一株可提升黄酒酯香风味酵母菌的筛选、鉴定及其应用

白永平,宁亚丽,辛少平,刘 科,肖彦迪

(海天醋业(广东)有限公司,广东佛山 528500)

摘 要:为改善传统黄酒新酒酯香不足的问题,该研究采用传统培养分离法结合嗅闻法、总酯含量和酒精度的测定,从传统黄酒麦曲中分离筛选产香酵母菌,通过形态学观察及分子生物学技术对其进行菌种鉴定,并将其应用于黄酒酿造,研究其对黄酒理化指标及挥发性风味物质的影响。结果表明,筛选鉴定到一株产香酵母的粉状米勒酵母(Millerozyma farinosa)HJ-Y34,其发酵液中的总酯含量为1.52 g/L,酒精度为17.20%vol。与活性干酵母酿造黄酒相比,粉状米勒酵母HJ-Y34酿造黄酒的常规理化指标无显著差异(P>0.05),其酒精度、总酸、氨基酸态氮含量、pH分别为17.39%vol、5.57 g/L、0.65 g/L、4.28;感官评分较高(85分),品质更优,具有奶油酯香突出,口感协调、柔和,整体风格典型,个性较突出的特点;酯类物质含量明显增加,其中山梨酸乙酯、乳酸乙酯、棕榈酸乙酯、苯乙酸乙酯、2-甲基丁酸乙酯、月桂酸乙酯含量分别增加730.0%、352.0%、284.0%、268.5%、155.4%、124.5%,新增3-羟基丁酸乙酯,此外,2,3-丁二醇、苯酚、苯甲醛、正己酸含量分别增加181.2%、118.2%、92.6%、92.3%。

关键词:黄酒;产香酵母;筛选;鉴定;应用;理化指标;挥发性香气化合物

黄酒作为中华民族历史最悠久最古老的特色酒精饮料,是以稻米、黍米、小米、玉米、小麦等为主要原料,经加曲和/或部分酶制剂、酵母等糖化发酵剂酿制而成的发酵酒,其与啤酒、葡萄酒并称世界三大古酒[1-2]。黄酒酒性柔和,酒味醇厚,蛋白质种类丰富,并且富含氨基酸等多种营养成分[3],其独特的酿造工艺造就了黄酒独特、复杂的香气特征。黄酒风味特征描述性感官分析结果显示,我国黄酒主要具有醇香、焦糖香、果香、药香、烟气香、曲香及蜂蜜香等典型香气特征[4]。黄酒中水分、乙醇和糖分占总量的96%~97%,其他微量组分仅占3%~4%,但微量组分却决定了黄酒的风味特征及品质的差异[5]。风味物质极大地影响着黄酒的香气,而酯类化合物是黄酒中主要呈香物质,提高黄酒发酵过程中产酯的能力,对提升黄酒的品质,具有重要的意义[6]

黄酒中酯香的来源大致可归纳为:一是来自于原料稻米、麦曲中的酯类物质和所含脂肪经酶水解后成为脂肪酸后与醇结合产生;二是酿造过程中酵母分泌的酯化酶将有机酸与醇结合产生;三是在陈化过程由氨基酸与醇的氧化、结合、分解、缔合等内部反应而生成[7-8]。其中,酿造过程中酵母产生的酯香是黄酒新酒主要来源,故筛选产酯能力强的酵母能够提升黄酒新酒酯香。筛选优良的产香菌种并应用于酒的酿造中是一种常用的手段,杜亚军等[9]从红枣产地筛选出一株季也蒙毕赤酵母(Meyerozyma guilliermondii),将其应用于枣酒酿造中,可减弱枣酒苦味,丰富其花香与果香;古其会等[10]从自然环境中筛选出一株梅奇酵母(Metschnikowia sp.),该菌株发酵的番木瓜酒总酯含量达6.53 g/L,香气浓郁,较商业酿酒酵母更能突出果香;蔡君等[11]研究生香酵母假丝酵母(Candida)AS2.1182和球似酵母(Torulopsis)AS2.202不同添加量在新型多肽黄酒复式发酵过程中的风味增香效果,并与同类传统黄酒的品质进行比较,结果发现,在复式发酵过程中添加生香酵母混合培养液0.2%~0.3%,能显著改善新型多肽黄酒的风味和香气,且品质优于国内同类传统黄酒。研究表明,产酯酵母在酿酒过程中均具有丰富酿造酒果香和花香作用,因此筛选产果香和花香的优良酵母能够改善黄酒新酒酯香不足。

