一种能显著降低果酒中乙酸含量的方法及其应用

1.本发明涉及果酒和微生物技术领域，特别涉及一种能够显著降低果酒中乙酸含量的方法及其应用。
技术背景
2.近年来，乳酸菌因其多种益生菌功能而被广泛应用于食品生产中。乳酸菌优良的发酵特性不仅提高了发酵底物的风味，而且有效地保留甚至提高了发酵底物的功能质量。研究表明，乳酸菌发酵会影响果酒的香气，增加果酒香气的复杂性，其中植物乳植杆菌因其对发酵过程的适应性及其代谢的灵活性和多功能性，广受关注。但目前乳酸菌发酵枸杞酒的研究较少，利用乳酸菌发酵枸杞酒，或许对改善枸杞酒风味和口感有积极影响，也可以进一步指导枸杞酒发酵时的酸度调节。
3.枸杞是中国西北地区广泛种植的重要经济作物，具有抗氧化、增强免疫力和预防慢性疾病(如癌症，动脉粥样硬化和糖尿病)的功效。枸杞酒是我国一种常见的果酒，在我国主要分为泡制枸杞酒和发酵枸杞酒。发酵枸杞酒是以枸杞为原料发酵而成的一种低醇果酒，能够在保留枸杞各种营养组分的同时，还能通过发酵过程中的微生物代谢产生大量的功能成分，同时丰富枸杞酒的风味。但枸杞酒多以酵母菌为主要发酵菌株，从而导致产品风格雷同，产品风格不够突出；与其他果酒相比，香气复杂性处于劣势，产品优势有待加强；并发现发酵枸杞酒中含量较高的乙酸会给果酒带来异味，影响果酒香气品质。
4.有鉴于此，提出本发明。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明表明，筛选自自然发酵鲜枸杞果汁的乳酸菌能够显著降低果酒中乙酸含量；显著提升4-乙基苯酚、4-乙基愈创木酚、4-丙基愈创木酚和4-甲基愈创木酚等挥发性香气成分的含量，增加果酒的“枸杞香”和“甜瓜香”，减弱“生青”和“番茄”。
6.本发明提供了一种能够显著降低果酒中乙酸含量的方法及其应用。
7.本发明提供一种能够显著降低果酒中乙酸含量的方法及其应用，其特征在于，接种酵母菌和植物乳植杆菌进行果酒发酵。
8.本发明中，所述改善包括显著降低乙酸含量和明显提升挥发性酚类成分的含量以及增加“枸杞香”和“甜瓜香”，减弱“生青”和“番茄”的香气属性。
9.本发明实施例中，选用植物乳植杆菌lp goji(lactiplantibacillusplantarum)进行乳酸发酵，植物乳植杆菌lp goji(lactiplantibacillusplantarum)已于2018年8月6日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所，菌种保藏号为cgmccno.16221。
10.本发明实施例中，利用反向接种的方法进行发酵。
11.本发明实施例中，所述反向接种具体为：将活化好的植物乳植杆菌以1
×
10
7-8
cfu/ml的接种浓度接种到枸杞汁中，30-35℃下发酵48h，再以1
×
10
6-7
cfu/ml的接种浓度接种酵
母菌做酒精发酵。
12.本发明实施例中，所述枸杞酒的枸杞品种为“宁杞7号”和“尖椒”。
13.研究表明，采用本发明中的方法发酵果酒，果酒的乙酸含量显著降低，4-乙基苯酚、4-乙基愈创木酚、4-丙基愈创木酚和4-甲基愈创木酚含量显著增加，果酒的“枸杞香”和“甜瓜香”增强，“生青”和“番茄”的香气属性减弱。
14.相比于现有技术，本发明的有益效果在于：
15.1、本发明降低果酒中乙酸含量的方法为接种酵母菌和植物乳植杆菌进行果酒发酵；
16.2、本发明所述果酒发酵方法，能显著降低果酒中乙酸含量，降低量为20.56％-57.63％；
