宁夏银川产区葡萄酒优良酒酒球菌的筛选及其发酵性能的研究

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中国作为世界葡萄酒消费和生产大国,生产中使用的苹果酸-乳酸发酵剂主要依赖进口,目前市场上还没有本土葡萄酒乳酸菌发酵剂。筛选本土的优良酒酒球菌对丰富我国酒酒球菌菌种资源库、商业化生产应用具有重要作用。本研究从宁夏银川葡萄酒产区的葡萄酒样中分离鉴定酒酒球菌,筛选酿酒适应性良好、产β-D-葡萄糖苷酶活性高、抗冷冻干燥特性好的优良菌株,最后考察了优良菌株苹果酸-乳酸发酵的降酸速率,以及优良菌株进行苹果酸-乳酸发酵对葡萄酒香气的影响。主要结论如下:1.对分离自宁夏银川产区单品种干红葡萄酒的180株野生菌株,利用形态学鉴定、生理生化鉴定、分子生物学鉴定等方法进行菌株鉴定,其中22株菌株的16S rRNA序列在NCBI比对中相似度达99%,鉴定为酒酒球菌。2.同一产区不同树龄葡萄酿造葡萄酒中筛选得到的野生酒酒球菌之间存在亲缘进化关系。通过比对15株2009年和22株本试验筛选的宁夏银川产区野生酒酒球菌的16S rRNA序列,构建系统进化树,发现菌株之间存在一定亲缘进化关系,主要分为5个群组。3.22株野生酒酒球菌的酿酒适应性存在差异,环境胁迫压力越大,对菌株生长的抑制作用越强。对鉴定菌株的酿酒适应性(酒精、pH值、SO2)进行研究,结果表明,菌株144-46、120-30、144-53、118-24、120-28、120-41对葡萄酒胁迫环境的耐受性较好,可耐受14%(v/v)酒精、pH值3.0、SO2浓度60 mg/L的胁迫环境。4.不同野生酒酒球菌的冷冻干燥抗性不同。对以上6株葡萄酒胁迫因素耐受性好的酒酒球菌进行冷冻干燥抗性研究,得到冻干存活率高的优良菌株:120-28、144-53、118-24、144-46,其中120-28的存活率最高,比对照菌株SD-2a高16.84%。5.在ATB和模拟葡萄酒培养基环境下测定6株葡萄酒胁迫因素耐受性好的酒酒球菌产β-D-葡萄糖苷酶活性,对比高产糖苷酶的植物乳杆菌XJ-25,酒酒球菌144-46和120-30产β-D-葡萄糖苷酶活性分别比XJ-25高2.92μmol/(g·min)和1.83μmol/(g·min)。6.本研究利用筛选的优良菌株144-46进行小容器酿酒试验,表明菌株144-46具有良好的降酸能力,产香气物质能力,良好的苹果酸-乳酸发酵性能。酒酒球菌144-46启动苹果酸-乳酸发酵11天,能够完全降解酒中L-苹果酸2.23 g/L。对144-46发酵的葡萄酒香气物质进行GC-MS分析,结果显示,其挥发性香气化合物比其他处理更加丰富而优质,在酯类、高级醇类等发酵香气上表现更加突出,增加葡萄酒整体花香、果香的气味特征,具有生产应用的可行性。
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