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《中国酿造》:内蒙古农业大学楠极副教授等:内蒙古葡萄及果园土壤中优良酵母菌的分离、筛选及鉴定

  • 2026-10-15 03:21:02
《中国酿造》:内蒙古农业大学楠极副教授等:内蒙古葡萄及果园土壤中优良酵母菌的分离、筛选及鉴定

内蒙古位于我国北部地区,当地气候条件适宜,拥有充分的光照,大部分地区有效积温高,光热资源丰富,而充足的光热有利于葡萄的生长,进一步提高果实品质。内蒙古地区土壤经黄河水灌溉,土壤环境良好,利于葡萄根系发育,土壤pH值呈中碱性,这样的环境种植的葡萄具有甜度高、病虫害少、着色好等优势。用内蒙古地区的葡萄酿出的葡萄酒,具有口感适宜,风味良好的特点。

酿酒酵母(Saccharomycescerevisiae)是葡萄酒制作中的关键微生物之一,其种类和特性直接影响着葡萄酒的品质和风味。 通常,酿酒酵母是从葡萄皮中分离出来的,我国大部分葡萄酒生产厂家采用商用酿酒酵母进行发酵。但大量商业酵母的使用,无法充分的体现出不同地域葡萄品种的风格特色,造成国内生产的葡萄醋口味风格较为单一,导致我国大部分葡萄酒出现了“同质化”现象,不能很好的体现葡萄酒的复杂性、典型性和产地性。国外很早就涉及有关改善葡萄酒品质、筛选优良酵母菌方面的研究,如KÁNTOR A等在新型发酵酒“Federweisser”中分离和鉴定出酿酒酵母,为葡萄酒发酵用酿酒酵母的分离鉴定扩大了筛选范围。国内对于葡萄酒发酵相关酵母的研究也逐渐趋向于为提高品种特色和地域特征的方向发展,如闫兴敏等初步筛选得到13株具有良好香气特征的本土酿酒酵母,对改善葡萄酒同质化有积极作用。

内蒙古农业大学职业技术学院的聂红帆、胡海霞、楠极*等主要通过传统培养分离法、WL鉴别培养基、形态学观察、生理生化试验等从内蒙古不同地区不同品种葡萄的表皮、发酵醪液以及葡萄园土壤中分离筛选具有性状优良、产酒精能力高的酿酒酵母菌株,并通过分子生物学技术对其进行菌种鉴定,这对于提升内蒙地区葡萄酒的品质和产业发展具有重要意义,同时这些酵母也可以作为重要的酿酒资源,为酿酒行业提供新的选择。

1

酵母菌的分离纯化及初筛结果

从内蒙古不同地区葡萄、发酵醪液及果园土壤样品中共分离纯化出104株菌株,经WL营养琼脂培养基初筛得到42株酵母菌株(表1),其菌落及部分菌株的细胞形态分别见表2和图1。由表2可知,菌落颜色为乳白色或白色,菌落形态呈圆形凸出、规则或不规则,表面光滑、湿润。由图1可知,经过美兰染液染色后,分离酵母菌株的细胞形态呈现圆形或椭圆形。参考《The Yeasts:A Taxonomic Study》初步鉴定42株菌株为酵母菌株。

2

初筛酵母菌株的耐受性评价

2.1

酸耐受性分析

42株初筛酵母菌株对酸的耐受性见表3。 由表3可知,4株酵母菌株(BHN2、EXN5、WHJ2、AYN3)仅能耐受pH 4.0,而其他38株酵母菌株均可耐受pH 2.5。 本研究所筛大多数菌株能耐受较低的pH,与曹施静等的研究结果大致相同,适合用于葡萄酒等果酒偏酸性的发酵环境中生长。

2.2

酒精耐受性分析

42株初筛酵母菌株对酒精的耐受性结果见表4。由表4可知,有4株酵母菌株(BHN2、EXN5、WHJ2、AYN3)只能耐受酒精度5%vol,而其他38株酵母菌株均能耐受酒精度13%vol,与吕银德等研究中酵母菌最高可耐受体积分数14%的乙醇的试验结果大致相同,说明本研究所筛选多数酵母菌能够在较高浓度的酒精环境下生存,表现出了良好的酒精耐受能力。

2.3

葡萄糖耐受性分析

42株初筛酵母菌株对葡萄糖的耐受性见表5。由表5可知,34株酵母菌株能耐受40%的葡萄糖,耐受性与周迪等的实验结果大致相同,说明这34株酵母菌株具有良好的高糖耐受性,能够在酒精发酵初期高浓度糖溶液环境下生存,而其他8株酵母菌株只能耐受20%的葡萄糖。
综上,34株酵母菌(TJN3、BHN5、XH3、DYT2、WHYN1、XHN2、DB3、DB1、TJN1、EMN2、DJN3、DR3、WLT1、DB2、WHYN3、TJN2、DB4、XHN3、DJN4、XH4、WLKN5、TT2、TMN5、ANN2、DJN5、WLC3、ANN4、BHN3、WLKN6、WLC1、BHN1、WLC2、ANN3、XYT3)的耐酒精、耐葡萄糖及耐酸能力较强,均可耐受酒精度13%vol,葡萄糖含量40%,pH 2.5,进一步对这34株酵母菌的产酒精能力进行分析。

