啤酒酵母CBR－3120的发酵性能研究及风味物质的分析*

孙晓璐，张新红，王明跃

（阜阳职业技术学院生化工程学院，安徽阜阳 236031）

啤酒酵母CBR－3120的发酵性能研究及风味物质的分析*

孙晓璐，张新红，王明跃

（阜阳职业技术学院生化工程学院，安徽阜阳 236031）

开展了啤酒酵母CBR－3120的发酵实验，随着发酵时间的延长，测定其基本发酵性能、菌体生成情况.实验表明，菌体在生长60h后发酵程度最高，吸光度达到3.6.随后通过气相色谱仪对其发酵液中杂醇油含量进行分析，发现异戊醇、异丁醇、正丁醇含量较高，其中异戊醇的含量在发酵72h后达到最大值48mg／L.

啤酒酵母CBR－3120；发酵液；气相色谱；杂醇油

啤酒中的高级醇是通过发酵培养基中氨基酸的分解代谢途径，或者由糖代谢途径形成了α－酮酸中间体，经脱羧、还原后形成相应的高级醇.能产生一定的清香味，但是杂醇油含量过高，对人体就有一定的伤害，是啤酒苦涩味的主要来源之一，这就说明高级醇的含量必须要少量［1］.实验证明，在稀释的纯酒精溶液中加入一定量的高级醇，有一定清香味，但是杂醇油含量过高，对人体就有一定的伤害，而且还给啤酒的风味带来邪杂味［2，3］.一般认为正丁醇苦味轻，正丙醇苦味重，异丁醇苦极重，异戊醇微带甜苦味和涩味，因此，适当的控制杂醇油是酿酒行业中质量控制的一个重要理化指标.常规分析方法只能测出异丁醇和异戊醇，这两种醇的毒性较大［4］.

本研究对啤酒酵母CBR－3120进行发酵控制，检测菌株发酵程度，并测定发酵后风味物质的种类及含量，为企业实际生产提供有效参考数据.

1 材料与方法

1.1 材料

试验菌种：啤酒酵母CBR－3120（华润雪花啤酒阜阳分公司）.

仪器：倒置显微镜、高速离心机、721型紫外分光光度计、数显恒温振荡器、恒温水浴锅、旋转蒸发仪、分析用天平、高效气相色谱仪.

培养基：大麦汁液体培养基、大麦汁琼脂糖固体培养基.

1.2 实验方法

1.2.1 菌种增殖

1.2.1.1 菌种发酵条件

选取啤酒酵母CBR－3120接种于斜面麦芽汁固体培养基上，28℃恒温培养24h，得到酵母菌.取斜面菌种接种至含有麦芽汁液体培养基的锥形瓶，130r／min恒温振荡培养48h，等对数期种子液，将种子液转接至发酵罐中，进行9℃低温发酵7d，每12h取样，得发酵液［5］.

1.2.1.2 菌悬液的制备

取10mL发酵液进行低速离心分离，洗涤菌体3次后，将所得菌体于10mL0.9%的生理盐水中，制得菌体悬浊液，依次稀释到10－3倍、10－2倍、10－1倍，通过721型紫外分光光度计测定菌体密度［4，5］.

1.2.1.3 标准曲线的绘制

用紫外分光光度计在波长600nm处测空白的大麦汁液体培养基，绘制标准曲线［6］.

1.2.2 酒体风味物质分析

1.2.2.1 酒体

取50ml（不使用消泡剂）的发酵液进行离心、蒸馏，冷却后得进样酒体，进行气相色谱检测，分析其风味物质.

1.2.2.2 气相色谱条件

安捷伦气相色谱仪、SGD－300氮气、空气发生器、氢气.色谱柱：FFAP毛细管柱.选择乙醇色谱纯、异戊醇色谱纯、异丁醇色谱纯、正己醇色谱纯.

气相色谱条件：柱温：柱温起始温度为60℃，保持3min，程序升温25℃／min，最终达到180℃，保持3min.气化室温度为150℃，检测器温度为260℃.载气：氮气20m l／min；氢气40 ml／min；空气480 m l／min.

1.2.2.3 标准曲线的绘制

向5m l的容量瓶中分别加入0.2、0.6、1.0、1.4、1.8、2.4μl异戊醇色谱纯标准样品，以质量浓度作横坐标，色谱峰面积作纵坐标，绘制标准曲线［7］.

2 实验结果与讨论

2.1 发酵的基本性能测定

采用方法“1.2.1”对啤酒酵母CBR－3120发酵时间分别为12、24、36、48、60、72、84、96h的发酵液采样.随着发酵时间的改变，菌体出现不同程度的改变，目测细胞的生长情况，通过“1.2.2”所示方法对发酵液中啤酒酵母CBR－3120进行分析.

表1 发酵时间对啤酒酵母CBR－3120的影响

通过表1，可以看出菌株CBR－3120在发酵的前60h内菌体密度呈直线上升状态，发酵液絮凝程度良好，目测发酵液状态较好，菌体致死率较低，在吸光度为600nm处吸收值为3.6，菌体密度达到最大值.随着发酵时间的延续，发酵液中菌体大量繁殖，pH值由开始的6.1逐渐减少到5.4，因此发酵液中酸度逐渐增大，导致溶氧不足，发酵逐渐迟缓，菌体出现贴壁现象［8］.同时，在发酵过程中乙醇和杂醇油含量的增加，糖分逐渐消耗殆尽，从而使菌体生长缓慢，且有部分菌体死亡，漂浮在发酵瓶中.