17.3、本发明所述果酒发酵方法，能显著增加果酒中挥发性酚类化合物的种类以及含量；
18.4、本发明所述果酒发酵方法，同时增加了枸杞酒中“枸杞香”和“甜瓜香”，减弱了“生青”和“番茄”的香气属性。
附图说明
19.图1不同实验组在发酵果酒中产生的乙酸；
20.图2不同实验组在发酵果酒中产生的4-乙基苯酚、4-乙基愈创木酚、4-丙基愈创木酚和4-甲基愈创木酚；
21.图3不同实验组的发酵果酒rata实验结果的pls-da分析；
具体实施方式
22.下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市场购买获得的常规产品。
23.部分术语定义
24.除非在下文中另有定义，本发明具体实施方式中所用的所有技术术语和科学术语的含义意图与本领域技术人员通常所理解的相同。虽然相信以下术语对于本领域技术人员很好理解，但仍然阐述以下定义以更好地解释本发明。
25.如本发明中所使用，术语“包括”、“包含”、“具有”、“含有”或“涉及”为包含性的(inclusive)或开放式的，且不排除其它未列举的元素或方法步骤。术语“由
…
组成”被认为是术语“包含”的优选实施方案。如果在下文中某一组被定义为包含至少一定数目的实施方案，这也应被理解为揭示了一个优选地仅由这些实施方案组成的组。
26.在提及单数形式名词时使用的不定冠词或定冠词例如“一个”或“一种”，“所述”，包括该名词的复数形式。
27.本发明中的术语“大约”表示本领域技术人员能够理解的仍可保证论及特征的技术效果的准确度区间。该术语通常表示偏离指示数值的
±
10％，优选
±
5％。
28.此外，说明书和权利要求书中的术语第一、第二、第三、(a)、(b)、(c)以及诸如此
类，是用于区分相似的元素，不是描述顺序或时间次序必须的。应理解，如此应用的术语在适当的环境下可互换，并且本发明描述的实施方案能以不同于本发明描述或举例说明的其它顺序实施。
29.本发明中所使用的“反向接种”是指在果酒发酵过程中，酒精发酵开始前先接种乳酸菌，一定时间后再接种酵母的接种方式。比如，在一些特定具体的实施方式中，具体为将活化好的植物乳植杆菌以1
×
10
7-8
cfu/ml的接种浓度接种到枸杞汁中，30-35℃发酵48h，再以1
×
10
6-7
cfu/ml的接种浓度接种酵母菌做酒精发酵。
30.下面结合实施例，进一步阐述本发明：
31.实施例1接种植物乳植杆菌发酵
32.本发明选用的菌株为酵母es488、酵母red fruit和植物乳植杆菌lp goji。酵母es488、酵母red fruit为商业酵母，植物乳植杆菌lp goji现保藏于cgmcc和北京林业大学食品生物工程创新研究室，保藏编号为cgmcc no.16221。鉴于植物乳植杆菌在枸杞酒中发酵的案例较少，探究植物乳植杆菌在枸杞酒发酵中的作用是非常重要的。
33.本发明具体实验组别设置如下：7-0-e组、7-l-e组、7-0-r组、7-l-r组、j-0-e组、j-l-e组、j-0-r组、j-l-r组。所述7-0-e组为“宁杞7号”枸杞果汁接种酵母es488；所述7-l-e组为“宁杞7号”枸杞果汁接种植物乳植杆菌lp goji发酵后酵母es488发酵；所述7-0-r组为“宁杞7号”枸杞果汁接种酵母red fruit；所述7-l-r组为“宁杞7号”枸杞果汁接种植物乳植杆菌lp goji发酵后酵母red fruit发酵；所述j-0-e组为“尖椒”枸杞果汁接种酵母es488；所述j-l-e组为“尖椒”枸杞果汁接种植物乳植杆菌lp goji发酵后酵母es488发酵；所述j-0-r组为“尖椒”枸杞果汁接种酵母red fruit；所述j-l-r组为“尖椒”枸杞果汁接种植物乳植杆菌lp goji发酵后酵母red fruit发酵。
