新疆地产葡萄酒优良酿酒微生物的选育

摘要

本文以新疆A、B、C三个地区所采集的葡萄园土壤、葡萄、葡萄叶片、葡萄汁和葡萄酒为研究对象，采用生物技术与传统发酵工程相结合的手段，通过高通量Illumina MiSeq测序分析样品中微生物多样性，筛选优良酿酒微生物及特色酿酒酵母菌，探究影响酵母菌产酸能力的因素，用所筛菌株酿造葡萄酒并进行品质分析，最终实现新疆特色葡萄酒品质的提升。主要研究结果如下:
　　(1)高通量测序结果表明:在相似度为97％的基础上，共分类出了4597个真菌OTU，土壤中优势菌属为子囊菌属(Ascomycota)、粪壳菌属（Sordariales）和Tetracladium，葡萄和葡萄汁中为硬皮马勃属（Scleroderma），葡萄叶片中为短梗菌属（Aureobasidium）和格孢菌属（Pleosporaceae）;23458个细菌OTU,土壤中为节杆菌属(Arthrobacter)、Kaistobacter和Skermanella，葡萄和葡萄叶片中为假单胞菌属（Pseudomonas）、Adhaeribacter和鞘氨醇单胞菌属（Sphingomonas），葡萄汁和葡萄酒中为酒类酒球菌属（Oenococcus）。
　　(2)新疆产区酵母菌、乳酸菌26SrDNA、16SrDNA鉴定结果:分离出31株酿酒酵母菌，9株细菌;通过发酵性能、苹果酸转化能力和耐受性试验，筛选出具有优良酿酒性能的酿酒酵母菌（Saccharomyces cerevisiae）12株，苹果酸-乳酸细菌(Malolactic Bacteria)3株。
　　(3)确定高产酸酿酒酵母菌的筛选培养基配方为:PDA基础培养基+0.01％溴甲酚绿，115℃灭菌20min;通过培养基筛选、发酵试验得到1株高产酸酿酒酵母菌Y6和1株可控发酵度酿酒酵母菌Y2，Y6比对照菌株71B高2.00g/L，Y2可将酒精度控制在12.00％ Vol;影响酵母菌产酸能力单因素试验得到最佳单因素水平为:葡萄汁初始酸度为6.50 g/L，发酵温度为20.00℃，接种量为108cfu/mL;响应面优化试验得到二次多项式回归方程为:γ=6.88+0.36*A+0.45*B+0.20*C+0.068*AB+0.37*AC-0.068*BC+0.45*A2-0.13*B2+0.22*C2，预测最佳产酸发酵条件为:葡萄汁初始酸度6.70g/L，发酵温度20.35℃，接种量109cfu/mL，响应预测值为1.7664g/L。
　　(4)针对高产酸酿酒酵母菌Y6和可控发酵度酿酒酵母菌Y2进行酿酒试验，结果显示:发酵完成时，理化指标符合我国葡萄酒标准，单体酚、风味物质的种类及含量与71B基本吻合;同时，Y6产酸量高于71B约2.39g/L，Y2可将酒精度控制在12.00％Vol，说明本研究所筛选的Y6和Y2是试验所需的目标菌株。

