贺兰山东麓葡萄酒产区酵母生物多样性研究进展

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  摘要 宁夏贺兰山东麓葡萄酒产区是我国著名的葡萄酒产区之一,具有丰富的酵母菌资源。探明贺兰山东麓产区葡萄酒酵母菌的多样性,对贺兰山东麓产区酵母生物多样性研究进行了综合阐述,为选育具有本土特色的优良酵母菌、改善葡萄酒品质、生产具有地域特色的葡萄酒产品提供研究基础。
  关键词 贺兰山东麓葡萄酒产区;酵母菌;生物多样性
  中图分类号 Q939.99 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2016)22-0253-02
  Abstract East Helan Mountain area in Ningxia is one of the most famous wine production regions of China,which has rich resources of saccharomycetes.The paper detected the diversity of saccharomycetes in the wine production region in eastern Helan Mountain area and made comprehensive review of the biodiversity of the yeasts,which would lay a solid basis for cultivating high-quality local saccharomycetes,improving the quality of wine,and producing wine with local characteristics.
  Key words wine production region in eastern Helan Mountain area;yeast;biodiversity
  贺兰山东麓葡萄酒产区位于东经105°45′39″~106°27′35″,北纬37°43′0″~39°5′3″,处于中温带干旱气候区,属典型大陆性气候,而且有贺兰山屏障于西,黄河流经其东。该地区的气候、降水、光照以及土壤条件甚至优于一些世界著名的酿酒葡萄产区,是全国第3个获得国家原产地域产品保护的葡萄酒产区,宁夏贺兰山东麓葡萄酒产区现已成为国内外公认的最适宜种植优质酿酒葡萄的“黄金地带”,是中国最佳酿酒葡萄栽培地区之一,在全国酿酒葡萄产业中具有重要的地位[1]。
  葡萄酒的发酵是一个非常复杂的微生物学过程,其中酵母菌是此过程中生物体系里最为重要的微生物菌群[2]。酵母菌的性能不但對葡萄酒产量、品质以及经济价值和生产管理均有着较大影响,同时也对葡萄酒产品的自身风格具有至关重要的影响[3]。为获得优质的葡萄酒,发挥独具特色的葡萄品种的优良品质,所选用的酿酒酵母菌种十分重要,优良酿酒酵母菌种是葡萄酒品质的重要保证[4]。现如今商业酵母的广泛使用,使葡萄酒产区风格特征不明显,产品同质化严重。而本土酵母已适应本地微环境,在葡萄酒的发酵过程中容易起主导作用,更重要的是,使用本土酵母可以使酿造出葡萄酒带有产区特色,从而避免国内葡萄酒风格的单一[5]。从20世纪90年代起,欧洲一些主要生产葡萄酒的国家已经开始对本土特色酵母菌的多样性展开了研究。本文参考前人研究成果,对于贺兰山东麓酿酒葡萄酵母生物多样性的研究作出综合阐述。
  1 贺兰山东麓葡萄酒产区酵母多样性调查
  1.1 贺兰山东麓葡萄酒产区酵母研究过程
  宁夏葡萄酒从20世纪80年代在玉泉营农场开始起步,90年代迅速发展。现如今葡萄产业已作为宁夏区域六大特色产业之一,得到了政府的高度重视[6]。贺兰山东麓葡萄酒产区优越的生产酿酒葡萄条件使宁夏葡萄酒有着其他产区无可代替的地位。随着宁夏葡萄酒的逐年发展,与宁夏葡萄酒相关的研究同时开展起来,由于酵母菌对于葡萄酒的酿造起着重要的作用,因此对于酵母菌的多样性的研究是重中之重。
