游若篍臺灣大學：食品科技研究所黃 星 榜Huang, Hsing-PangHsing-PangHuang2007-11-272018-06-292007-11-272018-06-292004http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/56352本研究利用自黑后葡萄中篩選出之二株釀酒酵母：Saccharomyces cerevisiae HP01及Saccharomyces boulardii HS13，探討此二株酵母菌經固定化後，對紅酒釀製之發酵特性、重複批式發酵能力及其貯存活性之影響。結果顯示，將酵母菌體懸浮於3% 褐藻酸鈉溶液中，以0.2 M CaCl2為凝膠劑，製得固定化酵母菌數達107 CFU/g；之後分別接種游離或固定化酵母於25°Brix之黑后葡萄酒醪中，起始菌數為106 CFU/mL，經25℃發酵16天，所得紅酒成品間之成分分析無顯著差異（p > 0.05）：酒精產量均高於12% (v/v)；還原糖0.31%；總糖0.36-0.41%；總酸度0.89-0.93 %；pH 值3.5-3.6；可滴定酸含量9.1-9.8g/L。利用固定化酵母釀造之紅酒，其揮發性酸產量及短鏈脂肪酸含量較高；而使用游離酵母釀造之紅酒，其總酚含量和高級醇類含量較高。此外，固定化酵母經8批次重複共128天發酵後，仍能保持良好的發酵能力，酒精產量可維持在 13% (v/v) 以上。貯存性試驗結果顯示，固定化酵母於4℃儲存六個月仍有良好發酵能力，菌數維持在107 CFU/g以上，酒精產量高於13% (v/v)。在喜好性品評結果方面，不論是利用游離或固定化酵母所發酵之紅酒，其色澤、風味及整體接受度並無顯著差異；香氣則以固定化酵母所發酵製得之紅酒較佳。In the previous years, we successfully selected two yeast strains, Saccharomyces cerevisiae HP01 and Saccharomyces boulardii HS13, from Black Queen grapes. Therefore, in this investigation, live yeasts were entrapped in calcium alginate gel beads via dripping the 3% sodium alginate-yeasts suspension into 0.2 M calcium chloride solution. The grape musts were adjusted with sucrose to 25oBrix, followed by inoculation with 106 CFU/mL free or immobilized yeasts. After fermentation at 25℃ for 16 days, fermentation properties such as ethanol yields＞12% (v/v), 0.31% of reducing sugar, 0.36-0.41% of total sugar, 0.89-0.93% of total acidity, 3.5-3.6 of pH, and 9.1-9.8g/L of titratable acidity were not significantly different. The concentrations of volatile acidity and short chain fatty acids were higher in immobilized yeasts, but the concentrations of total pigment content and higher alcohols were higher in free ones. During the recycle batch fermentation, the immobilized yeasts maintained high fermentation activity for more than 8 batches and kept 13% (v/v) ethanol productivity. The viability and fermentation activity of immobilized yeasts didn’t decrease while storage at 4℃ for 6 months. Sensory evaluation showed that color, taste and overall acceptance of red wines made by free or immobilized yeasts were not significantly different. However, the flavor was better for red wines fermentation with immobilized yeasts.目錄 頁次 中文摘要……………………………………………………………… i 英文摘要…………………………………………………………...