本研究从黄酒麦曲中分离筛选产香酵母,通过形态学观察和分子生物学技术对其进行菌种鉴定,并将其应用于黄酒酿造中,研究其对黄酒理化指标及挥发性风味物质的影响,旨在解决传统黄酒生产中新酒酯香气不足的问题,并提供一株优良的产香酵母。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

1.1.1 材料

安琪酿酒高活性干酵母(黄酒专用):安琪酵母股份有限公司;黄酒麦曲:海天醋业(广东)有限公司;大米:江苏农垦米业集团。

1.1.2 化学试剂

淀粉酶(80 000 U/mL)、葡糖淀粉酶(240 000 U/mL):诺维信(中国)生物技术有限公司;脱氧核糖核酸(deoxyribonucleic acid,DNA)提取试剂盒:北京天根生物科技有限公司;Taq酶(5 U/μL)、引物:生工生物工程(上海)股份有限公司;2-辛醇(色谱纯):德国Dr.Ehrenstorfer公司;其他试剂均为国产分析纯或生化试剂。

1.1.3 培养基

麦芽汁琼脂培养基、麦芽汁培养基:广东环凯微生物科技有限公司。

糖化醪发酵培养基[12]:称取50 g大米,加入100 g蒸馏水、0.05 g淀粉酶在98 ℃液化1 h,冷却至60 ℃加入0.05 g葡糖淀粉酶保温1 h。121 ℃高压蒸汽灭菌20 min。

1.2 仪器与设备

YX600W压力蒸汽灭菌器:上海三中医疗器械有限公司;DL-CJ-1NDⅡ超净工作台:北京东联哈尔仪器制造有限公司;HWS-400恒温恒湿培养箱:上海印溪仪器仪表有限公司;C1000型聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)仪、Gel Doc 2000型凝胶成像仪:美国Bio-Rad公司;SHP-250生化培养箱:上海精宏实验设备有限公司;Alkomat酒精检测仪:福林斯(徐州)贸易有限公司;7890-5977气相色谱-质谱联用(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)仪:美国Agilent公司。

1.3 方法

1.3.1 酵母菌菌株的分离

将10 g黄酒麦曲溶解于90 mL无菌生理盐水中,取1 mL上清液,分别加入装有9 mL无菌生理盐水的玻璃试管内,按10倍梯度依次稀释至10-8。取100 μL不同梯度的稀释液分别涂布于麦芽汁琼脂培养基平板上,于30 ℃恒温培养箱倒置培养至菌落长出。挑选不同形态的菌落,通过平板划线法对分离得到的菌株进行纯化,直至得到单菌落。

1.3.2 产香酵母菌菌株的筛选

初筛:将分离得到的酵母菌菌株接种于麦芽汁琼脂培养基,30 ℃条件下培养48 h,通过嗅闻法,筛选出产香明显的菌株。

复筛:将初筛得到的酵母菌菌株接种于麦芽汁培养基,于30 ℃、180 r/min条件下活化培养24 h。以3%(V/V)的接种量接种于糖化醪发酵培养基,摇匀后于30 ℃、180 r/min条件下培养5 d,测定发酵液中的总酯含量和酒精度。

1.3.3 产香酵母菌菌株的鉴定

形态学观察:将筛选得到的产香酵母菌株划线接种于麦芽汁固体培养基,30 ℃条件下培养48 h,观察单菌落颜色、透明度、光滑、湿润以及边缘整齐等特征,并挑选单菌落,于显微镜下观察细胞形态特征,参考《酵母菌的特征与鉴定手册》[13]进行初步的形态学鉴定。

