；刁小琴等[6]对枸杞干酵母和葡萄酒活性干酵母进行紫外诱变，选育E01-2005-1枸杞酿酒酵母的性能良好，发酵得到的原酒酒色红润，酒香纯正。但是上述研究大部分都关注其酵母菌的发酵能力，而对于影响枸杞酒品质的重要因素—枸杞酒香气成分却缺乏分析和研究。

因此，在前期枸杞原料酶解条件的研究基础上，以发酵酒精度和枸杞酒的香气成分含量作为主要的考察指标，从六株活性干酵母中筛选适合生产枸杞酒的酵母。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

宁夏中宁枸杞：市售。

活性干酵母K1、DSM、BY、DV10、EC118：天津科技大学工业微生物重点实验室保藏；安琪活性干酵母：市售；蔗糖：天津市化学试剂一厂。

1.2 仪器与设备

SS230-A打浆机、LRH-250-A生化培养箱：广东医疗器械厂；FA2004电子天平：上海精科天平仪器厂；7890A气质联用仪：美国安捷伦公司；VS-1300L-U超净台：苏州安泰技术有限公司。

1.3 方法

1.3.1 枸杞浆液的制备

将枸杞洗净，将枸杞与水（固液比为15∶85）置于打浆机中打浆10 min，制备成15%的枸杞浆，备用。

1.3.2 枸杞酒加工工艺流程[7]

枸杞分选：选用规格为220～280粒/50 g的鲜红色干枸杞。

配比：将枸杞与水配成质量分数为15%的枸杞浆，备用。

成分调整：根据发酵时生成酒精度要求调整糖度。根据1.7 g/100 mL糖生成1%vol酒精来补加糖量。

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。

酒精发酵：将调整好的果浆接入活化好的活性干酵母，在一定温度条件下发酵。

澄清过滤：原酒陈酿后基本澄清，但酒中仍有稳定的胶体、蛋白质等成分，易形成浑浊和沉淀，为提高酒的稳定性，仍需加澄清剂处理，经过滤然后装瓶即得成品。

1.3.3 酵母菌种的筛选

配制200 mL，15%枸杞浆12瓶，分别接入活化好的安琪活性干酵母、BY酵母、EC118、DV10、DSM、K1酵母，发酵条件为前发酵温度25℃，后发酵温度15℃。发酵过程中每24 h测定一次残糖、酒精度及总酸；发酵结束后用气相色谱测定酒样中异戊醇和乙酸异戊酯含量。

1.4 分析检测方法

1.4.1 气质联用分析条件

枸杞酒的主要挥发成分用气质联用进行了测定，并将这些物质的香味进行归类[8-9]。

进样方式：固相微萃取；HP-INNOWAX柱（30 m× 250 μm×0.25 μm）；进样口温度：250℃；程序升温：50℃（2 min）240℃（15 min）；氦气流速：1 mL/min；进样量：1μL；分流比：10∶1。气相定量用乙酸异戊酯作为内标物。

1.4.2 其他检测方法

还原糖：3,5-二硝基水杨酸（dinitrosalicylic acid，DNS）法[10]；总酸：酸碱滴定法；乙酸异戊酯和异戊醇：气相色谱法[11]。

2 结果与分析

2.1 酵母菌的发酵能力及产香能力分析

将枸杞经按照1.3.1进行处理后，将6种酵母按照1.3.3接入枸杞浆中，发酵周期为18 d，每24 h测定残糖和酒精度，其结果如图1所示。

图1 不同酵母对发酵过程中枸杞浆还原糖及酒精含量的影响Fig.1 Effect of different yeasts on reducing sugar and alcohol content in wolfberry pulp during the fermentation

在酵母菌代谢过程中，异戊醇在乙酰辅酶A的存在下经醇乙酰基转移酶1（alcohol acetyltrans ferase，AATFase1）和醇乙酰基转移酶2（AATFase2）催化生成乙酸异戊酯[12]。乙酸异戊酯经乙酸异戊酯水解酶作用又可以分解为异戊醇跟乙酸。因此，低活力的乙酸异戊酯水解酶会造成酒中乙酸异戊酯含量较高而高级醇含量较低。在测定酒中的上述两种物质后，异戊醇与乙酸异戊酯的比值可以估计出乙酸异戊酯分解酶活力的高低，比值越大说明酶活力越高，即BY酵母和EC118酵母的乙酸异戊酯分解酶活力较低。

由图1可知，6种酵母均在15 d左右达到发酵终点，糖的消耗在前6 d最快，随后消耗变慢。对成品酒的主要理化指标分析，结果如表1所示。

表1 不同酵母发酵的成品酒主要理化参数Table 1 Main physicochemical parameters of wolfberry wine by different yeast fermentation

由表1可知，安琪酵母的产酒精能力最强，其次是BY和DSM酵母，产乙酸异戊酯能力最强的依次是EC118，BY和DSM酵母。选择产酒精和产乙酸异戊酯能力较高的安琪酵母、EC118酵母和BY酵母来进行进一步来考察。

2.2 酒样枸杞香气成分测定

成熟枸杞果实中的主要香气成分主要包括藏红花醛、β-紫罗兰酮、2-羟基β-紫罗兰酮和马铃薯螺二烯4种物质[13]。采用气质联用对安琪酵母、EC118酵母和BY酵母发酵后酒样的枸杞香气进行分析，结果如图2和表2所示。

图2 经安琪酵母（A）、BY酵母（B）、EC118酵母（C）发酵的枸杞酒气质联用总离子流图Fig.2 GC total ion chromatorgraphy of wolfberry wine by Angel yeast(A)、BY yeast(B)、EC 118 yeast(C)fermentation

枸杞酒酒样的香气物质与枸杞浆中的物质一致，所得香气成分总和是以四种物质含量之和定量。由表2可知，BY酵母的枸杞香气成分含量最高，其次是安琪酵母和EC118酵母。综合考虑三种酵母菌发酵酒样的酒精度及枸杞香气成分含量可以看出，BY酵母更适合枸杞酒发酵。

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

3 结论

活性干酵母K1、DSM、BY、DV10、EC118和安琪酵母发酵枸杞浆生产枸杞酒[14-15]，其中安琪酵母的产酒精能力最强，其次是BY和DSM酵母，产乙酸异戊酯能力最强的依次是EC118、BY和DSM酵母。进一步考察安琪酵母、BY酵母和EC118酵母发酵生产的枸杞酒香气成分含量，发现BY酵母发酵的枸杞酒枸杞香气成分含量达到12.56 mg/L，而安琪酵母和EC118酵母为8.71 mg/L和6.56 mg/L。综合而言，BY酵母更适合于枸杞酒的酿造。

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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

天津市科技支撑重点计划项目（09ZCKFSH00800）

汤卫华（1979-），女，副教授，博士，研究方向为生物技术与生物合成。

*通讯作者：乔长晟（1969-），男，教授，博士，研究方向为生物高分子及食品生物技术。