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1 中国农业科学 216,49(1): Scienti Agricultur Sinic doi: /j.issn 添加不饱和脂肪酸对酿酒酵母胞内脂肪酸成分和葡萄酒香气的影响 段亮亮 1,2, 潘秋红 1, 王亚钦 1, 叶冬青 1, 段长青 1, 燕国梁 1 ( 1 中国农业大学食品科学与营养工程学院 / 葡萄与葡萄酒研究中心, 北京 183; 2 陕西中医药大学公共卫生学院, 陕西咸阳 71246) 摘要 : 目的 研究葡萄汁中不饱和脂肪酸(Unsturted ftty cids,ufas, 包括油酸 亚油酸和 α- 亚麻酸 ) 含量同时变化对葡萄酒发酵过程中酿酒酵母胞内脂肪酸成分和酿酒香气的影响, 为提高葡萄酒品质提供参考 方法 选用 美乐 葡萄 (Vitis vinifer L.) 汁为培养基, 试验设置对照组 ( 不添加 UFAs,CK) 低浓度 UFAs 添加组 (LFG) 和高浓度 UFAs 添加组 (HFG), 比较葡萄酒酒精发酵过程中 3 个处理组间酵母 (Scchromyces cerevisie EC1118) 生长 (OD6) 细胞内脂肪酸成分以及酿酒香气成分的差异 结果 提高 UFAs 浓度能够促进酵母细胞生长以及对 UFAs 的吸收, 使胞内 UFAs 含量迅速增加, 但抑制饱和脂肪酸 (C4: C24:) 的合成 分析 UFAs 对葡萄酒香气物质的影响发现, 高浓度 UFAs 能够促进酵母高级醇和乙醇酯类 ( 包括己酸乙酯 辛酸乙酯和癸酸乙酯 ) 香气的产生, 但抑制了中短链脂肪酸 (medium-chin ftty cids,mcfas,c4: C12:) 的产生, 对来源于葡萄果实的醛类 单萜和降异戊二烯香气的影响较小 结论 提高葡萄汁初始 UFAs 含量能够促进细胞生长, 提高葡萄酒发酵速度, 有利于乙醇酯类香气物质的合成, 从而增强葡萄酒的果香 花香和甜香特征 因此, 调控葡萄或葡萄汁中不饱和脂肪酸浓度可以作为调控葡萄酒香气品质的一种重要手段 关键词 : 葡萄酒 ; 酿酒酵母 ; 不饱和脂肪酸 ; 胞内脂肪酸 ; 香气化合物 Influence of Addition of Unsturted Ftty Acids on Ftty Acid Composition of Scchromyces cerevisie nd Wine Arom Compounds DUAN Ling-ling 1,2, PAN Qiu-hong 1,WANG Y-qin 1, YE Dong-qing 1, DUAN Chng-qing 1, YAN Guo-ling 1 ( 1 Chin Agriculturl University/College of Food Science nd Nutritionl Engineering/Center for Viticulture nd Enology, Beijing 183; 2 Shnxi University of Chinese Medicine/College of Pulic Helth, Xinyng 71246, Shnxi) Astrct: Ojective To provide theoreticl sis for improving the qulity of wine, the effect of different concentrtions of unsturted ftty cids (UFAs, including oleic cid, linoleic cid, nd α-linolenic cid) in grpe juice on the intrcellulr ftty cid composition of yest nd voltile profile in wine were investigted in this study. Method Different concentrtions of mixed UFAs were initilly dded into Merlot (Vitis vinifer L.) juice including the control without UFAs ddition (CK), low concentrtion of UFAs ddition (LFG) nd high concentrtion of UFAs ddition (HFG). The growth of yest (Scchromyces cerevisie EC1118) growth (OD 6 ), intercellulr ftty cid composition nd wine voltile rom compounds mong the