分子生物学鉴定[14]:将筛选得到的产香酵母菌株接种于麦芽汁培养基上,30 ℃、180 r/min条件下培养48 h。取1 mL菌液,5 000 r/min离心2 min,去上清收集菌体,采用DNA提取试剂盒提取酵母菌基因组DNA。以其为模板,采用通用引物ITS1F(5'-CTTGGTCATTTAGAGGAAGTAA-3')和ITS2(5'-GCTGCGTTCTTCATCGATGC-3')PCR 扩增26S rDNA基因序列。PCR扩增体系(50 μL):2×PCR buffer 25 μL,引物ITS1F和ITS2各1.0 μL,DNA模板5.0 μL,双蒸水(ddH2O)18 μL。PCR扩增条件为:94 ℃预变性4 min;94 ℃变性30 s,55 ℃退火30 s,72 ℃延伸1 min,35个循环;72 ℃再延伸5 min。PCR扩增产物经1%琼脂糖凝胶电泳检测合格后,委托北京诺禾致源科技股份有限公司进行测序。将测序结果提交至美国国家生物技术信息中心(National Center of Biotechnology Information,NCBI)的GenBank数据库,采用基本局部比对搜索工具(basic local alignment search tool,Blast)进行同源性比对,并采用MEGA 11.0软件中的邻接法(neighbor-joining,NJ)构建系统发育树。

1.3.4 黄酒酿造工艺流程及操作要点[15]

操作要点:

浸米:称取一定质量的大米,用水浸泡1 h后捞出冲洗两次至无白色米浆。

蒸煮:置于饭甑中蒸40 min至米饭内软外硬、内无白心,10 min时需关火边翻动米饭边撒上90 ℃热水,撒水量为25%(以干大米质量为基准),使大米充分蒸熟。

摊凉:将蒸好的米饭自然冷却至40 ℃。

落罐:将摊凉后的米饭倒入发酵桶中,加入10%黄酒麸曲、0.3%淀粉酶、0.5%葡糖淀粉酶、2%活性安琪干酵母或4.58%筛选酵母,加入纯水至米水比为1∶2(均以干大米质量为基准)。其中,对照组酵母为活性干酵母粉(活菌数为2×1010 CFU/g),试验组酵母为筛选得到的产香酵母糖化醪活化液(活菌数为8.72×108 CFU/mL)。

发酵:将落罐好的发酵醪于25 ℃下前发酵3 d,每日开耙2次,3 d后转入15 ℃下后酵25 d;发酵完成。

压榨:在发酵完成后的发酵醪中加入0.5%的珍珠岩助滤剂压榨得到黄酒清液。

灭菌:将黄酒清液于85 ℃下灭菌25 min,即为黄酒成品。

1.3.5 黄酒理化指标的测定

酒精度、总酸含量、氨基酸态氮含量、pH的测定:参照国标GB/T 13662—2018《黄酒》;总酯含量的测定:采用皂化法[16]

1.3.6 感官品评

参照国标GB/T 13662—2018《黄酒》感官要求[1]及文献[17]并结合黄酒风味轮和风味特征制定鉴评表,由通过感官鉴评培训的16名人员通过使用典型的描述性词汇,对黄酒口感、香气等进行评分,总分100分,具体评分标准见表1。

表1 黄酒的感官评价标准
Table 1 Sensory evaluation standards of Huangjiu

项目 词汇评分标准及评分色泽(10分)香气(25分)颜色澄清度醇香曲香陈香愉悦色泽自然纯正(4~5]分清亮透明(4~5]分醇香突出(4~5]分曲香纯正舒雅(4~5]分陈香舒雅突出(4~5]分协调愉悦(9~10]分色泽较自然(3~4]分较清亮透明(3~4]分醇香较明显突出(3~4]分曲香纯正(3~4]分陈香较明显突出(3~4]分较协调愉悦(8~9]分色泽欠自然(2~3]分微浑、透明但光泽差醇香稍明显(2~3]分曲香突出(2~3]分陈香稍明显(2~3]分稍协调愉悦(7~8]分色泽不正(0~2]分浑浊失光(0~2]分醇香一般(0~2]分曲香一般(0~2]分陈香一般(0~2]分欠愉悦、异香(0~7]分口感(50分)纯净协调纯净(9~10]分自然协调(9~10]分较纯净(8~9]分较协调(8~9]分稍纯净(7~8]分稍协调(7~8]分欠纯净(0~7]分欠协调(0~7]分

