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枇杷园中酿酒酵母的筛选、分离及鉴定

2022-04-27朱安妮白菊红谢印成李丽娟

食品安全导刊 2022年36期
关键词:产气枇杷活菌

朱安妮,康 琳,白菊红,谢印成,李丽娟

(成都农业科技职业学院,四川 成都 611130)

枇杷(Loquat)在我国已有2 000多年的种植历史,我国作为枇杷最大生产国,种植面积约17 万hm2,年产量约为100 万t。枇杷作为药食同源的水果,口感较好,具有润肺、养肺、祛痰作用,以此为原料开发的枇杷酒具有高附加值。枇杷酒的生产菌种主要为酿酒酵母,但现有文献表明,市售酿酒酵母对于枇杷酸度利用率低,存在发酵力不足等问题。因此,从枇杷中分离筛选出起酵快、发酵强、风味佳的专用酿酒酵母是非常有必要的。本研究利用微生物分离鉴定法,从枇杷原料及枇杷果园土壤中筛选功能性好、质量高的酿酒酵母,进行菌种发酵力测定,最终筛选出1 ~2 株最佳酿酒酵母用于后续产品加工。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

枇杷、枇杷叶、土壤,均采集于成都简阳武庙镇团堡村枇杷种植基地。

YPD 培养基、TTC 培养基等生化试剂,杭州微生物试剂有限公司;琼脂粉,青岛海博;其他试剂均为国产分析纯。

1.2 仪器与设备

SWCJ1F 洁净工作台,苏州安泰空气技术有限公司;MVS-83 立式压力蒸汽灭菌锅,松下冷链(大连)有限公司;LRH-250 生化培养箱,上海一恒科学仪器有限公司;SPH-200D 超凡型小容量恒温培养摇床,上海世平实验设备有限公司;PHS-25 pH 计,上海雷磁有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 酿酒酵母的分离、纯化

对章之柱等[1]的方法进行改良,称取一定量的样品(枇杷、枇杷叶、土壤)于无菌试剂瓶中,稀释成不同质量浓度的悬浮液,涂布在酵母浸出粉胨葡萄糖培养基(Yeast Extract Peptone Dextrose,YPD),28 ℃培养72 h,根据菌落的形态和颜色进行初步筛选,对所得的酵母菌进行编号和保藏[2-3]。

1.3.2 酿酒酵母筛选

参考吴卓凡等[4]的方法,利用TTC 培养基培养酿酒酵母,典型的酿酒酵母表面有光泽、易挑取[5],在TTC 平板上显红色[6],根据上述特征筛选出有产酒精能力的酿酒酵母。将筛选出的酿酒酵母,按照5%量接入装有YPD 的杜氏小管中,28 ℃培养8 h,期间隔2 h 观察各菌株的产气量,记录初筛酵母菌株的起酵时间、产气速度,筛选出起酵快、产气良好的菌株。

1.3.3 酿酒酵母发酵特性研究

(1)酿酒酵母高糖耐受测定。以葡萄糖为原料调节16°Bé、18°Bé、20°Bé、22°Bé 的YPD 培养基,5%接种量接种待测酿酒酵母,在28 ℃、150 r·min-1条件下培养30 h,对比各菌株在不同葡萄糖浓度中的活菌数[7]。

(2)酿酒酵母酸度耐受性能测定。取菌悬液,按5%接种量接种于无菌YPD 中,调节培养基的pH 值为1.6、1.8、2.0、2.2, 在28 ℃、150 r·min-1培养 30 h,对比各菌株在不同pH 溶液中的活菌数。

(3)乙醇耐受性能测定。取菌悬液,按5%接种量接种在无水乙醇体积分数分别为10%、12%、14%、16%的YPD 培养基中,在28 ℃、150 r·min-1培养30 h,对比各菌株在不同酒精浓度中的活菌数。

2 结果与分析

2.1 酿酒酵母分离与筛选

通过YPD 培养基分离筛选后,涂布浓度为10-4的平板,约有100 ~150 个单菌落,绝大部分单菌落在TTC 培养基上显色良好,呈红色,单菌落数约为85%,将初筛的菌株全部用甘油保菌,-20 ℃保存。

