一种低产乙醇突变酿酒酵母菌株及其应用

本发明属于微生物，具体涉及一种低产乙醇突变酿酒酵母菌株及其应用。

背景技术：

1、近年来，全球气候变暖使葡萄酒中的乙醇含量不断增加。葡萄酒中的高酒精含量会造成诸多不利影响。首先，在发酵中的乙醇会胁迫酵母菌、乳酸菌等微生物的生长，从而影响发酵过程的顺利进行。其次，高乙醇含量会影响葡萄酒的感官质量，并掩盖葡萄酒中重要的挥发性芳香化合物，例如高级醇、酯类和萜类，从而严重影响了葡萄酒的口感和品质。高乙醇含量常常对人类的健康产生负面影响，例如，给肝脏带来更大的负担，破坏消化系统，对人体造成长期的危害。此外，在那些以酒精浓度为依据征税的国家中，葡萄酒中的酒精含量较高可能会导致成本的增加。为了应对葡萄酒中高乙醇含量引发的感官、健康、技术和经济等方面的挑战，开发低酒度葡萄酒已成为一种必行趋势。

2、目前，对于低度葡萄酒的开发，主要使用酿造技术降低乙醇含量，如膜系统、渗透蒸馏、真空蒸馏、超临界二氧化碳萃取等物理方法去除乙醇，或将非酿酒酵母与酿酒酵母混合发酵以降低乙醇含量，但以上方法存在风味物质损失严重、成本较高、产生不良副产物和工艺操作复杂等问题。由此，选育具有低产乙醇特性的酿酒酵母菌株成为最经济且简单的方法。目前，选育出的低产乙醇酵母菌株，不论酿酒酵母或非酿酒酵母，不能在自然条件下发酵完全。

技术实现思路

1、为解决现有技术中选育出的低产乙醇酵母菌株，不论酿酒酵母或非酿酒酵母，不能在自然条件下发酵完全的问题，本发明提供了一种经复合诱变得到的低产乙醇突变酿酒酵母，该低产乙醇突变酿酒酵母具有低产乙醇能力，可将每18.6g～19.0g的糖转化为1％v/v酒精，能够耐受体积分数18％酒精、300mg/l的so2和300g/l的含糖量。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

2、本发明的目的之一在于提供一种低产乙醇突变酿酒酵母菌株nxum21-102，所述低产乙醇突变酿酒酵母菌株nxum21-102于2024年5月22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，保藏编号为cgmcc no.30720。本发明所提供的低产乙醇突变酿酒酵母菌株nxum21-102是从低产乙醇酿酒酵母菌株nxu 21-102复合诱变得到的。该菌株具有低产乙醇能力，可将每18.6g～-19.0g的糖转化为1％v/v酒精，可降低酒度1.04％v/v～1.15％v/v，同时可增加所产葡萄酒中水果香气。

3、其中，低产乙醇酿酒酵母菌株nxu 21-102于2024年1月2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，保藏编号为cgmcc no.2946。

4、本发明的第二个目的在于提供一种含有所述低产乙醇突变酿酒酵母菌株nxum21-102的产品。所述产品包括所述低产乙醇突变酿酒酵母菌株nxum 21-102的培养物、果酒发酵剂。

5、本发明提供的所述低产乙醇突变酿酒酵母菌株nxum 21-102的培养物或所述果酒发酵剂用于增加所发酵果酒中的水果香气。将所述低产乙醇突变酿酒酵母菌株nxum 21-102的培养物或所述果酒发酵剂用于发酵果酒时，能够将每18.6g～-19.0g的糖转化为1％v/v酒精，可降低所发酵果酒的酒度1.04％v/v～1.15％v/v，同时可增加所发酵果酒中的水果香气。

6、其中，所述果酒发酵剂为所述低产乙醇突变酿酒酵母菌株nxum21-102的培养物或发酵液离心后，采用真空冷冻干燥法制备得到。

7、具体地，所述果酒发酵剂的制备方法，包括如下步骤；

8、将该酵母接种在ypd液体培养基中28℃扩大培养2d，5000r/min离心15min，在保护剂保护下进行真空冷冻干燥。

9、其中，所述保护剂的配方为：葡萄糖60g/l、乳糖100g/l、脱脂奶粉100g/l，溶剂为水。

10、本发明的第三个目的在于提供所述低产乙醇突变酿酒酵母菌株nxum 21-102，或所述果酒发酵剂在酿造果酒中的应用。

11、优选地，在果酒酿造过程中添加所述低产乙醇突变酿酒酵母菌株nxum 21-102或所述果酒发酵剂。即在酒酿造过程中直接添加所述低产乙醇突变酿酒酵母菌株nxum21-102，或者添加所述低产乙醇突变酿酒酵母菌株nxum21-102的培养物、果酒发酵剂。该低产乙醇突变酿酒酵母菌株具有较低糖-乙醇转化率，可将每18.6g～-19.0g的糖转化为1％v/v酒精，可降低酒度1.04％v/v-1.15％v/v，同时可增加所产葡萄酒中水果香气。