续表

项目 词汇评分标准及评分风格(15分)顺滑柔和余味典型性个性顺滑(9~10]分柔和(9~10]分微苦涩爽净(9~10分)风格典型(4~5]分个性独特(9~10]分较顺滑(8~9]分较柔和(8~9]分较爽净(8~9]分风格突出(3~4]分个性突出(8~9]分稍顺滑(7~8]分稍柔和(7~8]分稍爽净(7~8]分风格明显(2~3]分个性明显(7~8]分欠顺滑(0~7]分欠柔和(0~7]分苦味较强(0~7]分欠风格(0~2]分欠个性(0~7]分

1.3.7 挥发性风味物质的测定

萃取条件:取5 mL样品于20 mL顶空瓶中,加入2-辛醇(1.00 mg/L),40 ℃、300 r/min振荡孵化10 min,DVB/CAR/PDMS三相萃取头萃取30 min后,于250 ℃进样口热解析脱附10 min进样,采用气相色谱-质谱联用(GC-MS)仪测定黄酒中的挥发性风味物质[18]

GC条件:HP-INNOWAX毛细管色谱柱(60 m×0.25 mm×0.25 μm);进样口温度250 ℃;载气为高纯氦气(He),恒流模式,柱流速1.2 mL/min;升温程序为初始温度40 ℃,保持5 min,以5 ℃/min升温到250 ℃,保持10 min。

MS条件:质谱接口温度250 ℃;电子电离(electron ionization,EI)源,离子源温度250 ℃,电离能量70 eV;检测器电压为1 400 V;质量扫描范围为29~5 500 amu。

定性、定量分析[19]:通过与美国国家标准与技术研究所(national institute of standards and technology,NIST)2024质谱库匹配结果结合保留指数值进行定性,采用内标法进行半定量。

1.3.8 数据处理

每个试验重复3次,利用SPSS 26软件进行数据处理和分析,结果用“平均值±标准差”表示,采用Origin 2019软件进行数据可视化处理。

2 结果与分析

2.1 产香酵母菌菌株的分离及筛选

2.1.1 分离及初筛

采用传统培养分离方法及嗅闻法从黄酒曲中共分离初筛得到9株产香较明显的酵母菌,结果见表2。由表2可知,菌株HJ-Y7、HJ-Y21、HJ-Y34在感官上具有较强的产香性能。

表2 基于嗅闻法产香酵母菌株的初筛结果
Table 2 Preliminary screening results of aromatic yeast strains based on sniffing method

注:“++”表示较香;“+++”表示香气浓郁。

菌株编号结果菌株编号结果HJ-Y1 HJ-Y7 HJ-Y11 HJ-Y18 HJ-Y21++++++++++++HJ-Y25 HJ-Y27 HJ-Y34 HJ-Y35+++++++++

2.1.2 复筛

9株产香明显的酵母菌菌株的产酯能力见图1。由图1可知,菌株HJ-Y7、HJ-Y21、HJ-Y34的产酯能力较突出,其中,菌株HJ-Y34的产酯能力最强,显著高于其他菌株(P<0.05),总酯含量为(1.52±0.22)g/L。

图1 筛选产香酵母产酯能力的测定结果
Fig.1 Determination results of ester production capacity of screened aromatic yeasts

不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。下同。

酵母菌作为黄酒发酵过程中的主要菌株,能够利用环境中还原糖产生酒精,因此,酵母菌的产酒精能力也非常重要[15]。进一步对菌株HJ-Y7、HJ-Y21、HJ-Y34的产酒能力进行筛选,结果见图2。由图2可知,菌株HJ-Y21、HJ-Y34的产酒能力较强,酒精度分别为(17.11±0.14)%vol、(17.20±0.28)%vol。综合菌株产酯能力及产酒精能力,筛选出一株酯香风味浓郁且产酒能力较强的菌株HJ-Y34作为目标菌株。