  2006年,刘爱国[7]将采集于贺兰山东麓葡萄酒产区的银广夏三基地葡萄园、西夏王陵葡萄园、玉泉营农场葡萄园的酵母菌进行分离筛选,共收集到贺兰山东麓葡萄酿酒酵母菌株552株,通过细胞和菌落形态观察、WL营养培养基聚类分析,结合26S rDNA D1/D2和5.8S-ITS区序列分析,对分离筛选出的酵母菌进行分子鉴定,共鉴定出葡萄酒相关酵母8屬10种,分别为伊萨酵母属(Issatchenkia):Issatche-nkiaorientalis;有孢汉逊酵母属(Hanseniaspora):Hanseniasp-oravineae、Hanseniasperauvarum、Hanseniasporaoccidentalis;酿酒酵母属(Saccharomyces):Saccharomyces cerevisiae;假丝酵母属(Candida):Candida zemplinina;毕赤酵母属(Pichia):Pi-chiakluyveri;隐球酵母属(Cryptococcus):Cryptococcus mag-nus;梅奇酵母属(Metschnikowia):Metschnikowiapulcherrima;接合酵母属(Zygosaccharomyces):Zygosaccharomycesbailii。
  2006年,王 慧等[8]通过对贺兰山东麓酿酒葡萄产区采集得到葡萄果粒或压榨汁分离相关酵母菌株,形态学特征将分离菌株归类,选出每类中的代表性菌株对其进行26S rDNA D1/D2基因扩增及测序,共鉴定出相关酵母10属19种,分别为伊萨酵母属(Issatchenkia):Issatchenkiaorientalis、Issatchenkiaterricola;有孢汉逊酵母属(Hanseniaspora):Han-seniasporavineae、Hanseniasperauvarum、Hanseniasperaclermo-ntiae、Hanseniasperaguilliermindii;酿酒酵母属(Saccharom-yces):Saccharomyces cerevisiae;红酵母属(Rhodotorula):Rhodotorulamucilaginosa;假丝酵母属(Candida):Candida tro-picalis、Candida stellate、Candida ethanolica、Candida atmospa-erica;毕赤酵母属(Pichia):Pichiaguilliermondii、Pichiagalei-formi、Pichiafermentans;德巴利酵母属(Debaryomyces):De-baryomyceshansenii;隐球酵母属(Cryptococcus):Cryptococcus laurentii;梅奇酵母属(Metschnikowia):Metschnikowiapulche-rrima;有孢圆酵母属(Torulaspora):Torulasporadelbrueekii。   2007年,王国平[9]从宁夏青铜峡御马葡萄酒有限公司葡萄基地的烟73、神索、梅鹿辄、雷司令、黑比诺、赛美蓉、蛇龙珠、赤霞珠品种的自然发酵醪分离筛选到葡萄酿酒酵母菌712株,通过WL培养基聚类分析以及26S r DNA D1/D2区序列分析,共鉴定出葡萄酒相关酵母菌5属7种,分别为有孢汉逊酵母属(Hanseniaspora):Hanseniasperauvarum;毕赤酵母属(Pichia):Pichiakluyveri;酿酒酵母属(Saccharomyces):Sacch-aromyces cerevisiae、Saccharomyces pastorianus;假丝酵母属(Candida):Candida zemplinina;梅奇酵母属(Metschn-ikowia):Metschnikowiapulcherrima、Metschnikowiaaff.Fructicola。
  2009年,宋育阳[10]从宁夏贺兰山葡萄酒厂的神索、蛇龙珠、黑比诺、梅鹿辄品种的自然发酵醪分离筛选到葡萄酿酒酵母菌425株,通过WL培养基聚类分析以及26S rDNA D1/D2区序列分析,共鉴定出葡萄酒相关酵母菌5属5种,分别为有孢汉逊酵母属(Hanseniaspora):Hanseniasperau-varum;酿酒酵母属(Saccharomyces):Saccharomyces cerevi-siae;假丝酵母属(Candida):Candida zemplinina;毕赤酵母属(Pichia):Pichiakluyveri;伊萨酵母属(Issatchenkia):Issatche-nkiaorientalis。