目录

声明

论文说明

摘要

第1章 绪论

1．1 葡萄酒发展概况

1．1．1 葡萄酒简介

1．1．2 新疆葡萄酒起源

1．1．3 新疆葡萄酒发展现状

1．1．4 新疆葡萄酒发展所面临的问题

1．2 葡萄酒与葡萄酒微生物

1．2．1 葡萄酒酵母菌的构成及作用

1．2．2 葡萄酒细菌的构成及作用

1．2．3 葡萄酒霉菌的构成及作用

1．3 微生物群落多样性分析的相关研究及进展

1．3．1 微生物群落多样性分析方法的研究进展

1．3．2 高通量测序技术的研究进展

1．4 特色酿酒酵母菌选育的相关研究

1．5 研究内容

1．5．1 新疆葡萄酒产区微生物多样性的研究

1．5．2 葡萄酒酵母菌26S rDNA鉴定与筛选

1．5．3 葡萄酒乳酸菌16S rDNA鉴定与筛选

1．5．4 新疆特色酿酒酵母菌的选育

1．5．5 新疆特色酿酒酵母菌酿酒试验验证

1．6 创新点

第2章 基于高通量测序技术下新疆葡萄酒产区微生物多样性的研究

2．1 试验材料

2．1．1 样品

2．1．2 仪器与试剂

2．2 试验方法

2．2．1 样品微生物收集

2．2．2 样品微生物原基因组DNA提取

2．2．3 样品DNA浓度检测

2．2．4 样品DNAPCR扩增及琼脂糖凝胶电泳

2．2．5 样品微生物高通量测序

2．2．6 数据分析

2．3 结果与分析

2．3．1 样品DNA浓度检测结果

2．3．2 PCR扩增结果

2．3．3 样品测序数据处理结果

2．3．4 样品微生物群落多样性指数分析

2．3．5 在科水平上样品中真菌群落组成分析

2．3．6 在科水平上样品中细菌群落组成分析

2．3．7 在属水平上样品中真菌群落组成分析

2．3．8 在属水平上样品中细菌群落组成分析

2．3．9 样本间微生物群落相似度分析

2．4 讨论

2．5 本章小结

第3章 优良酿酒酵母菌26S rDNA鉴定与筛选

3．1 试验材料

3．1．1 样品

3．1．2 筛选培养基

3．1．3 仪器与试剂

3．2 试验方法

3．2．1 酵母菌的收集与分离

3．2．2 WL培养基初步鉴别酵母菌

3．2．3 酵母菌26S rDNA序列鉴定

3．2．4 优良酿酒酵母菌的筛选

3．3 结果与分析

3．3．1 酵母菌分离结果与分析

3．3．2 酵母菌WL培养基初步鉴定结果

3．3．3 酵母菌26S rDNA序列鉴定结果

3．3．4 优良酿酒酵母菌筛选的结果与分析

3．4 讨论

3．5 本章小结

第4章 优良酿酒乳酸菌16S rDNA鉴定与筛选

4．1 试验材料

4．1．1 样品

4．1．2 筛选培养基

4．1．3 仪器与试剂

4．2 试验方法

4．2．1 乳酸菌的收集与分离

4．2．2 细菌形态观察

4．2．3 细菌16S rDNA序列鉴定

4．2．4 优良酿酒乳酸菌的筛选

4．3 结果与分析

4．3．1 乳酸菌分离结果与分析

4．3．2 细菌形态观察结果

4．3．3 细菌16S rDNA序列鉴定结果

4．3．4 优良酿酒乳酸菌的筛选结果与分析

4．4 讨论

4．5 本章小结

第5章 新疆特色酿酒酵母菌的选育

5．1 试验材料

5．1．1 样品

5．1．2 筛选培养基

5．1．3 仪器与试剂

5．2 试验方法

5．2．1 高产酸酿酒酵母菌筛选培养基配方的确定及灵敏性验证

5．2．2 高产酸酿酒酵母菌初筛

5．2．3 高产酸酿酒酵母菌复筛

5．2．4 影响酿酒酵母菌产酸能力因素的研究

5．2．5 酿酒酵母菌产酸能力响应面优化试验

5．2．6 可控发酵度酿酒酵母菌初筛

5．2．7 可控发酵度酿酒酵母菌复筛

5．3 结果与分析

5．3．1 高产酸酿酒酵母菌筛选培养基配方的确定及灵敏性验证结果与分析

5．3．2 高产酸酿酒酵母菌的初筛结果与分析

5．3．3 高产酸酿酒酵母菌的复筛结杲与分析

5．3．4 影响酿酒酵母菌产酸能力因素的结果与分析

5．3．5 酿酒酵母菌产酸能力响应面优化试验结果与分析

5．3．6 可控发酵度酿酒酵母菌的初筛结果与分析

5．3．7 可控发酵度酿酒酵母菌的复筛结果与分析

5．4 讨论

5．5 本章小结

第6章 新疆特色酿酒酵母菌酿酒试验验证

6．1 试验材料

6．1．1 样品

6．1．2 仪器与试剂

6．2 试验方法

6．2．1 酿酒试验验证

6．2．2 电子舌检测葡萄酒口感

6．2．3 葡萄酒单体酚检测

6．2．4 葡萄酒风味物质检测

6．3 结果与分析

6．3．1 酿酒试验验证结果与分析

6．3．2 电子舌检测葡萄酒口感结果与分析

6．3．3 葡萄酒单体酚检测结果与分析

6．3．4 葡萄酒风味物质检测结果与分析

6．4 讨论

6．5 本章小结

第7章 结论与展望

7．1 结论

7．2 展望

参考文献

附录

致谢

作者简介