图2 筛选产香酵母产酒精能力的测定结果
Fig.2 Determination results of alcohol production capacity of screened aromatic yeasts

2.2 菌株HJ-Y34的鉴定

2.2.1 形态学观察

菌株HJ-Y34的菌落形态及菌体形态见图3。由图3可知,菌株HJ-Y34的菌落呈奶白色,直径较大,边缘不规则,菌落干燥褶皱;细胞呈细长棒状。

图3 菌株HJ-Y34的菌落(a)及细胞(b)形态
Fig.3 Colony (a) and cell (b) morphology of strain HJ-Y34

2.2.2 分子生物学鉴定

基于26S rDNA基因序列构建菌株HJ-Y34的系统发育树,结果见图4。由图4可知,菌株HJ-Y34与粉状米勒酵母(Millerozyma farinosa)(MH252559.1)聚于一支,亲缘关系最近,结合形态学特征,最终鉴定该菌株为粉状米勒酵母(Millerozyma farinosa),现保藏于广东省微生物菌种保藏中心,保藏编号为GDMCC No.62922。

图4 基于26S rDNA基因序列菌株HJ-Y34的系统发育树
Fig.4 Phylogenetic tree of strain HJ-Y34 based on the 26S rDNA gene sequence

2.3 粉状米勒酵母HJ-Y34在黄酒中的应用

2.3.1 黄酒的常规理化指标

活性干酵母酿造黄酒及粉状米勒酵母HJ-Y34酿造黄酒的常规理化指标见表3。由表3可知,与活性干酵母酿造黄酒相比,粉状米勒酵母HJ-Y34酿造黄酒的常规理化指标无显著差异(P>0.05),但酒精度提高0.43%vol,总酸含量提高1.35 g/L,pH值降低0.19,表明粉状米勒酵母HJ-Y34具有较强的产醇能力。

表3 不同酵母酿造黄酒的常规理化指标
Table 3 Conventional physicochemical indexes of Huangjiu brewed
by different yeasts

黄酒样品酒精度/%vol总酸含量/(g·L-1)氨基酸态氮含量/(g·L-1)pH值活性干酵母酿造黄酒(对照组)粉状米勒酵母HJ-Y34酿造黄酒16.96±0.34a 17.39±0.52a 4.22±0.18a 5.57±0.11a 0.66±0.62b 0.65±0.35a 4.47±0.08a 4.28±0.12a

2.3.2 感官鉴评结果

活性干酵母酿造黄酒及粉状米勒酵母HJ-Y34酿造黄酒的感官品评结果见表4。

表4 不同酵母酿造黄酒的感官评价
Table 4 Sensory evaluation of Huangjiu brewed by different yeasts

评分/分粉状米勒酵母HJ-Y34酿造黄酒 活性干酵母酿造黄酒(对照组)项目感官评价色泽香气口感风格总分10 23 40 12 85 10 18 38 10 76色泽均自然澄清透亮粉状米勒酵母HJ-Y34酿造黄酒奶油、酯香气突出,香气浓郁;对照组黄酒曲香较明显,丰富度略差粉状米勒酵母HJ-Y34酿造黄酒口感协调、酒体较醇厚柔和;对照组黄酒较协调、顺滑粉状米勒酵母HJ-Y34酿造黄酒整体风格典型性和个性较突出;对照组黄酒典型性和个性表现略欠缺

由表4可知,与活性干酵母酿造黄酒相比,粉状米勒酵母HJ-Y34酿造黄酒总分较高(85分),感官品质更优,色泽自然澄清透亮;奶油、酯香突出,香气浓郁;口感协调、酒体较醇厚柔和,整体风格典型,个性较突出。

2.3.3 挥发性风味物质分析

采用GC-MS检测不同酵母酿造黄酒中的挥发性风味成分,结果见表5。

表5 不同酵母酿造黄酒中挥发性风味成分GC-MS分析结果
Table 5 GC-MS analysis results of volatile flavor components in Huangjiu brewed by different yeasts

