富硒酵母对蓝莓酒发酵过程中理化性质和风味的影响

2025-01-24牟穰张立芳唐术英吴齐越

安徽农学通报 2025年1期

关键词：发酵

摘要" 为分析富硒酵母对蓝莓酒发酵过程中理化性质和风味的影响，采用外源供硒方式，测定AG1、AG2和LM等4种酵母的富集硒元素能力，筛选出富硒效果最佳的酵母进行蓝莓酒发酵，并对发酵过程中的发酵液氨基酸态氮、总酸和pH等理化指标与主要风味物质进行测定。结果表明，AG2（15"mg/L）的富硒效果最佳；其在蓝莓酒发酵过程中，蓝莓酒液的氨基酸态氮和总酸含量呈上升趋势，在发酵第20天的含量最高，分别为6.2和7.6"g/L；pH先缓慢下降，后趋于稳定；发酵初期（2～6"d）蓝莓酒中的还原糖含量急速下降，后趋于稳定；随着发酵时间的延长，发酵液中酒精度呈先增加后不变的趋势，在第10天酒精度值最大，为13.8 %vol。接种该酵母的蓝莓酒与普通酵母发酵的主要风味物质种类和相对含量上既有相似之处，也存在一定差异，二者均以异戊醇、苯乙醇、2-甲基-1-丁醇和2，3-丁二醇等物质发挥风味。本研究为蓝莓酒富硒机理的深度研究提供参考。

关键词" 蓝莓酒；发酵；富硒酵母；风味物质

中图分类号" TS262.7"""""" 文献标识码" A"""""" 文章编号" 1007-7731（2025）01-0108-05

DOI号" 10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2025.01.021

Effects of selenium-rich yeast on physicochemical properties and flavor of blueberry wine during fermentation

Abstract" To analyze the effect of selenium-rich yeast on the physicochemical properties and flavor of blueberry wine during fermentation， an exogenous selenium supply method was used to determine the selenium enrichment ability of 4 types of yeast， such as AG1， AG2， and LM. The yeast with the best selenium enrichment effect was selected for blueberry wine fermentation， and the physicochemical indicators such as amino acid nitrogen， total acid， and pH of the fermentation broth were measured along with the main flavor compounds during the fermentation process. The results showed that AG2 （15 mg/L） had the best selenium enrichment effect， during the fermentation of blueberry wine， the contents of amino acid nitrogen and total acid in blueberry wine increased， and the highest contents were 6.2 and 7.6 g/L on the 20th day of fermentation， respectively; pH decreased slowly at first and then tended to be stable; at the initial stage of fermentation （2-6 d）， the reducing sugar content in blueberry wine decreased rapidly， and then became stable. With the extension of fermentation time， the alcohol content of fermented liquor increased first and then remained unchanged， and the highest alcohol content was 13.8 %vol on the 10th day. There were some similarities and differences in the types and relative contents of the main flavor substances in the fermentation of blueberry wine inoculated with the yeast. Both of them used isoamyl alcohol， phenyl ethanol， 2-methyl-1-butanol， and 2， 3-butanediol to exert flavor. The results provide references for further research on the mechanism of selenium enrichment in blueberry wine.

Keywords" blueberry wine; fermentation; selenium-rich yeast; flavor substances

蓝莓果实营养丰富，富含花青素、糖类、氨基酸和矿物质等功能性成分，经发酵而成的果酒具有保健功能[1]。阳志锐等[2]研究表明，蓝莓富含的多酚、单宁和维生素等营养成分经发酵后可转移到蓝莓果酒中，酒液中的黄酮、多酚等物质一定程度上增强了其抗氧化功能。硒元素对人体具有重要的生理功能，人体主要依靠食物摄入硒，缺硒会导致人体免疫力下降，可能出现各种疾病[3]。富硒酵母是在酵母的作用下，经转化作用形成的有机硒，近年来被广泛应用，以调节动植物生长及品质。赵小翠等[4]研究发现，适当添加富硒酵母明显提高仔猪的生长性能和断奶仔猪血清生化指标，以添加量0.2 mg/kg效果较优。焦亚宁[5]研究发现，富硒酵母处理后的平邑甜茶植株硒含量、叶片光合性能以及抗氧化酶活性较对照明显提高，促进了根系发育，有利于植株生长。雷娟娟等[6]研究表明，在薏米酒醪中添加富硒酵母，不仅可使酒醪硒元素含量上升，还能提高其体外抗氧化活性，提升酒醪品质。

