利用正交试验优化葡萄酒酵母冻干保护剂

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1、利用正交试验优化葡萄酒酵母冻干保护剂　　摘要：空冷冻干燥是保存微生物材料最有效的方法之一，冻干保护剂对冷冻干燥后微生物的存活率具有重要影响。本研究以烟台产区优良葡萄酒酵母菌为研究对象，通过单因素实验和正交试验设计，研究了脱脂乳粉、蔗糖和抗坏血酸3种物质对葡萄酒酵母冻干存活率的影响，结果表明，3种保护剂的保护效果依次为：蔗糖>脱脂乳粉>抗坏血酸；最佳保护剂的配方为：脱脂奶粉8%+蔗糖12%+抗坏血酸6%，加入优化后的冻干保护剂后，葡萄酒酵母冻干后存活率可达95.3%。　　关键词：葡萄酒酵母；冷冻干燥；保护剂；正交优化7　　葡萄

2、酒是一种营养丰富的低度发酵酒，是仅次于啤酒的第二大酒精饮料，深受人们的喜爱[1]。葡萄酒酿造是一个复杂的生物转化过程，葡萄酒质量的好坏与酵母菌有着密切的关系[2-4]。在世界著名的葡萄和葡萄酒产区，由于地理位置、气候、土壤等的不同，形成了各自不同的葡萄风格，各产区的酵母菌也逐渐适应了当地的气候、土壤和葡萄品种，形成了适于当地葡萄酒酿造的菌系[5]。国外在产地葡萄酒发酵专用酵母筛选上进行了一系列的研究，获得了一系列适于表现本地葡萄风格的专用酵母发酵剂，使得所酿葡萄酒具有很强的甚至独一无二的产地特性。然而，我国目前葡萄酒发酵中使

3、用的酵母菌完全依赖进口，这种引进的发酵剂，往往在当地葡萄酒生产上并不能完全表现出其优良性状，不能完全体现产地葡萄的品质和特色[6]，降低了葡萄酒产品的独特性和风味的多样性，造成各地葡萄酒质量和风格的趋同化。因此，我国应加强本土葡萄酒酵母菌发酵剂的研究，以生产具有独特产地特性的优质葡萄酒。烟台产区是我国葡萄酒工业的发祥地，是我国最大的葡萄和葡萄酒的生产基地，拥有闻名于世的葡萄酒第七大葡萄海岸[7]，葡萄酒产量约占全国葡萄酒总产量的1/3[8]。烟台产区的葡萄酿出的葡萄酒具有区别于其他葡萄酒产区独特的海岸葡萄酒风格。烟台产区的葡

4、萄园历史悠久，在葡萄园内形成了稳定的天然酵母区系，蕴含着丰富的天然酵母菌资源。　　真空冷冻干燥（简称冻干）是制备和保存微生物材料最有效的方法之一[9]。利用此方法生产的发酵剂具有活菌存活率高，接种量小，保存期长等优点[10-15]。本研究以筛选自烟台葡萄园的优质葡萄酒酵母为研究对象，研究了不同冻干保护剂对葡萄酒酵母的保护效果，并通过正交试验对葡萄酒酵母冻干保护剂配方进行了优化，为研发适于烟台产区的优质活性葡萄酒干酵母发酵剂提供技术支持。　　1材料方法　　1.1材料　　1.1.1菌种：葡萄酒酵母：本实验室分离保藏。　　1.1.

5、2试剂、培养基：蔗糖、抗坏血酸、脱脂奶粉、马铃薯葡萄糖液体培养基（PDA液体培养基）、马铃薯葡萄糖固体培养基（PDA固体培养基）　　1.1.37仪器设备：超净工作台（上海博讯实业有限公司）、恒温培养箱（上海新苗医疗器械制造有限公司）、高压蒸汽灭菌锅（上海博讯实业有限公司）、电热鼓风干燥箱（上海博讯实业有限公司）、万分之一分析天平（赛多利斯）、冷冻干燥机（东京理化）、恒温振荡器（上海博讯实业有限公司）。　　1.2试验方法　　1.2.1葡萄酒酵母增殖培养　　将葡萄酒酵母接种于PDA培养基斜面上，28℃活化24h，将活化的菌种接入

6、PDA液体培养基中，28℃，180r/min培养48h。　　1.2.2单因素试验及正交优化试验　　取增殖培养后的培养液4000r/min离心20min，弃上清液，用无菌生理盐水清洗3遍，补入同体积保护剂，制成悬浮液。　　1.2.3预冻　　将均匀混合了保护剂的菌悬液转入冻干瓶中，在-85℃的低温条件下预冻12h至样品完全冻结后取出。　　1.2.4冷冻干燥　　将预冻完结的菌悬液置于冷冻干燥机中进行干燥处理，待菌悬液完全成粉末状时预示冷冻干燥完成。　　1.2.5冷冻存活率计算　　利用平板涂布法测定冻干前后酵母菌的活菌数，利用以下公

7、式计算存活率。　　1.2.6数据分析　　采用SPSS软件对数据进行分析，采用OriginPro7.5进行图形绘制。　　2结果分析　　2.1葡萄酒酵母冻干保护剂的单因素试验　　2.1.1脱脂奶粉浓度菌体存活率的影响7　　在生理盐水中加入脱脂奶粉，使脱脂奶粉的终浓度达到4%、6%、8%、10%、12%，冻干后测定酵母存活率，结果如图1所示。　　随着脱脂奶粉加量的增加，酵母的存活率逐渐上升，脱脂奶粉浓度达到8%，酵母存活率达到最高，之后随着脱脂奶粉浓度的增加，酵母存活率逐渐降低。　　2.1.2蔗糖浓度菌体存活率的影响　　在生理盐水

8、中加入蔗糖，使蔗糖的终浓度达到9%、10%、11%、12%、13%、14%，冻干后测定酵母存活率，结果如图2所示。　　蔗糖对酵母存活率的影响与脱脂奶粉相似，随着蔗糖浓度的增加，酵母的存活率逐渐上升，蔗糖浓度达到12%时酵母存活率达到最高，之后随着蔗糖浓度的增加，酵母存活率略有下降。　　2.