Штамм дрожжей Saccharomyces cerevisiae для производства красных столовых вин

Изобретение относится к винодельческой промышленности и может быть использовано для спиртового брожения сусла и мезги при производстве красных столовых вин.

Известен штамм дрожжей Saccharomyces cerevisiae Бордо-20, используемый для спиртового брожения при производстве красных столовых виноматериалов [1]. Но этот штамм не обладает высокой сбраживающей способностью.

В качестве прототипа выбран штамм дрожжей Saccharomyces oviformis «Дербентская-19», используемый для сбраживания виноградного сусла красных сортов винограда при производстве красных столовых виноматериалов. Штамм обеспечивает полное выбраживание сусла с повышенной кислотностью [2]. К недостатку данного штамма относится то, что полученный виноматериал не обладает ярким сортовым ароматом, вкус неполный, излишняя кислотность, в целом не формирует желаемых органолептических качеств.

В основу заявляемого изобретения поставлена задача получить штамм дрожжей, который имеет следующие преимущества по сравнению с аналогом и прототипом:

- более высокую сбраживающую способность красного сусла и мезги;

- получение красных столовых вин с желаемыми органолептическими качествами (вкус, цвет, аромат) при повышенной устойчивости к сернистому ангидриду.

Полученный штамм дрожжей Saccharomyces cerevisiae Y-4270 имеет следующие культурально-морфологические, физиолого-биохимические и технологические свойства.

Культурально-морфологические свойства. Для изучения культурально-морфологических особенностей предлагаемого штамма S. cerevisiae использовали органические среды: виноградное, солодовое сусло; виноградное сусло-агар; солодовое сусло-агар.

Клетки в виноградном сусле округлой формы размером 9.2×9.4; 8.9×8.9 мкм (рис. 1), на виноградном сусле-агаре овальной формы размером 6.7×8.2 мкм. Микроколонии на сусле-агаре округлой формы, диаметром 3.4-3.9 мм, палевого цвета, блестящие. Диаметр двадцатисуточной макроколонии на сусле-агаре 2.7×2.4 см, форма округлая в виде цветка с радиальными полосами, каймы нет, центр слегка выпуклый, блестящая с коричневым оттенком, структура однородная, консистенция мажущаяся (рис. 2). На среде Городковой и водном агаре, содержащем уксуснокислый натрий, клетки образуют аски со спорами округлой формы с гладкими оболочками по 1-2 в аске. Фенотип нейтральный.

Физиолого-биохимические свойства. Для диагностической характеристики выделенная культура изучена на способность сбраживать и усваивать углеводы, спирты и азотсодержащие соединения.

Штамм сбраживает и усваивает: глюкозу, сахарозу, мальтозу, 1/3 раффинозы; не сбраживает и не усваивает лактозу, инулин, простые декстрины. Штамм усваивает уксусную, молочную, не усваивает янтарную, яблочную, винную, лимонную кислоты.

О физиолого-биохимическом потенциале изолята судили по бродильной активности, сбраживающей и спиртообразующей способности. Оптимальная температура роста штамма на виноградном сусле со свободным доступом воздуха (под стерильной ватной пробкой) - 24°C, оптимальный pH 3.0-3.2, минимальный pH 2.6. Штамм кислотоустойчивый.

Выделение штамма. Заявляемый штамм дрожжей выделен методом производственной селекции из осадков сброженного виноградного сусла и мезги сорта Каберне на ОАО «Дербентский завод игристых вин» с соблюдением правил стерильности.

Из дрожжевого осадка на чашки Петри с виноградным суслом-агаром проведены посевы проб, которые выдерживали в термостате при температуре 27±2°C. После образования микроколоний отбирали наиболее крупные, выпуклые, размером 3.5-3.9 мм, с ровными краями, размеры клеток в среднем 6.7×8.2 мкм. Далее выбранные колонии вносили в подготовленное сульфитированное стерильное сусло-мезгу с содержанием SO₂ - 130 мг/дм³. По окончании брожения проведена дегустация образцов и дана физиолого-биохимическая и органолептическая характеристика. При выполнении работ применялись общепринятые в энохимии и микробиологии методы [1].