种类 序号化合物含量/(μg·L-1)活性干酵母酿造黄酒(对照组)粉状米勒酵母HJ-Y34酵母酿造黄酒酯类1234567891 0 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 2-甲基丁酸乙酯3-羟基丁酸乙酯4-乙酰氧基丁酸乙酯DL-2-羟基-4-甲基戊酸乙酯γ-丁内酯苯甲酸乙酯苯乙酸乙酯丙酸乙酯丁二酸二乙酯丁酸乙酯庚酸乙酯癸酸乙酯6-4-烯酸乙酯乳酸乙酯山梨酸乙酯戊酸乙酯辛酸乙酯乙酸苯乙酯乙酸乙酯乙酸异丁酯4.21±0.11-1.69±0.71 4.27±0.54 57.70±0.15 16.18±0.91 4.94±0.41 4.18±0.26 21.39±0.56 17.87±0.62 8.62±0.13 69.31±0.41 11.81±0.13 7.19±0.81 6.10±0.51 2.92±0.21 496.48±2.21 20.43±0.13 773.21±1.82 14.59±0.13 10.72±0.34 4.22±0.53 1.94±0.21 12.41±0.36 43.65±0.23 26.74±0.61 18.12±0.13 3.29±0.13 21.03±0.27 19.78±0.18 9.54±0.23 71.22±0.51 4.82±0.93 32.33±0.72 50.91±0.33 3.89±0.28 426.32±1.52 24.41±0.25 1 036.44±2.41 27.62±0.41

续表

种类 序号化合物含量/(μg·L-1)活性干酵母酿造黄酒(对照组)粉状米勒酵母HJ-Y34酵母酿造黄酒21 22 23 24 25酮类酚类醇类123451234561234567891 0 11乙酸异戊酯异丁酸乙酯月桂酸乙酯正己酸乙酯棕榈酸乙酯合计2-辛酮苯乙酮2-壬酮1-羟基2-丙酮二氢-5-戊基-2(3H)-呋喃酮合计愈创木酚4-乙基苯酚2-乙基-苯酚2,4-二叔丁基苯酚2-甲氧基-4-乙烯基-苯酚3,5-双(1,1-二甲基-乙基)-苯酚合计正丙醇异丁醇正丁醇异戊醇1-辛烯-3-醇2-乙基己醇2-壬醇(2S,3S)-(+)-2,3-丁二醇(2R,3R)-(-)-2,3-丁二醇2-癸醇3-甲硫基丙醇92.22±0.62 18.10±0.45 9.58±0.23 226.91±0.56 24.73±0.60 1 914.61±3.45 75.98±0.13 163.84±0.64 126.91±0.23 21.46±0.95-387.67±0.11 3.13±0.12 65.13±0.23 13.98±0.13 86.97±0.03 13.13±0.42 19.97±0.95 202.31±0.52 123.97±0.45 34.32±0.86 42.45±0.31 62.63±0.55 19.66±0.95 24.67±0.14 19.97±0.95 62.64±0.87 126.97±0.64 62.66±0.52 124.31±0.13 116.90±0.46 7.47±0.52 21.59±0.34 177.90±0.14 94.81±0.77 2 267.82±2.78 189.90±0.14 156.21±0.12 152.32±0.56 83.60±0.14 26.36±0.52 608.39±0.73 4.31±0.09 104.98±0.91 13.98±0.13 26.97±0.43 41.67±0.94 16.51±0.45 208.12±0.12 146.78±0.76 35.67±0.25 73.35±0.46 26.85±0.85 24.77±0.24 27.78±0.24 25.86±0.85 57.78±0.24 155.56±0.87 46.67±0.23 135.45±0.77

