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生物技术通报
BIOTECHNOLOGY BULLETIN 2015, 31(9):204-208
酵母菌普遍存在于葡萄园葡萄叶片、果实、根
际以及土壤团粒中，尤其是叶片和果实表面是各
种酵母的天然栖息地。在传统的葡萄和葡萄酒产
区，酵母菌已逐渐适应了当地的气候条件、土壤条
件和葡萄品种，再加上自然选择的作用而形成适应
于不同类型葡萄酒的菌系［1-3］。酿酒酵母菌的发酵
特性因菌株的不同而存在明显差异，菌株的不同导
致利用的底物不同、生成的化学物质不同，从而使
葡萄酒的呈味物质存在差异，赋予产品独特的风
味［4，5］。从酿造学的观点来看，用本土菌种接种发
酵或者与其他菌种相混合进行发酵，可以生产出具
有地区特色的葡萄酒［6］。当地优选的菌种由于适宜
当地的风土环境，因而具有更强的发酵竞争力。
内蒙古西部地区，属中温带半干旱大陆性气候，
日照充足，干旱少雨，昼夜温差大，有效积温高，
是我国的优质酿酒葡萄产区。从当地的酿酒葡萄基
地中分离具有优良特性的葡萄酒酵母，对酿造具有
地域特色和独特风格的产地葡萄酒具有重要的价值。
本研究对分离自内蒙古西部几个葡萄酒产区的
6 株酵母菌进行耐受性实验和发酵实验，筛选适于
收稿日期 ：2015-01-14
基金项目 ：国家自然科学基金项目（31160245）
作者简介 ：王凤梅，女，硕士，副教授，研究方向 ：发酵工艺研究 ；E-mail ：maywfm@126.com
通讯作者 ：马利兵，男，博士，教授，研究方向 ：细胞工程及基因工程 ；E-mail ：413683527@qq.com
内蒙古西部地区本土葡萄酒酿酒酵母发酵特性研究
王凤梅1  马利兵2
（1. 包头轻工职业技术学院，包头 014030 ；2. 内蒙古科技大学 数理与生物工程学院，包头 014010）
摘 要 ： 对内蒙古西部地区分离得到的 6 株酿酒酵母进行了发酵特性的比较。首先对酵母进行了耐酒精、耐 SO2、耐低温、
耐低 pH、耐高糖和耐高盐的测试，随后进一步通过葡萄汁的发酵实验，分析比较了菌株的发酵力、酒精度、残糖量、总酸和挥发
酸含量等理化指标，最终筛选出两株发酵性能优良的菌株，有望应用于内蒙古西部地区特色葡萄酒的生产。
关键词 ： 葡萄酒 ；酿酒酵母 ；发酵特性
DOI ：10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2015.09.029
Fermentative Characteristics of Indigenous Wine Saccharomyces
cerevisiae Isolated from Western Area of Inner Mongolia
Wang Fengmei1 Ma Libing2
（1. Baotou Light Industry Vocational Technical College ；Baotou 014030 ；2. School of Mathematics，Physics and Biological Engineering，
Inner Mongolia University of Science & Technology，Baotou 014010）
Abstract: This study compared the fermentative characteristics of 6 strains of Saccharomyces cerevisiae isolated from western area of
Inner Mongolia. Firstly, the resistances of these strains on alcohol, SO2, low temperature, low pH, glucose and salt were tested ；then fermentative
experiment was performed by seeding these strains respectively into grape juice, the following physical and chemical indexes were measured
and compared ：the fermenting power of these strains, the alcoholic strength, the residual sugar, the content of total acid and volatile acid in
fermentation liquor. On the basis of above experimental results, 2 strains of S. cerevisiae with excellent fermentative characteristics were screened,
and they are expected to be utilized in producing indigenous wine in the western area of Inner Mongolia.
