非酿酒酵母与葡萄汁酵母在玫瑰香葡萄酒中混合发酵的研究

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葡萄酒酿造一般使用酿酒酵母进行发酵,发酵结束后葡萄酒往往存在苹果酸含量过高导致口感酸涩不协调的问题,因此,葡萄酒发酵结束后一般采用苹果酸-乳酸发酵(MLF)的方式降解苹果酸。而MLF周期长,且存在诸多不稳定的因素。粟酒裂殖酵母(Schizosaccharomyces pombe)是一种非酿酒酵母,既具备良好的发酵性能,又能起到降酸、增色以及改善口感等效果,有潜力替代酿酒酵母或作为酿酒酵母的补充成为发酵葡萄酒的主体菌株。过去几年,许多研究者尝试使用不同粟酒裂殖酵母菌株对葡萄酒进行发酵,以期找到适合葡萄酒发酵的粟酒裂殖酵母菌株,但粟酒裂殖酵母单独发酵葡萄酒存在乙酸及其代谢产物过量的问题,导致葡萄酒品质下降,风味口感不协调。本课题利用课题组前期根据发酵动力学筛选出的粟酒裂殖酵母菌株,与课题组前期筛选出来发酵玫瑰香葡萄酒效果较好的葡萄汁酵母菌株(Saccharomyces uvarum,WY-1)和其他适合酿造葡萄酒的非酿酒酵母进行混菌发酵,旨在开发一种以粟酒裂殖酵母为主体菌株,适合发酵玫瑰香葡萄酒的混菌发酵方式。本课题涉及到以下几方面的研究:1、通过对15株粟酒裂殖酵母(本课题组前期根据发酵动力学筛选出的15株菌株)进行单独发酵,优选出粟酒裂殖酵母Sp-410菌株,利用该菌株单独发酵的玫瑰香葡萄酒各项指标均在正常范围之内,且苹果酸的降解率(97.98%)最强,色度值(1.26)最高,乙酸含量(0.18 g/L)和乙醛含量(48.46 mg/L)最低,乙酸乙酯的含量(5.67mg/L)和甘油含量(4.93 g/L)均在15株粟酒裂殖酵母中处于较高的水平。2、通过对比三种发酵温度和三种接菌量进行发酵试验,优选粟酒裂殖酵母Sp-410发酵玫瑰香葡萄的最适发酵温度为25℃,最适接菌量为5×10~6CFU/m L,此条件下苹果酸的降解能力(96.81%)最强,葡萄酒中主要酯类物质和醇类物质的含量范围均在正常范围之内。3、通过对粟Sp-410与WY-1进行8种不同接菌比例的实验发现,优选的Sp-410与WY-1的同时发酵比例为500:1,具备有效降解苹果酸的能力(96.70%),高级醇含量为正常范围内最低(218.69 mg/L),乙酸及其代谢产物的含量和葡萄酒的色泽均处于最佳水平;通过对接入Sp-410后间隔7个不同时间接入WY-1的实验发现,优选的Sp-410在间隔60 h后接入WY-1进行顺序发酵,具备有效的降解苹果酸能力,高级醇含量为正常范围内最低(149.44 mg/L),乙酸及其代谢物的含量和葡萄酒的色泽均处于较高水平。4、选出的Sp-410与WY-1的两种混合方式都存在葡萄酒整体香气淡薄的问题,因此,考虑添加其他功能性非酿酒酵母来弥补这个问题。通过对在葡萄酒发酵过程中表现较好的四种非酿酒酵母与Sp-410进行混菌发酵玫瑰香葡萄酒,优选出德尔布有孢圆酵母(Torulaspora delbrueckii,TD)与Sp-410混合发酵玫瑰香葡萄酒的苹果酸降解能力最强(92.37%),乙酸的代谢产物最低,高级醇的含量(214.32 mg/L)最高。5、对于(1)TD和Sp-410与WY-1按照500:1进行同时发酵,(2)先接入TD与Sp-410再间隔60 h接入WY-1进行顺序发酵,这两种发酵方式进行实验验证发现,对于玫瑰香葡萄酒的香气成分无显著性差异,对于色泽和甘油含量略有影响,但影响不大。本课题以粟酒裂殖酵母为主体菌株与其他功能性非酿酒酵母混菌对玫瑰香葡萄进行发酵,通过对比不同发酵菌株、不同发酵条件和不同混菌方式对葡萄酒风味的影响,首先,优选出一株粟酒裂殖酵母Sp-410;而后,优选出粟酒裂殖酵母发酵玫瑰香葡萄酒的最适发酵条件(温度为25℃,接菌量为5×10~6 CFU/m L);最后,优选出的最佳混菌方式是Sp-410与WY-1的混菌比例为500:1,最佳的顺序发酵间隔时间为60 h,最佳可以与Sp-410相互补充的非酿酒酵母为德尔布有孢圆酵母。本课题的研究结果既发挥了粟酒裂殖酵母发酵玫瑰香葡萄酒降苹果酸的能力,还减弱了由于粟酒裂殖酵母单独发酵产生乙酸及其代谢产物过量对葡萄酒造成的不利影响,与功能性非酿酒酵母的混菌发酵方式还增加了葡萄酒的整体香气成分。本研究提供了以粟酒裂殖酵母为主体菌株发酵玫瑰香葡萄酒的混菌发酵方案,有利于促进利用粟酒裂殖酵母酿造优质葡萄酒的发展。
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