… ii 壹、前言……………………………………………………………… 1 貳、文獻整理………………………………………………………… 2 一、釀酒葡萄…………………………………………………… 2 二、紅葡萄酒釀製過程之簡介………………………………… 5 三、釀酒過程之微生物簡介…………………………………… 8 四、紅葡萄酒中之風味物質…………………………………...10 五、應用固定化酵母於紅葡萄酒之釀製……………………...23 六、固定化對酵母生理特性上之影響………………………...28 參、材料與方法……………………………………………………...30 一、實驗材料…………………………………………………...30 二、菌酛的製備………………………………………………...31 三、紅葡萄酒之發酵試驗……………………………………...33 四、固定化酵母重複批式發酵試驗…………………………...33 五、發酵期間菌數測定………………………………………...33 六、固定化酵母儲存試驗……………………………………...34 七、分析方法…………………………………………………...34 八、嗜好性品評試驗…………………………………………...40 肆、結果與討論…………………………………..………………...41 一、黑后葡萄汁成分分析…………...…………………………41 二、紅葡萄酒發酵過程中之成分變化分析………………...…44 三、紅葡萄酒成分分析………………………………………...52 四、紅葡萄酒之香氣成分分析…………………………...……54 五、固定化酵母重複批式發酵試驗…………………………...57 六、發酵期間菌數變化………………………………………...61 七、固定化酵母儲存試驗……………………………………...61 八、成品酒嗜好性感官品評試驗……………………………...65 伍、結論……………………………………………………………...67 陸、參考文獻………………………………………………………...68 圖目錄 頁次 圖一、傳統紅葡萄酒釀製流程…………………………………………7 圖二、紅葡萄酒發酵過程中酵母菌生長情形………………………....9 圖三、酵母菌之酒精發酵及風味物質合成反應…………………..…11 圖四、兩種主要之固定化細胞方式………………………………..…24 圖五、褐藻酸鈉與褐藻酸鈣之化學結構…………………………..…26 圖六、標準有機酸之高效液相層析圖……………………………..…42 圖七、利用游離或固定化酵母釀製紅葡萄酒於發酵期間之可溶 性固形物變化…………………………………………………..46 圖八、利用游離或固定化酵母釀製紅葡萄酒於發酵期間之乙醇 變化……………………………………………………………..47 圖九、利用游離或固定化酵母釀製紅葡萄酒於發酵期間之可滴 定酸變化…………………………………………………..……48 圖十、利用游離或固定化酵母釀製紅葡萄酒於發酵期間之揮發 性酸變化…………………………………………………..……49 圖十一、利用游離或固定化酵母釀製紅葡萄酒於發酵期間之 pH變化…………………………………………..……………..50 圖十二、利用游離或固定化酵母釀製紅葡萄酒於發酵期間之色 度比(A420/A520 )變化………………..……………………….....51 圖十三、利用游離與固定化S. cerevisiae HP01於發酵 期間之可溶性固形物變化………………….…………………58 圖十四、利用游離與固定化S. boulardii HS13於發酵 期間之可溶性固形物變化……………………...………..……59 圖十五、游離與固定化酵母發酵期間之菌數變化……………...…..62 圖十六、固定在膠體上與載體上脫附之酵母發酵期間之菌數 變化…………………………………………………….......…..63 表目錄 頁次 表一、理想的釀酒葡萄品質………………………………………...… 4 表二、酒中主要風味相關化合物含量………………………………..12 表三、酒中主要高級醇類之含量、閾值及氣味特性………………..13 表四、酒中主要脂肪酸類之含量、閾值及氣味特性………………..16 表五、酒中主要揮發性酚類化合物之含量、閾值及氣味特性……..17 表六、酒中主要羰基化合物之含量、閾值及氣味特性..……………18 表七、酒中主要含硫化合物之含量、閾值及氣味特性.…………….20 表八、酒中主要酯類之含量、閾值及氣味特性.…………………….22 表九、黑后葡萄汁之成分分析.…………………………………….…43 表十、利用游離或固定化酵母釀製之紅葡萄酒成分分析…………..53 表十一、利用游離或固定化酵母發酵製得之紅葡萄酒香氣成分…..56 表十二、利用游離與固定化酵母批次發酵之可溶性固形物變化 與酒精產量……………………………………………………..60 表十三、固定化酵母儲存於4 ℃水中期間生菌數之變化及其 發酵酒精產量…..…………………………....………………....64 表十四、以游離或固定化酵母發酵製得紅酒之感官品評…………..667333346 bytesapplication/pdfen-US褐藻酸鈣發酵固定化紅葡萄酒酵母菌calcium alginatefermentationyeastimmobilizationred grape winethesishttp://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/56352/1/ntu-93-R91641012-1.pdf