Key words: wine ；Saccharomyces cerevisiae ；fermentative characteristics
2015,31(9) 205王凤梅等：内蒙古西部地区本土葡萄酒酿酒酵母发酵特性研究
工业生产应用的优良酵母菌株，有望供地方特色葡
萄酒生产利用。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 实 验 用 培 养 基 YPD 培 养 基（Yeast Extract
Peptone Dextrose Medium）［7］：酵母浸粉 1％（W/V），
蛋白胨 2％（W/V），葡萄糖 2％（W/V）。
1.1.2 实验菌株 供试菌株为内蒙古西部酿酒葡萄
产区通过分离鉴定得到 6 株酿酒酵母（Saccharomyces
cerevisiae）和 1 株商业酵母 D254。
1.1.3 菌种活化和扩大培养 将保藏的酿酒酵母菌
株分别接种于 YPD 液体培养基中，于 28℃下培养
48 h。随后，将活化后的菌种按 5％的接种量接种
于已装有 100 mL YPD 液体培养基的三角瓶中，于
28℃、转速 72 r/min 摇床中培养。
1.1.4 葡萄汁 将新鲜、成熟的赤霞珠葡萄经破碎
压榨，过滤取汁，葡萄汁含糖量 228.1 g/L，总酸 8.5
g/L，pH 值 3.3，添加总 SO2 约 60 mg /L。
1.2 方法
1.2.1 酿酒酵母耐受性分析 将灭菌的 YEPD 液体
培养基 10 mL 加入带有杜氏发酵管的试管中，分别
在采用不同温度（9℃、12℃、15℃、18℃）、不同
pH 值（1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0），不同浓度的
乙醇（10%vol、12%vol、16%vol、18%vol）、SO2（100
mg/L、150 mg/L、200 mg/L、250 mg/L）、糖（30％、
40％、50％、60％）、盐（8％、10％、12％、14％、
16％）条件下，按酵母终浓度 106 个 /mL 的量接种，
做 3 个平行重复，25℃下培养 3 d，观察酵母菌的生
长情况［8］。
1.2.2 发酵试验 以赤霞珠为原料酿造葡萄酒，将
原料破碎取汁。然后将活化的菌株以终浓度 106
个 /mL 的量接种于 1 L 的葡萄汁中，28℃静置发酵。
设置 3 个平行重复，每隔 24 h，摇动瓶子，以驱除
CO2，称重。当失重量为 24 h 之前总重量的 0.2% 时，
视为发酵终止。根据 CO2 失重量绘制发酵曲线，并
测定各菌株发酵液的酒精度、总酸、挥发酸、残糖
等指标。
1.2.3 检测方法 参照 GB/T 15038—2006《葡萄酒、
果酒通用分析方法》［9］，酒精度（20℃条件下）采
用酒精计法、残糖量采用费林试剂直接滴定法、总
酸（以酒石酸计）采用指示剂法、挥发酸（以乙酸计）
采用蒸馏法测定。
1.2.4 统计方法 各生化指标数据采用 SPASS 19.0
统计软件进行分析。差异显著性设为 P<0.05。
2 结果
2.1 酿酒酵母耐受性试验
2.1.1 酵母对低温耐受性测试结果 菌株对低温耐
受性测试结果见表 1。由表 1 可知，所有供试菌株
均不能耐受 9℃以下的低温，12℃时生长明显受到
抑制，各菌株对低温的耐受性无明显差异。
表 1 菌株对低温耐受性测试结果
菌株
温度 /℃
9 12 15 18
MF33 - + ++ +++
M40 - + ++ +++
M59 - + ++ +++
E42 - + ++ +++
E51 - + ++ +++
E67 - + ++ +++
D254 - + ++ +++
注：“+++”表示气体满管，“++”表示气体 2/3 管左右，“+”表示表示气体 1/3
管左右，“-”表示无气体 ；菌株 D254 为商业酵母。下同
2.1.2 酵母对低 pH 耐受性测试结果 由表 2 可知，
在 pH 为 3.0-4.0 时，所有供试菌株均能旺盛生长 ；
而在 pH 为 2.5 时，则生长受到抑制，大部分菌株
均能耐受 pH2.0 的酸度。菌株 M59 最低只能耐受
pH2.5 的环境，pH2.0 时不能生长，耐受能力最弱。
表 2 菌株对低 pH 耐受性测试结果
菌株
pH 值
1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0
M33 - + + ++ ++ +++
M40 - + + ++ ++ +++
M59 - - + ++ ++ +++
E42 - + + ++ ++ +++