续表

种类 序号化合物含量/(μg·L-1)活性干酵母酿造黄酒(对照组)粉状米勒酵母HJ-Y34酵母酿造黄酒12 13 14 15 16 17 18 19醛类酸类其他12345678123456712345678十一醇苯乙醇庚醇1-辛醇1-壬醇β-苯乙醇2-乙基-2-戊醇辛二醇合计3-糠醛苯甲醛缩醛乙醛异戊醛正己醛壬醛苯乙醛合计乙酸丁酸正癸酸正己酸辛酸癸酸壬酸合计1-十二烷2-正戊基呋喃3-十一酮苯酚1-乙氧基-丁烷2-乙基吡咯1,3-丙二醇单乙醚2-甲基四氢噻吩合计145.45±0.52 98.52±0.15 147.63±0.47 97.71±0.46 16.88±0.87 28.83±0.95 23.97±0.45-1 263.06±0.86 42.45±0.31 62.63±0.55 19.66±0.95 24.67±0.14 19.97±0.95 62.64±0.87 126.97±0.64 62.66±0.52 124.31±0.13 145.45±0.52 98.52±0.15 147.63±0.47 97.71±0.46 16.88±0.87 28.83±0.95 34.24±0.11 61.34±0.52 83.19±0.23 5.02±0.47 2.91±0.23 1.63±0.04 3.69±0.23 2.21±0.13 15.28±0.09 202.83±0.85 236.65±1.93 152.12±0.12 123.45±0.45 112.33±0.13 97.12±0.34 23.24±0.82 32.34±0.53 34.97±0.56 24.24±0.43 1 356.33±0.53 148.82±0.81 117.56±0.43 195.87±0.84 48.20±0.51 9.21±0.31 3.11±0.23 21.45±0.24 12.51±0.45 556.73±0.53 47.20±0.43 2.84±0.61 12.23±0.26 36.52±0.51 14.92±0.21 19.61±0.35 44.59±0.12 177.91±0.11 34.24±0.45 6.63±0.51 5.12±0.41 3.44±0.13 6.44±0.13 2.24±0.43 15.52±0.31 2.38±0.12 45.94±2.14

由表5可知,采用GC-MS法从粉状米勒酵母HJ-Y34酿造黄酒样品中共检测出77种挥发性风味物质,其中酯类25种、酮类5种、酚类6种、醇类18种、醛类8种、酸类7种、其他类8种;从活性干酵母酿造黄酒样品中共检测出76种挥发性风味成分,其中酯类24种、酮类4种、酚类6种、醇类19种、醛类8种、酸类7种、其他类8种。

酯类物质是黄酒中的主要呈香物质,与对照组黄酒相比,粉状米勒酵母HJ-Y34酿造黄酒中酯类物质总含量提高18.4%,其中,山梨酸乙酯含量增加730%,乳酸乙酯含量增加352%,棕榈酸乙酯含量增加284%,苯乙酸乙酯含量增加268.5%,2-甲基丁酸乙酯含量增加155.4%,月桂酸乙酯含量增加124.5%,新增3-羟基丁酸乙酯。结果表明,粉状米勒酵母明显促进了酯类物质的形成。山梨酸乙酯具有清香的水果香气[20];乳酸乙酯是黄酒中主要酯类物质,其具有水果和奶油香气,能消除新酒的刺激感,使酒体变得醇厚柔和[21];棕榈酸乙酯具有奶油香气,苯乙酸乙酯能赋予传统黄酒“花香甜味”独特风味[22];而2-甲基丁酸乙酯有苹果样的香味,月桂酸乙酯具有甜香、花果香、奶油香以及温和的果香,香气具有层次感[23];3-羟基丁酸乙酯具有甜的果香,类似于葡萄的青香,同时具有苹果皮的香气和白酒似香气[24],均有使黄酒香气清香而具有果香风味的作用。此外,粉状米勒酵母HJ-Y34除对酯类风味物质有贡献之外,还对2,3-丁二醇、苯甲醛、正己酸、苯酚含量有促进作用,其含量分别增加181.2%、92.3%、92.3%、118.2%。2,3-丁二醇是酒类中少有的多元醇之一,呈奶油和黄酒香气,是功能性物质四甲基吡嗪前体之一[25];苯甲醛赋予黄酒杏仁和甜美的香气[26];正己酸对黄酒口感有减苦除涩作用,苯酚构成黄酒中主要的“烟熏香”特征[27]。综上,粉状米勒酵母HJ-Y34可以有效改善黄酒香气成分和风味。

