蓝莓果酒发酵菌株的筛选及固定化技术的研究

蓝莓是黑龙江省重要的野生食品工业原料,广泛分布于大兴安岭及小兴安岭北坡林地。蓝莓含有糖、有机酸、果胶、多种维生素、氨基酸、微量元素、矿物元素和植物碱,果实中的花青甙色素含量很高,而且种类丰富。由于在解决人类现代疾病及改善亚健康状况方面具有独特的营养和保健功效,蓝莓食品被联合国粮农组织列为人类五大健康食品之一。以蓝莓为原料所酿制的果酒,色泽鲜艳,浓郁醇厚。经常饮用可以消食健脾、舒筋活血、防癌抗癌、提高视力、延缓衰老等。但是,蓝莓存在酸度高、糖度低、鲜果贮藏期短、无法用传统的酵母进行发酵、色素容易沉积而导致氧化变性、加工果汁时容易形成沉淀等问题。因此,筛选适合蓝莓果酒发酵的专用菌株,并提高菌株的发酵能力,降低蓝莓果酒的生产成本就成为了我们研究的重点。 筛选蓝莓果酒发酵的酵母菌株,不仅可以提高蓝莓果酒的品质、增强发酵能力,同时能赋予酒体特有的果香,使酒口味绵醇,清新净爽。而采用固定化酵母酒精发酵的优点是大量节约培养酵母的设备和原料,减少酵母增殖的时间,缩短发酵周期,提高发酵强度,降低生产成本。 本试验从蓝莓果实中筛选出适合蓝莓果酒发酵的优良菌株,并采用固定化载体技术使其增殖,用于发酵蓝莓果酒。通过回归分析,进一步确定了最佳的发酵条件。具体的实验内容与结果如下: 1.从蓝莓果皮及自然发酵酒中,共分离出酵母菌60株。经过初筛和复筛,确定13号菌株为目的菌株,其发酵启动快、产气多、产酒度高、能耐受200mg/L的二氧化硫和16%(V/V)的乙醇。且通过对该菌株进行形态学和生理学鉴定,确定13号菌株为酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)。 2.将13号菌株应用于蓝莓果酒的发酵,通过对发酵温度、初始含糖量、pH和接种量的四因素三水平的正交试验,确定各因素最佳的发酵组合为A1B2C3D2,即温度20℃,含糖量18°Bx,pH4.5,接种量6%。 3.将13号菌株采用固定化载体技术(海藻酸钙包埋)进行增殖,通过单因素确定固定化酵母的接种量为8%,并采用响应面分析的方法,对回归模型进行数学分析,计算后确定固定化酵母的最佳发酵工艺为温度21℃、初始糖度19°Bx、pH 4.7,此时生产的酒精量为8.77%。 4.对游离酵母和固定化酵母进行比较分析得出,固定化酵母产酒精量高达8.9%,而游离酵母仅为6.5%;固定化酵母主发酵时间仅为4d,可连续发酵5个批次,细胞增殖速度快,72h即可达到1.8×108个/mL。