E51 - + + ++ ++ +++
E67 - + + ++ ++ +++
D254 - + + ++ ++ +++
2.1.3 菌株对酒精耐受性测试结果 菌株对酒精耐
受性测试结果见表 3。随着酒精含量的增高，酵母
生物技术通报 Biotechnology Bulletin 2015,Vol.31,No.9206
菌的生长逐渐减弱。菌株在酒精含量为 10％和 14％
时，均能正常生长。菌株 M33 和菌株 M59 不能耐受
16％的酒精。菌株 E42 和 E51 的耐酒精能力最强。
表 3 菌株对酒精耐受性测试结果
菌株
酒精含量（V/V％）
10 12 14 16 18
M33 +++ ++ + - -
M40 +++ ++ + + -
M59 +++ +++ + - -
E42 +++ ++ + ++ +
E51 +++ +++ ++ ++ +
E67 +++ ++ + + -
D254 +++ +++ ++ + -
2.1.4 菌株对 SO2 耐受性测试结果 在生产葡萄酒
过程中，葡萄原料较好的情况下，SO2 使用量在 30-
100 mg/L ；在葡萄原料相对较差的情况下，使用量
不超过 80-150 mg/L［10］。葡萄酒酿造中酵母菌株要
求有较高的耐 SO2 能力。菌株对 SO2 耐受性测试结
果见表 4，除 M40 外，所有供试菌株均能耐受 200
mg/L 的 SO2。菌株 M33、E51 和 D254 的耐 SO2 能力
最强。
表 4 菌株对 SO2 耐受性测试结果
菌株
SO2 浓度 /（mg·L
-1）
100 150 200 250
M33 +++ ++ ++ +
M40 +++ ++ - -
M59 +++ ++ + -
E42 +++ ++ + -
E51 +++ ++ ++ +
E67 +++ ++ + -
D254 +++ +++ ++ +
2.1.5 酵母对高糖耐受性测试结果 由表 5 可知，
所有供试菌株均可耐受 50％的糖，糖浓度达到 60％
时不能生长，各菌株对高糖的耐受性无明显差异。
2.1.6 酵母对高盐耐受性测试结果 由表 6 可知，
NaCl 浓度在 8%-10％时，所有供试菌株生长状态良
好 ；当浓度达到 14％时，大部分的供试菌株不能生
长，菌株 M40 能耐受 14％的 NaCl，耐受能力最强。
2.2 发酵试验
2.2.1 发酵速率 不同酵母发酵速率变化曲线见图
1。从图 1 中可以看出，菌株 E67、M40 起酵迟缓，
其余菌株起酵较快且起酵时间相差不大 ；发酵进行
到 48 h 时，所有菌株的 CO2 失重量达到高峰，此时
发酵速率最高，其后速率逐渐降低。
表 5 菌株对高糖耐受性测试结果
菌株
糖含量（W/W%）
30% 40% 50% 60%
M33 +++ ++ + -
M40 +++ ++ + -
M59 +++ ++ + -
E42 ++ ++ + -
E51 +++ ++ + -
E67 +++ ++ + -
D254 +++ ++ + -
表 6 菌株对高盐耐受性测试结果
菌株
NaCl 浓度（W/W%）
8% 10% 12% 14% 16%
M33 +++ ++ + - -
M40 +++ ++ ++ + -
M59 +++ ++ + - -
E42 +++ ++ + - -
E51 +++ ++ + - -
E67 +++ ++ + - -
D254 +++ +++ + - -
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
24 48 72 96 120 144 168 192ᰦ䰤h
M33
M40
M59
E42
E51
E67
D254
C
O
2ཡ䟽䟿g
图 1 不同酵母发酵速率变化曲线
2.2.2 其他酿酒特性指标的测定 不同酵母发酵的
葡萄酒的理化指标见表 7。据表 7 可知，所有菌株
发酵的葡萄酒的酒精度、残糖和挥发酸等指标均符
2015,31(9) 207王凤梅等：内蒙古西部地区本土葡萄酒酿酒酵母发酵特性研究
合国家标准［11］，即葡萄酒的酒精度≥ 7%（vol），干
葡萄酒残糖含量≤ 4 g/L，挥发酸含量≤ 1.2 g/L。商
业菌株 D254 与菌株 E42 和 E51 总 CO2 失重量、酒
精度差异不显著，但与其他菌株差异显著。由此可知，
3 讨论
酿酒酵母在发酵过程中会受到各种胁迫条件的
影响，当胁迫条件超过细胞的生理功能极限时便会
对细胞的生存能力和发酵过程产生负面的影响［12］。
为了避免发酵过程受到阻遏或发生迟滞现象，要求
酵母必须具备足够的胁迫应答能力以抵御不良条件