three tretments during lcoholic fermenttion were compred. Result The increse of UFAs cn ccelerte yest growth nd promote UFAs sorption y yest, while suppress yest sturted ftty cids (C4:-C24:) synthesis. The influence of UFAs on wine rom showed tht the increse of UFAs cn stimulte the production of higher lcohols nd ethyl esters y yest, such s ethyl hexnote, ethyl octnote nd ethyl decnote, ut inhiit the genertion of medium-chin ftty cids (MCFAs, C4:-C12:). The influence on grpe-derived ldehydes, 收稿日期 : ; 接受日期 : 基金项目 : 国家现代农业产业技术体系建设专项 (CARS-3) 中央高校基本科研业务费专项资金资助 (216SP2) 联系方式 : 段亮亮,E-mil:linglings1@163.com 通信作者燕国梁,Tel/Fx: ;E-mil:glyn@cu.edu.cn

2 1 期段亮亮等 : 添加不饱和脂肪酸对酿酒酵母胞内脂肪酸成分和葡萄酒香气的影响 1961 monoterpenes nd norisoprenoids voltiles were little. Conclusion Incresing UFAs in grpes cn considerly improve yest growth nd the wine fermenttion rte, more importntly, it cn promote yest-derived ethyl esters voltiles production, which intensifies the fruity, flowery nd sweet odors of wine. Therefore, mnipultion of initil UFA contents in grpes or grpe juice is potentil wy to regulte wine rom qulity. Key words: wine; Scchromyces cerevisie; unsturted ftty cids; intercellulr ftty cids; rom compounds 引言 研究意义 葡萄酒具有较好的保健作用和良好的风味, 近年来, 越来越受到消费者的青睐, 人们对葡萄酒品质的追求也在逐步提高 [1] 葡萄酒品质受多种因素的影响, 如葡萄品种 前处理方式以及发酵工艺等, 其中葡萄汁中不饱和脂肪酸 (unsturted ftty cids, UFAs) 含量是影响葡萄酒品质的重要因素之一 [1-5] UFAs 是厌氧条件下酵母必需的营养素, 对酵母生长繁殖 抗逆性 香气物质合成等具有重要作用 [2-9] 因此, 研究葡萄汁中 UFAs 组分及浓度变化对酿酒酵母生长 胞内脂肪酸组分和香气物质合成的影响, 对提高葡萄酒品质具有重要的指导意义 前人研究进展 [1] REDON 等发现, 增加基质中棕榈油酸 (C16:1n9c) 能够降低酵母胞内脂肪酸碳链长度, 增加细胞活性, 促进酵母生长繁殖和缩短发酵时间 UFAs 不仅有助于维护细胞膜的完整性和流动性, 并且能保护细胞膜上酶和蛋白行使正常功能, 促进发酵 [11-12] 更为重要的是,UFAs 能够影响酿酒酵母合成香气物质的种类和浓度, 并随着脂肪酸添加种类和浓度发生改变 例如, 增加油酸 (31 mg L -1 ) 和麦角甾醇 (25 mg L -1 ) 含量能够促进酵母高级醇和乙酸酯的产生 [4] ; 而增加亚油酸 (5 mg L -1 ) 的含量, 却抑制酵母乙醇酯和乙酸乙酯的产生 [5] ; 添加 Tween 8(7% 的亚油酸,3% 的软脂酸和硬脂酸 ) 能够促进酵母酯类 高级醇和中短链脂肪酸 (MCFAs) 的产生 [13] 葡萄果实中含有.15%.24%( 湿重百分率 ) 的脂类化合物, 且以油酸 亚油酸和 α- 亚麻酸为主 [14-16] 在酿酒过程中, 加工工艺可以显著影响葡萄汁中 UFAs 的含量 如真空过滤使亚油酸和 α- 亚麻酸减少 97% [17], 而皮渣浸渍却使葡萄汁中 UFAs 含量升高了 3 倍 [18] 在前期研究中, 笔者课题组以模拟葡萄汁为培养基, 研究了外源 UFAs 含量变化对酵母香气物质合成的影响 [19], 但模拟汁和真实葡萄汁基质差异很大, 不能代替 本研究切入点 3 种 UFA 同时存在于葡萄汁中, 但截至目前, 前人研究主要集中于脂类或单个 UFA 含量变化对酵母发酵的影响 [4-1,13], 并没有根据葡萄果实中 UFAs 种类及含量变化, 研究油酸 亚油酸和 α- 亚麻酸协同变化 对酿酒酵母生长繁殖 胞内脂肪酸成分和葡萄酒香气的影响 拟解决的关键问题 采用 UFAs 含量较低 [2] 的 美乐 葡萄汁作为培养基, 参考以往文献 [15-17, 2-22], 确定 UFAs 添加比例 ( 油酸:亚油酸: α- 亚麻酸之比约为.8:3:1), 添加浓度设置为对照组 (CK, 即不添加 UFAs) UFAs 低浓度添加组 (LFG) 和高浓度添加组 (HFG) 低浓度 UFAs 能够确保酵母在厌氧条件下完成发酵 [23] ; 高浓度 UFAs 能够充分体现其对酿酒酵母发酵的影响 发酵过程中监测细胞生长 (OD 6 ) 胞内脂肪酸和香气物质的变化 探明葡萄汁中 3 种主要 UFAs 含量变化对酵母生长繁殖 脂肪酸代谢和酿酒香气化合物合成的影响, 为提高葡萄酒品质提供参考 1 材料与方法 试验于 214 年在中国农业大学食品科学与营养工程学院葡萄与葡萄酒研究中心完成 1.1 培养基质采用 212 年成熟的 美乐 葡萄果实, 除梗破碎取自流汁, 自然沉降后采用膜 (CN-CA 膜,5 mm.22 μm) 过滤, 去除杂菌 葡萄汁 (CK) 中油酸 ( C18:1n9c) 亚油酸(C18:2n6c) 和 α- 亚麻酸 (C18:3n3c) 含量较低, 添加 UFAs 后 LFG 和 HFG 中各 UFA 含量见表 1, 油酸:亚油酸: α- 亚麻酸 =.8:3:1 各组发酵前还原糖总量 g L -1 ( 参照 GB/T 中直接滴定法 ), 总酸 7.3 g L -1 ( 参照 GB/T 中的滴定法 ),ph 3.71( 参照 GB/T 中的 ph 技法 ) [24] 1.2 发酵条件发酵采用带有发酵栓的 5 ml 三角瓶进行, 为确保一定的厌氧发酵条件, 加入葡萄汁 3 ml, 穿刺针密闭取样, 接种前将氮气缓慢通入发酵液中去除残留的氧气 将.5 g 干酵母 (S. cerevisie EC1118, Lllemnd Inc. Denmrk) 加入到 5 ml YPD 培养基 (1.% 酵母浸提物,2.% 蛋白胨,2.% 葡萄糖,pH 5.3) 中,28,18 r/min 过夜培养到酵母生长至对数末期, -4,5 r/min 离心 5 min, 收集酵母菌体, 用 2 ml 无菌水洗涤 3 次, 加入培养基中, 至浓度 1 1 6

3 1962 中国农业科学 49 卷 表 1 美乐 葡萄汁中 UFAs 变量浓度 Tle 1 Concentrtions of UFAs vriles in Merlot juice 不饱和脂肪酸 浓度 Concentrtion Unsturted ftty cids (UFAs) 对照 低浓度 UFAs 高浓度 UFAs Control (CK) Low concentrtion of UFAs ddition grpe juice (LFG) High concentrtion of UFAs ddition grpe juice (HFG) C18:1n9c C18:2n6c C18:3n3c cells/ml, 每组处理重复 3 次 25 恒温培养箱静置培养发酵, 每 8 h 测定 OD 6 和糖含量, 监测发酵过程 发酵过程取样点 :A, 发酵前 ;B, 对数中期 ; C, 平稳期早期 ;D, 平稳期后期 ;E, 发酵结束 ( 图 1) 取样后,-4,6 r/min 离心 5 min, 收集上清液和酵母菌体, 用 2 ml 无菌水洗涤两次, 对发酵液和酵母胞内脂肪酸以及酿酒香气进行分析, 发酵主产物分析待乙醇发酵结束后进行 1.3 发酵主产物分析发酵液滤膜过滤 (PES,.22 μm), 采用高效液相色谱 HPLC12 ( Agilent Technologies, Inc. PloAlto,CA) 进行发酵主产物分析 检测参考 LÓPEZ 等的方法 [25-26], 色谱柱 HPX-87H(3 mm 7.8 mm, 3.5 μm), 保护柱 (BIO-RAD Ct. No ,3 mm 4.6 mm) 流动相为 5 nmol L -1 H 2 SO 4 溶液, 流速.6 ml min -1 1 葡萄糖 果糖 甘油和乙醇的检测, 进样量为 2 μl, 柱温 45,RID 检测器, 分析 3 min 2 乙酸 柠檬酸 酒石酸 琥珀酸和苹果酸的检测, 进样量为 1 μl, 柱温 6,DAD 检测器, 分析 3 min 采用蒸馏水配制 7 个浓度梯度的混标溶液, 在上述相同测定条件下进样分析, 所有标准曲线回归系数大于 99%, 