3

筛选酵母菌株的产酒精能力评估

34株酵母菌株的产酒精能力见表6。 由表6可知,对照菌株ENARTIS488及16株酵母菌株(TJN3、BHN5、XH3、DYT2、WHYN1、XHN2、DB3、DB1、TJN1、EMN2、DJN3、DR3、WLT1、DB2、WHYN3、TJN2)的菌落在TTC培养基上呈深红色,说明这16株酵母菌株的产酒能力最强,且与商业酿酒酵母的产酒能力相当,确定这16株菌株为优良酵母菌株。

4

优良酵母菌株的生长曲线

16株优良酵母菌株的生长曲线见图2。由图2可知,16株优良酵母菌株的生长趋势相近,迟缓期均为0~10 h,对数生长期均为10~30 h,在第30小时后均达到稳定期,说明可以在酵母菌培养时间为10~30 h间进行接种。

5

优良酵母菌株的鉴定

5.1

生理生化试验

16株优良酵母菌株的生理生化试验结果见表7~表9。由表7可知,16株优良酵母菌株在含有葡萄糖、蔗糖、果糖的杜氏小管中均有气体产生,说明均可以利用葡萄糖、蔗糖、果糖发酵产气,此外,菌株DB1在含有乳糖的杜氏小管中也产生了气体,说明菌株DB1不仅可以利用葡萄糖、蔗糖、果糖发酵产气,还可以利用乳糖发酵产气。

由表8可知,16种优良酵母菌株均可利用赖氨酸作为氮源生长。除菌株DJN3不能利用硝酸钾为氮源生长外,其余15株菌株均能以赖氨酸为氮源进行微弱生长。 除菌株XHN2不可利用硝酸钾作为氮源生长外,其余15株菌株均可利用硝酸钾作为氮源生长。 除菌株WLT1、DYT2不可利用氯化铵作为氮源生长外,其余14株菌株均可利用氯化铵作为氮源生长。
由表9可知,以麦芽糖为碳源时,菌株WLT1能微弱生长,其余菌株均能正常生长。以果糖为碳源时,菌株DJN3能微弱生长,其余15株菌株均能正常生长。以蔗糖为碳源时,菌株WHYN3、WLT1、TJN1能微弱生长,其余15株菌株均能正常生长。以乳糖为碳源时,菌株DB1能微弱生长,其余15株菌株均不能生长。
结合菌株的形态学特征及生理生化试验结果,参照《酵母菌的特征与鉴定手册》,初步鉴定这16株优良酵母菌株为均酵母菌属(Saccharomyces sp.)。

5.2

分子生物学鉴定

将16株优良菌株的26S rDNA基因序列上传到NCBI的GenBank数据库中进行BLAST对比,结果见表10。

由表10可知,16株优良酵母菌株均与模式菌株酿酒酵母(Saccharomycescerevisiae)NRRL Y-12632(GenBank登录号NG_042623.1)的相似度最高,达到98%以上。因此,结合菌株的形态学特征及生理生化试验结果,最终鉴定16株优良酵母菌株均属于酿酒酵母(Saccharomycescerevisiae)。

6

结论

本研究选用从内蒙古自治区7个不同地区的不同品种的葡萄及果园土壤作为分离源,采用传统培养分离法从孟加拉红培养基上分离纯化得到104株疑似酵母菌株,然后通过WL营养琼脂培养基结合形态学观察初筛得到42株酵母菌株,最后通过耐受性分析及产酒精能力复筛得到16株优良酵母菌株,编号分别为TJN1~TJN3、WHYN1、WHYN3、BHN5、EMN2、WLT1、XHN2、DB1~DB3、DR3、DJN3、XH3、DYT2。这16株优良酵母菌株均可耐受酒精度13%vol、pH 2.5、葡萄糖含量40%的环境,且产酒精能力较强。 经生理生化试验及分子生物学技术鉴定16株优良酵母菌株均为酿酒酵母(Saccharomycescerevisiae)。 本研究结果为进一步推动内蒙古地区葡萄酒产业的发展,有望用于提升内蒙古地区葡萄酒的整体水平提供了优良菌株资源。

引文格式:

聂红帆, 胡海霞, 楠极, 等.  内蒙古葡萄及果园土壤中优良酵母菌的分离、筛选及鉴定[J]. 中国酿造, 2026, 45(2): 128-134. DOI:10.11882/j.issn.0254-5071.2026.02.018

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实习编辑:南伊;编辑:阎一鸣;责任编辑:张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。

图片来源于文章原文及摄图网。

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