34.实验方法：取发酵样品枸杞清汁，利用反向接种的方法进行发酵：将活化好的植物乳植杆菌lp goji以1
×
10
7-8
cfu/ml的接种浓度接种到枸杞清汁中，30-35℃发酵48h，再以1
×
10
6-7
cfu/ml的接种浓度接种酵母菌做酒精发酵，以co2失重法监控发酵过程，直至连续三天重量不变。取发酵后的枸杞酒，测定其香气的品质。
35.实施例2植物乳植杆菌发酵枸杞酒乙酸的变化
36.根据已有研究表明，过量挥发酸会赋予果酒刺鼻的味道和令人不愉快的气味。乙酸是挥发酸的主要成分之一，在果酒酿造中对酵母的发酵性能有负面影响，过量的乙酸会影响果酒的质量，而实验研究发现，一些乳酸菌在发酵果酒时能降低乙酸的含量。
37.利用顶空固相微萃取(hs-spme)结合气相色谱-静电场轨道阱高分辨质谱(gc-orbitrap-ms)检测样品中乙酸含量，并进行定性定量分析，结果如图1所示。结果表明，接种植物乳植杆菌lp goji发酵后，果酒中的乙酸含量显著下降。相比于7-0-e组，7-l-e组中的乙酸含量最多可降低42928.20μg/l；相比于7-0-r组，7-l-r组中的乙酸含量最多可降低12379.60μg/l；相比于j-0-e组，j-l-e组中的乙酸含量最多可降低33596.41μg/l；相比于j-0-r组，j-l-r组中的乙酸含量最多可降低20072.66μg/l。与未接种植物乳植杆菌的枸杞酒相比，接种植物乳植杆菌后枸杞酒中乙酸含量的降低量为20.56％-57.63％。此结果说明植物乳植杆菌lp goji在果酒发酵中具有较强的降乙酸能力，可改善果酒的风味品质，减少乙酸对酵母发酵性能的负面影响。
38.实施例3植物乳植杆菌发酵枸杞酒挥发性酚类化合物的变化
39.已有研究表明，挥发性酚类化合物4-乙基苯酚、4-乙基愈创木酚、4-丙基愈创木酚和4-甲基愈创木酚，赋予果酒更丰富的香气。利用顶空固相微萃取(hs-spme)结合气相色谱-静电场轨道阱高分辨质谱(gc-orbitrap-ms)检测样品中4-乙基苯酚、4-乙基愈创木酚、4-丙基愈创木酚和4-甲基愈创木酚含量，并进行定性定量分析，结果如图2所示。结果表明，接种植物乳植杆菌lp goji后，枸杞酒中的四种挥发性酚类化合物4-乙基苯酚、4-乙基愈创木酚、4-丙基愈创木酚和4-甲基愈创木酚含量显著提高。发酵枸杞酒中挥发性酚含量最高的化合物是4-乙基苯酚，该化合物能够贡献“木香”和“轻微的甜香香气”，未接种植物乳植杆菌的实验组中，其含量为7616.18-13979.46μg/l；接种植物乳植杆菌lp goji的实验组中，其含量为12688.74-32601.40μg/l，最高可增加207.23％(2倍以上)。4-乙基愈创木酚在果酒中能贡献“丁香”和“糖果”，该化合物在植物乳植杆菌lp goji发酵枸杞酒中最高能增加2245.67％(20倍以上)；4-丙基愈创木酚在果酒中能贡献“甜香”，该化合物在发酵枸杞酒中含量较低，接种植物乳植杆菌lp goji后，最高能达到1.47μg/l；4-甲基愈创木酚在果酒中能贡献“烟熏香”，植物乳植杆菌lp goji发酵枸杞酒中该化合物含量是其他实验组的40倍以上。由此可知，接种植物乳植杆菌lp goji可显著增加枸杞酒中挥发酚类化合物的含量，赋予枸杞酒更丰富的香气。