根据标准曲线对各发酵主产物进行定量分析 1.4 脂肪酸的检测 [27] 参考 GUILLOUS-BENATIER 等的方法测定发酵液中脂肪酸含量, 略作调整 采用 1 ml 二氯甲烷室温下萃取 5 ml 样品, 萃取 3 次, 合并有机层 3 真空旋转蒸发至萃取液少于 1 ml 加入 3 ml 1% H 2 SO 4 -CH 3 OH 65 甲酯化衍生 2 h [28], 加入 3 ml 正己烷 1 ml 蒸馏水, 萃取 3 次, 合并有机层, 氮吹至 1 ml, 加入内标十九酸甲酯 (.4 mg ml -1 ), 待分析 [1] 参考 REDON 等的方法测定酵母胞内脂肪酸含量, 略作调整 酵母细胞真空冷冻干燥 (-5,12 h) 后, 加入 1 ml 5% NOH-CH 3 OH/H 2 O(5%) 溶液, 1 密闭水浴 3 min 收集皂化液, 加入 2 ml 6 mol L -1 HCl,8 密封水浴 1 min 加入 3 ml 正己烷,3 s 涡流振动提取,3 r/min 离心 3 min 收集有机层, 提取 3 次, 合并有机层, 氮吹至 1 ml, 加入内标十九酸甲酯 (.4 mg ml -1 ), 待分析 采用 689NGC/5975BMS 气相色谱与质谱联用仪 (GC-MS,Agilent,USA) 对脂肪酸甲酯进行分析 毛细管柱 :HP-INNOWAX Polyethylene Glycol(6 m.25 mm.25 μm(j&w scientific,usa) 程序升温 : 初温 8, 保持 1 min, 然后以 25 /min 升温至 22, 再以 5 /min 升温至 25, 保持 2 min; 不分流进样, 进样量 1 µl; 载气 % He, 流速.8 ml min -1 ; 进样口温度 :25 ; 进样口压力 :13.56 psi; 吹扫流量 :55.9 ml min -1 ; 吹扫时间 :.75 min; 总流量 :63.9 ml min -1 质谱接口温度 28, 离子源温度 23, 四级杆温度 15, 电离方式 EI, 离子源能量 7 ev, 选择离子扫描, 扫描范围 2 35 m/z 采用正己烷配制 7 个浓度梯度的混标溶液, 加入内标十九酸甲酯 (.4 mg ml -1 ), 在上述相同测定条件下进样分析, 所有标准曲线的回归系数大于 99%, 根据标准曲线进行各脂肪酸成分定量 UFAs 吸收速率 =( 初始添加 UFAs 浓度 - 基质中 UFAs 浓度 )/ 发酵时间 1.5 香气化合物的检测香气化合物的分析参考 ZHANG [29] WU [3] 等的方法, 采用顶空固相微萃取结合气质联用仪 ( 型号同上 ) 进行 选用 5/3 μm DVB/Croxen/PDMS (Supelco,Bellefonte,PA) 萃取头, 萃取前, 萃取头在 27 老化 1 h 将 5 ml 发酵样品加入到 15 ml 样品瓶中, 加入内标 4- 甲基 -2- 戊醇 (1 μg L -1 ),1 g NCl 和转子后采用 PTFE 硅隔膜密封,4 恒温,18 r/min 平衡 3 min, 将萃取头插入样品瓶, 再 4 恒温搅拌

4 1 期段亮亮等 : 添加不饱和脂肪酸对酿酒酵母胞内脂肪酸成分和葡萄酒香气的影响 1963 萃取 3 min 将萃取头插入 GC-MS 进样口 25 解吸 8 min, 不分流进样 柱温初始温度 5, 保持 1 min, 以 3 /min 升高至 22, 保持 5 min 进样口压力: psi; 吹扫流量 :55.9 ml min -1 ; 吹扫时间 :.75 min; 总流量 :63.9 ml min -1 质谱接口温度 28, 离子源温度 23, 四级杆温度 15, 电离方式 EI, 离子源能量 7 ev, 选择离子扫描, 扫描范围 m/z 香气定量分析参考 HOWARD [31] JETTI [32] 等的方法 采用合成酒溶液 (2 g L -1 葡萄糖,7 g L -1 酒石酸, 12% 酒精度,5 mol L -1 NOH 调整 ph 至 3.6) 进行 配制混合香气标准品 7 个梯度酒溶液, 在上述相同条件下对酒香进行提取和测定, 所有标准曲线的回归系数大于 95% 对无标准品的香气化合物, 则根据具有相同官能团或者相似碳原子数的化合物来进行定量 为了评价各香气化合物对总香气的贡献, 通过香气浓度除以香气阈值 (OT) 来计算各香气化合物的香气值 (OAV), 香气阈值根据以往文献获得, 见表 数据处理与分析采用 SPSS 16. 