Технологические исследования. Исследования проводились на ОАО «Дербентский завод игристых вин». Приготовление дрожжевой разводки сводилось к постоянному наращиванию активных клеток ЧКД, достаточной для сбраживания необходимого объема сусла. Виноматериал был приготовлен из винограда сорта Каберне, собранного в момент полной технологической зрелости по классической технологии приготовления красных столовых вин: дробление винограда с гребнеотделением, сульфитация сусла из расчета сернистого ангидрида - (70-100 мг/дм³), спиртовое брожение сусла при температуре 24-28°C в течение 6-8 дней с использованием нового штамма Y-4270 (опытная партия) и прототипа - Дербентская-19 (контроль). Далее проводилось пневматическое прессование мезги, самоосветление молодого вина и снятие с дрожжевого осадка, повторная сульфитация - (10-40 мг/дм³) и доливка.

Технологические свойства. Штамм Y-4270 активно сбраживает виноградное сусло с мезгой с массовой концентрацией 19.5-20 г/100 см³ сахара, 140 г/дм³ сернистого ангидрида при pH среды 3.0-3.2 и температуре 24-28°C, отличается высокой ароматобразующей способностью.

Анализ полученных результатов свидетельствует о том, что влияние изучаемых штаммов на физико-химические показатели виноматериалов из винограда сорта Каберне различно (таблица). Брожение осуществлялось более активно с использованием штамма S. cerevisiae Y-4270. Опытный виноматериал имел максимальное содержание спирта 11.5%, остаточный сахар 0.15 г/100 см³, концентрацию титруемых кислот 6.70 г/дм³, а летучие кислоты находились в допустимых пределах.

По данным органолептической оценки было выявлено, что штамм S. cerevisiae Y-4270 наиболее благоприятно влияет на качество виноматериала. Полученные вина отличались экстрактивностью, сложным букетом, типичностью для данного сорта.

Лабораторные и заводские исследования проводились в 2015-2016 гг.

Идентификация штамма, выделенного из осадков, образовавшегося после сбраживания виноградного сусла и мезги сорта Каберне, была проведена на основе анализа последовательности 18S рРНК во Всероссийской коллекции промышленных микроорганизмов ФГУП ГосНИИгенетика.

По результатам проведенного анализа нуклеотидной последовательности, кодирующей часть 18S рРНК исследуемого штамма, установлено, что заявляемый штамм наиболее близок к виду Saccharomyces cerevisiae (99%) [3, 4]. Штамм S. cerevisiae Y-4270 депонирован во Всероссийской коллекции промышленных микроорганизмов ФГУП ГосНИИгенетика.

Условия хранения. Штамм S. cerevisiae Y-4270 хранится во Всероссийской коллекции промышленных микроорганизмов ФГУП ГосНИИгенетика (г. Москва) и лаборатории биохимии и биотехнологии ФГБУН Прикаспийского института биологических ресурсов Дагестанского научного центра РАН (г. Махачкала). Штамм S. cerevisiae Y-4270 хранится при температуре 4±2°C на солодовом сусле-агаре с пересевом 3 раза в год и в лиофильно-высушенном виде с пересевом 1 раз в год.

Библиография

1. Бурьян Н.И. Микробиология виноделия. Ялта: ИВиВ Магарач, 1997. С. 130-160.

2. Макуев A.M. Изучение дрожжевой флоры виноматериалов Дагестана и подбор перспективных штаммов для местного виноделия: автореф. дис. …кан. биол. наук. Тбилиси, 1969.

3. Наумова Е.С., Серпова Е.В., Наумов Г.И. Молекулярная систематика дрожжей рода Lachancea // Биохимия. 2007. Т. 72. №12. С. 159-1667.

4. Clerck E.De, Vanhoutte Т., Hebb Т., Geerinck J., Devos J., Vos P.De. Isolation, Characterization and Identification of Bacterial Contaminants in Semifinal Gelatin Extracts // Applied and Environmental Microbiology. 2004. P. 3664-3672.