40.实施例4植物乳植杆菌发酵枸杞酒香气属性的变化
41.招募14名具有品评经验的评价员对8种发酵枸杞酒的23个香气属性进行评估适合项目法(rata)实验，并对打分结果进行偏最小二乘法判别分析(pls-da)，结果如图3所示。结果表明，vip大于1的香气属性共有9个，包括：“枸杞”、“番茄”、“热带水果”、“生青”、“烟熏”、“醋”、“山楂”、“中药”和“甜瓜”。其中l类(接种植物乳植杆菌)的枸杞酒中“枸杞”和“甜瓜”两个香气属性相较于o类(未接种植物乳植杆菌)的特征性更强，说明接种植物乳植杆菌可以增强枸杞酒中“枸杞”和“甜瓜”的香气属性；o类(未接种植物乳植杆菌)枸杞酒中“番茄”和“生青”的香气属性相较于l类(接种植物乳植杆菌)的枸杞酒特征性更强，说明接种植物乳植杆菌减弱了枸杞酒中“番茄”和“生青”的香气属性；剩余的关键香气属性在接种植物乳植杆菌前后并没有展现出明显的差异。由此可见，接种植物乳植杆菌发酵枸杞酒可以同时增强枸杞酒中的“枸杞香”和“甜瓜香”，并减弱“番茄”和“生青”的香气属性，从而改善枸杞酒的香气。
42.以上对本发明具体实施方式的描述并不限制本发明，本领域技术人员可以根据本发明作出各种改变或变形，只要不脱离本发明的精神，均应属于本发明所附权利要求的范围。

技术特征：
1.一种能显著降低果酒中乙酸含量的方法，其特征在于，接种酵母菌和植物乳植杆菌进行果酒发酵。2.如权利要求1所述的果酒发酵方法，其特征在于，接种的方式分为顺序接种和反向接种，优选地，选用反向接种发酵果酒：先接种植物乳植杆菌进行乳酸发酵，再接种酵母菌进行酒精发酵。3.如权利要求1-2所述的果酒发酵方法，其特征在于，所述接种为：将活化好的植物乳植杆菌以1
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6-9
cfu/ml的接种浓度接种到干枸杞汁中，30-37℃下发酵48h，再以1
×
10
6-8
cfu/ml的接种浓度接种酵母菌做酒精发酵。优选地，选用植物乳植杆菌lpgoji菌株，植物乳植杆菌接种浓度为1
×
10
7-8
cfu/ml，发酵温度为30-35℃，酵母菌接种浓度为1
×
10
6-7
cfu/ml。4.如权利要求1-3所述的植物乳植杆菌在显著降低果酒乙酸含量的应用。5.如权利要求1-4所述的植物乳植杆菌在增加果酒“枸杞香”和“甜瓜”，减弱“生青”和“番茄”香气属性的应用。6.如权利要求1-5所述的植物乳植杆菌在显著增加果酒挥发性香气成分4-乙基苯酚、4-乙基愈创木酚、4-丙基愈创木酚和4-甲基愈创木酚的应用。7.如权利要求1-6中所述果酒为枸杞酒。

技术总结
本发明公开了一种能显著降低果酒中乙酸含量的方法及其应用。本发明所述的菌株为酵母菌和植物乳植杆菌。本发明所述植物乳植杆菌Lpgoji分离自枸杞汁，保藏号为CGMCCNO.16221。本研究表明，植物乳植杆菌能够显著降低枸杞酒中乙酸含量，显著增加枸杞酒中挥发性酚类化合物的含量，同时提升枸杞酒“枸杞香”和“甜瓜”的香气属性，减弱“生青”和“番茄”的香气属性。的香气属性。的香气属性。


技术研发人员：朱保庆 李俊龙 刘雅冉 王杰 朱雨萱 张柏林
受保护的技术使用者：北京林业大学
技术研发日：2023.03.23
技术公布日：2023/7/13