从枇杷及土壤中共筛选出83 株酿酒酵母,编号P1 ~83,接种YPD 杜氏小管后观察产气情况,单菌落产气情况如表1。筛选的菌种中,约有3 株酵母菌株产气快,产气最快的8 h 开始,12 h 以内产满整个杜氏小管,约有23 株酿酒酵母培养18 h 以上未产气,其他大部分的菌株在12 ~18 h 内产气,约为60 株,其中7 株酿酒酵母12 h 内产气量超过杜式小管90%。由此,筛选出7 株发酵良好、起酵快的酵母菌株,6 株来源于枇杷果实,1 株来源于枇杷果园,可见自然发酵后发酵能力强的菌株大致得到富集,将分离筛选的7 株酿酒酵母菌株进行发酵特性鉴定,7 株菌株分别命名为PP1 ~PP6、TR1。

表1 酿酒酵母杜氏小管发酵筛选结果

2.2 酿酒酵母发酵特性

2.2.1 酿酒酵母高糖耐受测定

果酒发酵需要调整发酵果汁的甜度,但糖类会增加环境的渗透压,从而抑制酵母的生长,因此应筛选出耐高糖的酿酒酵母。本实验中对比各菌株在糖度16°Bé、18°Bé、20°Bé、22°Bé 的活菌数, 图1结果显示,PP1、PP4、PP5、PP6、TR1 这5 株酿酒酵母的耐受能力相对较强,在4 个糖度梯度下的活菌数平均值差异小,糖耐受能力均较为优异,PP2、PP3 两株酿酒酵母在22°Bé 耐糖性能较弱。

图1 酿酒酵母在不同葡萄糖浓度下的活菌数

2.2.2 酿酒酵母高酸耐受性能测定

高酸条件可以抑制杂菌的生长,但不影响酿酒酵母的生长,因此,需要筛选出耐酸且风味良好的酿酒酵母。从图2 可以看出,7 株菌株对于pH 耐受性差异较大,PP2 耐pH 能力最差,仅在pH 大于2.0环境下生长;PP3 在pH 为1.6 环境中不生长,其他3 种pH 条件均能生长;PP1、TR1 在4 种pH 条件下均生长,但在pH 为1.6、1.8 的酒精浓度环境下菌株生长情况不佳;PP4、PP5、PP6 在4 种pH 环境下生长良好,但在pH 为1.6 环境活菌数略低于其他pH条件,具有一定的耐酸能力。

图2 酿酒酵母对不同pH 下活菌数

2.2.3 乙醇耐受性能测定

发酵酒的生产主要利用酿酒酵母在发酵过程中产生酒精制得,但高浓度的酒精会抑制酵母活性,因此本试验利用筛选出的7 株菌株在不同酒精浓度下培养,拟筛选出酒精耐受能力强的菌株。由图3 可以看出,7 株菌株对于酒精耐受性差异较大,PP2 耐酒精能力最差,仅在酒精浓度低于12%的环境生长,在14%、16%条件下不生长,PP3、PP6 和TR1 在4种酒精浓度条件下均生长,但在14%、16%的酒精浓度环境下菌株生长情况较其他酒精浓度弱,PP1、PP4、PP5 在4 种酒精浓度条件下生长良好,耐酒精能力突出。

图3 酿酒酵母不同酒精浓度下活菌数

3 结论

本实验从枇杷生产基地的土壤及果实分离、筛选、鉴定,最终获得1 ~2 株适用于枇杷果酒生产的专业酵母。通过培养基分离筛选出83 株酿酒酵母,通过产气试验淘汰产气不佳的76 株酿酒酵母,筛选出7 株起酵快、产气快的酿酒酵母,其中6 株来源于枇杷果实样品,1 株来源于枇杷土壤样品,分别编号PP1 ~PP6、TR1。7 株菌株经过高糖耐受试验、高酸耐受试验、酒精耐受试验发酵力试验验证,PP4、PP5 两株酿酒酵母耐糖性、耐酸性、耐酒精能力较强。筛选枇杷果酒生产专用菌株有利于发展枇杷发酵产品市场,具有较好的市场前景。在本实验基础上,后续将筛选出的2 株酿酒酵母应用在枇杷果酒的生产过程中,探索和优化枇杷酒的生产工艺,为枇杷果酒产品开发奠定理论基础。

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