2.2 通过提取发酵液分析酒体中风味物质

采用方法“1.2.1”对啤酒酵母CBR－3120发酵时间分别为12h，24h，36h，48h，60h，72h，84h，96h的发酵液采样，通过方法“1.2.2”对发酵液进行蒸馏得到酒体，通过气相色谱仪对发酵液中的杂醇油进行分析，主要关注杂醇油中异戊醇、异丁醇、正丁醇的含量.

通过表2，可以看出啤酒中含量较多的醇类是乙醇，高级醇中异戊醇、异丁醇、正丁醇的含量较多.由于啤酒的风味物质主要来源于原料和发酵过程中酵母的代谢，其中异戊醇、异丁醇是影响啤酒质量的主要杂醇油类［9］.这些物质在一定的含量范围内可以赋予啤酒特殊的风味，但含量过高会对啤酒风味造成不良的影响，因此在发酵过程中应该主要关注以上三种高级醇的含量.

表2 时间对发酵液中杂醇油种类及含量的影响

在不同的发酵时间，风味物质含量是有所差异的.酒体中乙醇的含量随着发酵时间的延长升高很快，在发酵84h时达到峰值，而其他几种高级醇在发酵过程中，含量远远低于乙醇含量，其中异戊醇的含量相对较高，在发酵84h达到48 mg／l，异丁醇和正丁醇含量相差不大，说明异戊醇是导致酒体中杂醇油升高的主要因素之一，因此在生产过程中控制异戊醇的生成尤为必要.

3 结论与讨论

通过对啤酒酵母CBR－3120的发酵性能测定及发酵过程中杂醇油种类和含量的分析，得到发酵60h内菌体密度呈直线上升状态，发酵液絮凝程度良好，菌体致死率较低，在吸光度为600nm处吸收值为3.6，菌体密度达到最大值.经过气相色谱仪对酒体中成分的分析，乙醇的含量随着发酵时间的延长升高很快，在发酵84h时达到峰值，异戊醇的含量相对较高，在发酵84h达到48 mg／l，异丁醇和正丁醇含量相差不大.因此，异戊醇是决定啤酒风味的重要物质之一.

［1］王宇.气相色谱法测定酒中甲醇、杂醇油含量［J］.现代预防医学，2010，（1）：90－92.

［2］王冬，云霞，徐冬.啤酒中杂醇油的气相色谱分析［J］.安徽农业科学，2007，（35）：76－77.

［3］钟秋娟.紫外可见分光光度法测啤酒中杂醇油［J］.酿酒科技，2000，（6）：50－52.

［4］张海容，任晶，陈金娥，等.紫外分光光度法测定啤酒中α－酸的含量［J］.分析科学学报，2010，（10）：24－25.

［5］李建武，余端元，袁明秀.生物化学实验原理和方法［M］.北京：北京大学出版社，1994.

［6］刘红河，黎源倩，孙成均.顶空固相微萃取－气相色谱法测定酒中的甲醇和杂醇油［J］.色谱，2002，（1）：35－36.

［7］王志沛.啤酒中挥发性风味物质的分析及风味品评［J］.酿酒科技，2001，（4）：22－24.

［8］杨小兰，罗正明，胡仕屏，等.降低高浓啤酒发酵中高级醇含量的研究［J］.食品科学，2011，（9）：188－192.

［9］俞志敏，赵谋明，赵海峰，等.啤酒高浓酿造对酵母代谢影响的研究进展［J］.食品与发酵工业，2009，（10）：108－112.

（责任编校：晴川）

Fermentation Properties of Saccharomyces cerevisiae CBR－3120 and Analysis of Flavor Compounds

SUN Xiaolu，ZHANG Xinhong，WANG Mingyue
（School of Biochemical Engineering，Fuyang Vocational－Technical Institute，Fuyang Anhui236031，China）

This research conducts an experiment on the fermentation of Saccharomyces cerevisiae CBR－3120.With the extension of the fermentation time，the study determines the basic properties of fermentation and the amount of yeasts generated in the experiment.Results show that the fermentation achieves the highest level after the yeast growing 60h，and the absorbance value reaches 3.6.Then，with gas chromatograph to analyze the contentof fusel oil in fermentation，it is indicated that isoamyl alcohol，isobutylalcohol，n－butyl alcohol content is relatively high，and the contentof isoamylalcohol arrives at themaximum levelof48mg／L after72h fermentation.

Saccharomyces cerevisiae CBR－3120；fermentation；gas chromatography；fusel oil

TQ92

A

1008－4681（2014）05－0020－03

2014－06－06

安徽阜阳职业技术学院自然科学研究项目（批准号：2012JKYXM01）；安徽省高等学校自然科学研究项目（批准号：KJ2012B140）；安徽省教育厅质量工程项目（批准号：20101336、20101338）；安徽省高等学校优秀青年人才基金重点项目（批准号：2013SQRL137ZD）.

孙晓璐（1981－），女，安徽太和人，阜阳职业技术学院生化工程学院讲师，硕士.研究方向：微生物技术.