  2013年,张春芝等[11]通过对贺兰山东麓葡萄酒产区的玉泉营、青铜峡、西夏区、大武口4个地区的葡萄园中分离筛选相关酵母菌株,共收集到葡萄酒相关酵母菌株729株,通过显微镜摄像技术和利用WL培养基对酵母菌株进行分类与鉴定,共鉴定出16个酵母类型,14种(其中两种类型无法经过形态学確认酵母菌种属)。分别为伊萨酵母属(Issat-chenkia):Issatchenkiaorientalis;有孢汉逊酵母属(Hansenias-pora):Hanseniasporavineae、Hanseniasperauvarum;假丝酵母属(Candida):Candida species;裂殖酵母属(Schizosaccharo-myces):Schizosaccharomycespombe;毕赤酵母属(Pichia):Pi-chiakluyveri、Pichiamembranefaciens;隐球酵母属(Cryptococ-cus):Cryptococcus magnus;红酵母属(Rhodotorula):Rhodu-torula;梅奇酵母属(Metschnikowia):Metschnikowiapulcher-rima;釀酒酵母属(Saccharomyces):Saccharomyces cerevisiae、Saccharomyces pastorianus;有孢圆酵母属(Torulaspora):Tor-ulasporadelbrueekii;酒香酵母属(Brettanomyces):Brettanom-ycesintermedius。
  1.2 贺兰山东麓葡萄酒产区丰富的菌种资源
  通过对贺兰山东麓葡萄酒产区酵母多样性调查结果的总结,贺兰山东麓产区的酵母菌的菌种种类见表1。
  由表1可知,贺兰山东麓产区酵母资源至少13属31种,其中假丝酵母属、有孢汉逊酵母属、毕赤酵母属种类最为丰富,接合酵母属、有孢圆酵母属、裂殖酵母属、德巴利酵母属、酒香酵母属只有1种。
  1.3 贺兰山东麓葡萄酒产区与我国各产区酵母资源的比较
  根据姜凯凯等[12]的研究表明,胶东半岛葡萄酒相关酵母酵母资源至少为10属24种,河北昌黎筛葡萄酒相关酵母资源至少为6属9种,河北沙城葡萄酒相关酵母资源至少为10属18种,甘肃河西走廊葡萄酒相关酵母资源至少为12属33种,新疆天山北麓葡萄酒相关酵母资源至少为7属13种,云南产区葡萄酒相关酵母资源至少为9属13种,东北产区葡萄酒相关酵母资源至少为5属6种。贺兰山东麓葡萄酒产区酵母菌属(种)与其他葡萄酒产区数量对比如图1所示。
  2 结语
  贺兰山东麓葡萄酒产区酵母资源至少有13属31种。本产区葡萄酒酵母资源与国内其他产区相比,属占全国比例的81.3%,为比例最高的产区;种占全国比例56.4%,仅次于甘肃河西走廊葡萄酒产区。由此可见,贺兰山东麓葡萄酒产区酵母生物多样性高,具有很大的发展潜力。
  酵母菌对葡萄酒发酵有着巨大影响,虽然商业酵母能够使酿酒葡萄发酵得更为完全,但由于酵母是无性繁殖,人工培养的酵母就会带有同样的生理特征,长期使用单一的商业酵母会使葡萄酒的口味同质化严重,导致葡萄酒缺乏典型的地域特征。研究贺兰山东麓葡萄酒产区酵母生物多样性,寻找完美适应当地环境的酵母,或将本地特色的野生酵母加以驯化,对于展现贺兰山东麓葡萄酒产区的风土特征具有重大意义。
  总之,要充分利用贺兰山东麓葡萄酒产区的各种资源,发掘出具有当地特色的酵母菌种,积极开展本土酵母资源的调查,同时也要把酵母菌种的调查研究运用于实际生产中,这对于生产具有产区特色的酵母菌种质、研发具有地域特征葡萄酒、发展宁夏本土特色经济意义重大。
  3 参考文献
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  [8] 王慧,张立强,刘天明.葡萄果粒表皮酵母菌多样性研究[J].微生物学通报,2008,35 (1):10-14.
  [9] 王国平.宁夏御马葡萄酒厂酵母菌的鉴定及发酵动态变化研究[D].杨凌:西北农林科技大学,2009.
  [10] 宋育阳.宁夏贺兰山葡萄酒厂酵母菌的鉴定及多样性研究[D].杨凌:西北农林科技大学,2009.
  [11] 张春芝,莫寅斌.宁夏产区酿酒葡萄酵母菌初步分类鉴定及多样性研究[J].中国酿造,2014,33(10):49-54.
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