本试验采用添加外源性无机硒方法筛选出富集硒元素较强的酵母，利用该富硒能力较强的酵母进行蓝莓酒发酵，测定其发酵过程中的发酵液氨基酸态氮、总酸和pH等理化指标与主要风味物质，为蓝莓酒富硒机理的深度研究提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料与试剂

新鲜蓝莓果，购自贵州凯里；酵母（食品级）AG1和AG2，购自安琪酵母股份有限公司，LM和DBL购自丹宝利酵母有限公司，经分离纯化后保存于实验室；半干型蓝莓酒（LX），550"mL/瓶，市售；无机硒元素标准溶液（1 000"μg/mL），购自国家有色金属及电子材料分析测试中心（批号：GSB 04-1751-2004）；PDA培养基，购自青岛海博生物技术有限公司。

1.2 试验仪器

PHS-3C型pH计，上海仪电；HHS-11-6型电热恒温水浴锅、BPX-162型电热恒温培养箱和YXQ-100G型立式压力蒸汽灭菌器，上海博迅；NBL 254i电子天平，艾德姆衡器（武汉）有限公司；MASTER-40高通量微波消解仪，上海新仪；LNB16000G-L台式高速离心机，上海皓庄；酒精计，河间振岩；GCMS-QP2020气相色谱质谱仪，日本岛津；LC-AFS-9600液相色谱-原子荧光联用仪，北京海光。

1.3 试验方法

1.3.1 蓝莓酒酿造工艺参考文献[7]，通过蓝莓鲜果→破碎→果胶酶水浴→调浆（添加一定比例水、白砂糖和焦亚硫酸钾）→接种→主发酵（28"℃，8"d）→后发酵（15"℃，12"d）→过滤→杀菌→灌装→成品等工序进行蓝莓酒酿造。

1.3.2 富硒酵母筛选利用PDA液体培养基对酵母进行活化，将4种酵母分别接种于100"mL三角瓶中，于28"℃下培养48"h后得到第1代活化的菌液，按照3%（v/v）的接种量进行第2代扩繁，选择第2代的活化酵母进行富硒酵母筛选。用无菌水配制硒溶液并添加到培养基中，使培养基中的总硒浓度分别为5、10、15、20、30和40"mg/L，培养时间48"h，观察酵母生长情况。培养结束后将酵母菌液于6 000 r/min下离心8"min，收集菌体，用无菌水洗涤3次，再于105"℃烘箱中烘干至恒重，参考文献[8]的氢化物原子荧光光谱法测定菌体中总硒的含量。

1.3.3 蓝莓酒常规理化指标测定发酵液中氨基酸态氮、总酸和pH采用pH计法测定[9]；酒液中残留的还原糖含量采用斐林试剂滴定法测定[10]；酒液酒精度用蒸馏法测定[10]。

1.3.4 主要挥发性风味物质测定选取富硒能力最好的酵母进行蓝莓酒发酵，发酵液经过滤后和市售蓝莓酒进行风味物质测定比对[11]。取20"mL样品，用100"mL二氯甲烷分3次萃取，合并有机相，浓缩至5"mL后，用无水硫酸钠脱水，过0.22 μm滤膜后，利用气相色谱质谱联用仪（GC-MS）分析，用面积归一法计算各成分的相对含量。

1.4 数据分析

采用Origin 8.5软件对数据进行分析。

2 结果与分析

2.1 不同酵母对硒元素的富集能力比较

由图1可知，随着培养基中硒浓度的升高，酵母细胞中硒含量呈先增加后缓慢下降的趋势。在硒添加浓度为15"mg/L时，4种酵母的富硒能力均最大，其中AG2细胞中硒含量达1.24"mg/g；培养基中硒添加浓度超过最适量后，酵母细胞富集硒的能力逐渐下降，同时发现酵母发酵时产气能力有所下降，可能是高浓度的金属元素导致酵母细胞生长受到抑制[12]。表明酵母培养基中添加的硒浓度为15"mg/L时，酵母富硒能力最佳，后续试验选取酵母AG2进行蓝莓酒发酵，且硒添加浓度为15"mg/L。

2.2 蓝莓酒发酵过程中理化性质的变化

2.2.1 氨基酸态氮、总酸和pH 由图2可知，发酵过程中，蓝莓酒液的氨基酸态氮和总酸含量总体呈上升趋势，在发酵第20天时含量最高，分别为6.2和7.6"g/L。在发酵6 d后，氨基酸态氮含量持续增长，表明发酵后期酵母活性下降，可能存在胞裂并释放出蛋白质类物质；总酸含量上升速度变缓。pH在发酵前期呈缓慢下降趋势，后趋于稳定，发酵8 d后基本保持不变，说明低温降低了酵母活性，影响其产二氧化氮的能力[13]。表明发酵20"d有利于蓝莓酒中氨基酸态氮和总酸含量上升。

