浙江工商大学食品与生物工程学院的吴丹丽、李高磊、李余动*等人利用菌株的低产尿素及高级醇能力来筛选菌株,通过生理生化与分子手段鉴定菌株的分类地位,并在黄酒发酵模拟条件下比较菌株的发酵性能及黄酒成分,从而筛选出低产尿素和低产高级醇的优良菌株。本研究所筛选菌株的工业化应用有助于减少黄酒中EC和高级醇的含量,提高黄酒的品质。
1、酵母菌株产尿素能力比较
精氨酸利用检测培养基
在0~12 h中,各菌株对精氨酸的利用量基本一致且均非常少;在12~24 h中,菌株对精氨酸的利用量开始增加,发酵液中精氨酸的含量开始减少,其中以菌株IJ的利用量最大;在24~36 h中,菌株D2、IJ、N85发酵液中的精氨酸含量开始大幅度降低,但是菌株AW001、J-16-2发酵液中精氨酸含量降低程度相对较少;在36 h时,各菌株发酵液中精氨酸的含量呈现较大的差异性,其中以J-16-2发酵液中的含量最高,菌株IJ发酵液中的含量最低;在36~48 h中,菌株J-16-2的发酵液中精氨酸的含量大幅度降低,在48 h时,各菌株发酵液中精氨酸的含量差异较为明显,精氨酸含量由多至少依次为AW001、J-16-2、N85、D2、IJ,与尿素含量正好相反,此结果与尿素测定结果相一致。
尿素利用检测培养基
在添加尿素的培养基中菌株的生长速率由快至慢依次为IJ、D2、J-16-2、AW001、N85,当到达48 h时,菌株IJ、D2、J-16-2、AW001的OD600 nm值基本处于一致,而N85的OD600 nm值相对较低,说明菌株N85在尿素培养基中生长状况略差于菌株IJ、D2、J-16-2、AW001。菌株J-16-2最终发酵液中尿素含量最高,表明其对尿素的利用能力最差,随后依次是N85、D2、AW001、IJ,但5 个菌株间差异不显着。
2、精氨酸代谢基因CAR2拷贝数分析
其中AW001的CAR2基因拷贝数最多,而其在精氨酸培养基中的生长速率也最快,这一结果与文献报道一致,CAR2基因拷贝数越多对精氨酸利用能力越强。因此CAR2基因的拷贝数分析结果进一步说明AW001对精氨酸的利用能力较强。
3、黄酒发酵高级醇含量分析
本研究测定的醇类物质主要包括:3-甲基丁醇、2-甲基丁醇、正丁醇(刺激臭,带有涩味)、苯乙醇(似玫瑰香,持久性强,微带苦味),它们在黄酒中含量远高于其他挥发性醇类。通过比较不同酵母菌株发酵产生的挥发性醇类总量,菌株AW001及J-16-2发酵的黄酒样品中高级醇含量远低于其他的菌株,因此菌株AW001和J-16-2在此方面的发酵性能更优良。
4、黄酒发酵理化指标分析
菌株AW001以及J-16-2所发酵黄酒的乙醇体积分数比其他3 株菌均高,且此两株菌最终的总糖含量也较高,表明该两株菌的乙醇发酵能力更强,对糖类物质的利用率远大于其他3 株菌。GB/T 13662—2008中对各种类型黄酒中总酸的要求基本都在2.5~8.0 g/L之间,适量的酸对于黄酒的品质有积极的促进作用。
结 论
酿酒酵母菌株性能的优劣对于发酵酒的品质起到关键性作用。本研究对实验室已分离的5 株酵母菌株进行低产尿素以及高级醇筛选,随后进行菌株的鉴定及模拟黄酒发酵实验。在低产尿素实验中,菌株AW001和J-16-2利用精氨酸产生尿素的能力弱于菌株D2、IJ以及N85,因此能够有助于控制黄酒中EC的含量。另通过测定黄酒发酵样品中醇类物质的含量筛选出产高级醇较少的菌株AW001和J-16-2,有助于解决高级醇“上头”问题。综合实验室模拟黄酒发酵的各个指标数据,菌株AW001和J-16-2除产生的乙醇高于其他3 株菌外,其他指标也均符合国标要求。因此本研究筛选出性能较好的酵母菌株AW001和J-16-2将有进一步开发利用的价值。