3 结论

本研究从黄酒麦曲中筛选得到一株产香及产酒性能优良的酵母菌HJ-Y34,其发酵液中总酯含量为1.52 g/L,酒精度为17.20%vol。经鉴定,该菌株为粉状米勒酵母(Millerozyma farinosa)。将粉状米勒酵母HJ-Y34应用于黄酒发酵,结果发现,与活性干酵母酿造的黄酒相比,粉状米勒酵母HJ-Y34酿造黄酒的常规理化指标无显著差异(P>0.05),其酒精度、总酸含量、氨基酸态氮含量、pH分别为17.39%vol、5.57 g/L、0.65 g/L、4.28;感官评分较高(85分),感官品质更优,具有奶油酯香突出,口感协调、柔和,整体风格典型,个性较突出的特点;酯类物质含量明显增加,其中山梨酸乙酯、乳酸乙酯、棕榈酸乙酯、苯乙酸乙酯、2-甲基丁酸乙酯、月桂酸乙酯含量分别增加730%、352%、284%、268.5%、155.4%、124.5%,新增3-羟基丁酸乙酯,这些酯类物质均有使黄酒香气清香而具有果香风味的作用,除此之外,2,3-丁二醇、苯酚、苯甲醛、正己酸含量分别增加181.2%、118.2%、92.6%、92.3%。综上,粉状米勒酵母HJ-Y34具有进一步应用于传统黄酒发酵的开发潜力。

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Screening,identification and application of a yeast enhancing the ester flavor of Huangjiu

BAI Yongping,NING Yali,XIN Shaoping,LIU Ke,XIAO Yandi
(Haitian Vinegar Group Co.,Ltd.,Foshan 528500,China)

Abstract:In order to improve the deficiency of ester aroma in traditional Huangjiu,using the traditional culture separation method combined with the sniffing method,the total ester and alcohol content determination,the aromatic yeast was isolated and screened from traditional Huangjiu wheat Qu.The strain was identified by morphological observation and molecular biology techniques,and was applied to Huangjiu brewing to study its effects on physicochemical indexes and volatile flavor substances in Huangjiu.The results showed that the strain was screened and identified as Millerozyma farinosa HJ Y34, the total ester and alcohol contents in the fermentation liquid were 1.52 g/L and 17.20%vol, respectively.Compared with the Huangjiu brewed by active dry yeast, the conventional physicochemical indexes of Huangjiu brewed by M.farinosa HJ-Y34 had no significant difference(P>0.05).The alcohol content,total acid,amino acid nitrogen contents and pH were 17.39%vol,5.57 g/L,0.65 g/L and 4.28,respectively.The sensory score was higher(85 points),the quality was better,and it had the characteristics of outstanding cream ester aroma,coordinated taste and soft taste,typical overall style and outstanding personality.The ester content increased significantly,among which the contents of ethyl sorbate,ethyl lactate,ethyl palmitate,ethyl phenylacetate,ethyl 2-methylbutyrate and ethyl laurate were increased by 730.0%,352.0%,284.0%,268.5%,155.4%and 124.5%,respectively.Ethyl 3-hydroxybutyrate was newly increased.In addition,the contents of 2,3-butanediol,phenol,benzaldehyde and n-caproic acid were increased by 181.2%,118.2%,92.6%and 92.3%,respectively.

Key words:Huangjiu;aromatic yeast;screening;identification;application;physiochemical indicator;volatile aroma compound

中图分类号:TS262.6文章编号:0254-5071(2024)11-0051-07doi: 10.11882/j.issn.0254-5071.2024.11.009

引文格式:白永平,宁亚丽,辛少平,等.一株可提升黄酒酯香风味酵母菌的筛选、鉴定及其应用[J].中国酿造,2024,43(11):51-57.

收稿日期:2024-04-12修回日期:2024-06-16

基金项目:广东省调味食品生物发酵先进技术企业重点实验(佛山市海天(高明)调味品食品有限公司)开放基金项目(2017B030302002)

作者简介:白永平(1984-),男,工程师,本科,研究方向为发酵工程。