12、其中，果酒发酵剂的制备方法为真空冷冻干燥法，具体的制备方法如上所述。

13、优选地，所述果酒为葡萄酒、桃酒、苹果酒、梨酒、杏酒、沙棘酒、猕猴桃酒等酒中的任一种。

14、本发明提供制备果酒使用的是本发明提供的所述低产乙醇突变酿酒酵母菌株nxum 21～102，所酿造的果酒较好的口感。

15、本发明的第四个目的在于提供一种酿造葡萄酒的工艺，包括如下步骤：向赤霞珠葡萄汁中接种所述的低产乙醇突变酿酒酵母菌株nxum 21-102进行发酵，制备得到所述葡萄酒。本发明通过上述酿造方法酿造获得的葡萄酒具有丰富的果香，酒体统一、入口细腻柔和，回味深长。

16、优选地，接种量为150ppm～200ppm。

17、优选地，发酵条件为：23℃～25℃下发酵4天～10天。

18、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

19、1、本发明提供了一种低产乙醇突变酿酒酵母及酿造葡萄酒的工艺。本发明所提供的低产乙醇突变酿酒酵母菌株nxum21-102是从酿酒酵母菌株nxu21-102复合诱变得到的，该低产乙醇突变酿酒酵母菌株nxum21-102具有良好的低产乙醇能力，且能在自然条件下发酵完全，并为葡萄酒提供更多的水果香气、花香。该菌株目前保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为cgmcc no.30720。该低产乙醇突变酿酒酵母菌株具有低产乙醇、加快发酵速率的特性，预期可以投入到葡萄酒的工业生产中，提高葡萄酒的生产效率，有应用于特色优质葡萄酒生产的潜能。其中，本发明提供的突变菌株nxum21-102具有如下优势：

20、(1)由酿酒酵母菌nxu21-102及突变菌株nxum21-102发酵的葡萄汁，即nxum21-102发酵速率较nxu21-102的发酵速率快，突变菌株nxum21-102在发酵过程中表现出良好的优势。

21、(2)突变菌株nxum21-102可以将初始糖浓度为230g/l、250g/l和270g/l的模拟葡萄汁和初始糖浓度为275g/l的赤霞珠葡萄汁发酵完全，且在发酵完全的情况下，达到低产乙醇的效果。该菌株在模拟葡萄汁中大约可将每18.6g～19.0g的糖转换为1％v/v酒精，在赤霞珠葡萄汁中可将每18.9g的糖转换为1％v/v酒精。其糖-乙醇转化率低于一般酿酒酵母(将每17g的糖转换为1％v/v酒精)。因此，突变酿酒酵母菌株nxum21-102在自然发酵完全的情况下，具有更低的糖-乙醇转化率，对生产低醇酒具有重要意义。

22、(3)选育后的突变菌株nxum21-102发酵的葡萄酒具有更高的芳香复杂性，nxu 21-102中未含有丙酸乙酯、苯酚、2-甲基丁酸这三种挥发性物质。共有22种化合物oav＞1，对于具有气味活度值oav>1的主体香气，进行热图分析，酯类物质在这两类酒样中为主要成分，共11种，酸有4种，醇1种，其他物质共4种。nxum21-102辛酸癸酸甲酯，其余酯类物质nxum21-102均大于nxu21-102，均存在显著性差异。

23、(4)对两株菌株发酵的葡萄酒香气特征的感官量化分析，nxum21-102及其对照nxu21-102均显示为纯净且属于一类香气，nxum21-102的香味最浓郁度优于nxu21-102，味觉方面，纯正度及浓郁度nxum21-102高于nxu 21-102，为可接受质量等级。

24、2、本发明提供的该低产乙醇突变酿酒酵母菌株nxum21-102能够耐受18％酒精，300mg/l的so2，300g/l的含糖量。这些特性有助于保证该低产乙醇突变酿酒酵母菌株nxum21-102在葡萄汁发酵过程中，能够发酵完全，且不会产生不良风味，不会出现冒罐甚至爆瓶现象，而且还可使葡萄酒口感丰富，香气浓郁，赋予其独特的个性，从而可发酵酿造出高质量的低醇葡萄酒。