所造成的影响［13］。掌握菌株对胁迫条件的耐受性是
进行工业生产的基础，为有针对性地选育菌株提供
了依据。
在葡萄酒的酿造中，具有较高酒精耐性的酵母
菌株是保证较高的酒精产率和发酵顺利进行的前提
条件。酒精浓度过高会对酵母产生毒性，抑制细胞
的生长及发酵活性。所以，酵母的发酵能力很大程
度上取决于它们自身耐酒精能力的大小［14，15］。酒
精耐受性不强可能会导致发酵缓慢或终止，糖不能
被完全发酵，残糖量较高。酒精耐受性是各种胁迫
条件中国内外研究最多的，张穗生等［16］研究了酿
酒酵母酒精耐受性机理，邢建宇等［17］采用 Plackett-
Burman 设计方法研究了培养基的成分对酿酒酵母生
长以及乙醇耐受能力的影响。吴华昌等［18］从白酒
窖池的酒糟中筛选出一株能耐 18% 乙醇的酵母菌株。
本试验中，商业酵母 D254 不能耐受 18% 的酒精，
但菌株 E42 和 E51 在酒精含量为 18％仍能生长，优
于商业酵母 D254，酒精耐受力最强。
高渗透胁迫主要发生在发酵初期，糖是酒精发
酵的基质，高浓度的葡萄糖产生的渗透压会抑制酵
6 株本土酵母菌中 E42 和 E51 的总 CO2 失重量最高、
产酒精能力比较强，虽然 E51 酒样挥发酸比商业菌
株 D254 高，但挥发酸含量均符合国家标准理化指
标要求。
表 7 不同酵母发酵的葡萄酒的理化指标
菌株 总失重 /g 酒精度 /%（vol） 残糖 /（g·L-1） 总酸 /（g·L-1） 挥发酸 /（g·L-1） pH 值
M33 34.2±1.5b 9.0±0.5b 3.55±0.21 7.6±0.6 0.53±0.05 3.14±0.27
M40 30.9±2.1c 8.8±0.7b 3.59±0.32 7.8±0.7 0.55±0.03 3.13±0.22
M59 34.3±1.8b 10.3±0.2ab 3.26±0.27 7.5±0.7 0.51±0.04 3.23±0.30
E42 38.5±2.5a 12.1±0.9a 2.16±0.18 6.8±0.8 0.43±0.04 3.22±0.29
E51 39.0±3.3a 11.5±1.1a 2.37±0.22 7.1±0.4 0.50±0.03 3.08±0.25
E67 36.0±2.4b 8.8 ±0.5b 3.64±0.24 7.7±0.6 0.56±0.05 3.11±0.19
D254 38.7±2.2a 12.0±0.7a 2.02±0.21 7.0±0.5 0.42±0.02 3.15±0.28
母菌的生长，因此要求酿酒酵母菌株应具有较高的
高渗透耐受性。含糖量在 12%-18％的葡萄汁起酵迅
速，随着糖浓度的升高，发酵逐渐受到抑制［19，20］。
杨鲁君等［21］从黄酒厂的麦曲、酒药、发酵醪中分
离到具有耐高渗透压的酿酒酵母菌株。本试验中的
所有菌株均能耐受 50% 以下的葡萄糖浓度，不能耐
受 60% 葡萄糖浓度。NaCl 浓度较高时，使发酵醪
具有较高渗透压，同样会引起酵母的一些变化，抑
制酵母的生长繁殖和发酵性能［22］，试验中的菌株除
M40 外，所有菌株均不能耐受 14% 的 NaCl。
在本研究的酵母耐受性试验中，商业菌株 D254
与供试菌株差异不显著，并没有体现它的优越性。
在酿酒酵母的筛选和评价试验中，小容器发酵是
非常关键的试验手段，它必须在相同的发酵条件
下，体现不同酵母对葡萄酒的分析和感官质量的影
响［23］。发酵试验中各菌株发酵后的葡萄酒的理化指
标均符合国家标准，菌株 E42 和 E51 具有良好的乙
醇转化能力。短时间的试验无法对菌株做出全面的
评价，其在中试和大生产中的发酵性能仍需多年大
量的观察和试验。
4 结论
本研究分离的酿酒酵母各菌株对低温和高糖的
耐受性无明显差异 ；菌株 E59 最低只能耐受 pH2.5
的环境，pH2.0 时不能生长，耐受低 pH 值能力最弱；
菌株 E42 和 E51 能耐受 18% 的酒精，耐酒精能力最
强 ；E51 和 M33 能耐受 250 mg/L 的 SO2，耐 SO2 能
生物技术通报 Biotechnology Bulletin 2015,Vol.31,No.9208
力最强 ；菌株 M40 能耐受 14％的 NaCl，耐受盐能
力最强。发酵实验中，菌株 E67、M40 的发酵迟缓，
其余菌株无差异 ；菌株 E42 和 E51 产酒精能力最强。
综合比较，菌株 E42 和 E51 由于耐性优良，产酒精
能力强，是具有潜在应用价值的菌株。
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（责任编辑 李楠）