2.2.2 还原糖由图3可知，发酵初期（2～6"d）蓝莓酒中的还原糖含量急速下降，酵母在此阶段大量生长，消耗糖类。在发酵第6天，发酵液中残留的还原糖含量下降趋势减缓，10 d后基本趋于稳定。8 d后属于后发酵阶段，发酵温度下降，导致酵母活性降低，这说明酵母在低温后发酵阶段几乎不再消耗还原糖。

2.2.3 酒精度由图4可知，随着发酵时间的延长，发酵液中酒精度呈先增加后不变的趋势，在发酵第10天酒精度达到最大，为13.8 %vol，这与还原糖检测结果相呼应。酵母利用还原糖产生酒精，使得还原糖含量下降而酒精度升高，说明蓝莓酒中的酒精主要是在温度较高的发酵前期产生[14]。

2.3 蓝莓酒发酵过程中主要风味物质的变化

将蓝莓酒AG2发酵液和市售的蓝莓酒LX中主要风味物质进行对比，通过GC-MS的NIST谱库进行检索，共鉴定出42种化合物，具体种类如表1所示。由表1可知，两者风味物质种类和相对含量存在一定差异，AG2检测出的化合物有30种，LX有37种，共有的化合物有25种。两种酵母酿造的蓝莓酒主要风味物质在种类和相对含量上有相似之处，含量较高的均为异戊醇、苯乙醇、2-甲基-1-丁醇和2，3-丁二醇等高级醇类物质，总相对含量占风味物质总含量50%以上。高级醇主要通过酵母菌的氨基酸分解代谢途径合成，赋予酒液特殊香气，是发酵香气物质中含量最高的组分[15]。香气物质中异戊醇和苯乙醇含量较高，是蓝莓酒中主要的特征香气组分[11]。表明蓝莓酒发酵过程中产生的大部分芳香化合物种类较为相似，但不同酵母之间也存在独特的香气物质，如丁三醇、丁内酯、丙二醇甲醚醋酸酯和苯甲醇等。

3 结论与讨论

本试验采用外源性硒添加的方式筛选富硒能力较强的酿酒酵母，将筛选出的酵母接种到蓝莓发酵液中，检测其氨基酸态氮、总酸和pH以及还原糖和酒精度等理化指标和主要风味物质，分析富硒酵母对蓝莓酒发酵过程中品质的影响。结果表明，酵母AG2富集硒元素的能力较强，以硒添加量15"mg/L时富集硒元素的能力较好。

选择AG2进行蓝莓酒发酵，发酵过程中的氨基酸态氮、总酸含量整体呈上升趋势，pH在发酵前期呈缓慢下降趋势，后趋于稳定。雷娟娟等[6]研究发现，接种富硒酿酒酵母的薏米酒醪pH先快速下降，后趋于稳定，本研究结果与此一致。发酵初期（2～6"d）蓝莓酒中的还原糖含量急速下降，后趋于稳定。贺莹等[16]研究表明，富硒酵母对草莓酒还原糖含量的影响为先增加后降低，之后趋于稳定。本试验结果与此结果存在差异，可能与选择的酵母种类不同有关。随着发酵时间的延长，发酵液中酒精度呈先增加后不变趋势，与雷娟娟等[6]研究结果有相似之处。各项理化指标在发酵前后变化明显，说明酵母会影响蓝莓酒液中的微生物活性。用AG2酿造的蓝莓酒和市售蓝莓酒共鉴定出42种化合物，两者在风味物质种类、相对含量以及特征风味物质上具有一定的相似性，也存在一定差异，均以异戊醇、苯乙醇、2-甲基-1-丁醇和2，3-丁二醇等物质发挥风味。

综上，酵母AG2（15"mg/L）富集硒元素的能力较强，其在发酵过程中，蓝莓酒液的氨基酸态氮、总酸含量呈上升趋势；在发酵前期，pH呈缓慢下降趋势，后期趋于稳定；蓝莓酒液中的还原糖含量与pH变化趋势相似；该酵母与市售蓝莓酒的主要风味物质存在差异，均以异戊醇、苯乙醇、2-甲基-1-丁醇和2，3-丁二醇等物质发挥风味。本研究为蓝莓酒工业化发酵提供参考。

参考文献

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[5] 焦亚宁. 富硒酵母对平邑甜茶幼苗生长及抗旱性的影响[D]. 泰安：山东农业大学，2024.

[6] 雷娟娟，梁玲，黄钦耿. 富硒酵母对薏米酒醪品质的影响[J]. 食品与机械，2023，39（12）：179-184.

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