进行主成分分析 (PCA) 和方差分析 (ANOVA,P.5) 2 结果 2.1 细胞生长和糖消耗如图 1 所示, 厌氧条件下,CK 发酵历经 751 h, 显著长于其他两组 与 CK 相比, 随着 UFAs 浓度升高,LFG 和 HFG 中 OD 6 值和糖消耗速度显著增加, 表明添加 UFAs 能够促进酵母生长, 提高发酵速度 24 CK B D E LFG C HFG D E 6 16 C E 3 8 D A 时间 Time (h) A: 发酵前 ;B: 对数中期 ;C: 平稳期早期 ;D: 平稳期后期 ;E: 发酵结束 CK: 对照 ;LFG: 低浓度 UFAs;HFG: 高浓度 UFAs 下同 A: Pre-fermenttion; B: Mid-exponentil-phse; C: Erly-sttionry-phse; D: Lte-sttionry-phse; E: End-fermenttion. CK: Control; LFG: Low concentrtion of UFAs; HFG: High concentrtion of UFAs. The sme s elow 图 1 发酵过程中 OD6 和糖浓度的变化 Fig. 1 OD 6 nd residul sugr concentrtion during fermenttions 2.2 发酵主产物当 CO 2 不再产生 ( 即 24 h 间隔 CO 2 失重 <.2 g 1 ml -1 葡萄汁时 ) 视为酒精发酵结束 如表 2 所示, 发酵结束时, 各有机酸含量组间差异不显著 CK 中果糖和葡萄糖含量最高, 总浓度共计 g L -1, 而乙醇和甘油含量显著低于 LFG 和 HFG UFAs 对酵母有机酸代谢影响不显著, 而促进酵母糖代谢 另外, 苹果酸和酒石酸均是葡萄汁和酿酒中主要有机酸, 发酵结束时, 苹果酸与酒石酸之和显著大于初始葡萄汁中滴定酸 2.3 酵母对 UFAs 的吸收及胞内脂肪酸含量图 2 为发酵过程中, 酵母对葡萄汁中 UFAs 的吸收速率, 其中,HFG 中酵母对 UFAs 的吸收速率最高, 其次分别为 LFG 和 CK 中, 表明增加初始 UFAs 含量有利于酵母细胞吸收 UFAs UFAs 在酵母胞内的含量在 HFG 最高, 其次分别为 LFG 和 CK( 图 3) 因此, 总脂肪酸 (C4 C24)

5 1964 中国农业科学 49 卷 不饱和脂肪酸吸收速率 Uptke rte of UFAs (mg L -1 h -1 ) 图 2 发酵过程中不同 UFAs 添加浓度下酵母对 UFAs 的吸收速率 Fig. 2 Uptke rte of UFAs y yest cells in different UFAs dded medium during fermenttion 细胞内脂肪酸含量 Concentrtions of intercellulr ftty cids (mg g -1 dry wine yest) 图 3 发酵过程中酵母细胞中不饱和脂肪酸 (UFAs) 中短链脂肪酸(MCFAs) 长链饱和脂肪酸和总脂肪酸的含量变化 Fig. 3 The concentrtions of unsturted ftty cids (UFAs), medium-chin ftty cids (MCFAs), long-chin sturted ftty cids nd totl ftty cids in wine yest during wine fermenttion

6 1 期段亮亮等 : 添加不饱和脂肪酸对酿酒酵母胞内脂肪酸成分和葡萄酒香气的影响 1965 表 2 酒精发酵结束时发酵主产物含量 Tle 2 Primry fermenttion products in wine t the end of lcoholic fermenttion 化合物 Compounds 含量 Concentrtion (g L -1 ) 对照 CK 低浓度 UFAs 添加葡萄汁 LFG 高浓度 UFAs 添加葡萄汁 HFG 柠檬酸 Citric cid.43±.1.46±.1.45±.1 酒石酸 Trtric cid 5.56± ± ±.3 苹果酸 Mlic cid 6.6±.3 6.7±.3 6.4±.2 琥珀酸 Succinic cid.55±.2.59±.3.61±.4 乙酸 Acetic cid.79±.74±.74± 葡萄糖 Glucose 5.88±.36 tr tr 果糖 Fructose 7.4± ± ±.17 甘油 Glycerol 7.3± ± ±.44 乙醇 Ethnol (v/v, %) 1.14± ± ±.58 字母 c 表明含量差异显著 (ANOVA,P<.5);tr: 痕量 下同 Letter, nd c indictes the vlues hve significnt difference (ANOVA, P<.5); tr: Trce. The sme s elow 在 HFG 酵母中含量最高, 其次分别为 LFG 和 CK 但 MCFAs(C4: C12:) 和长链饱和脂肪酸 (C14: C24:) 与 UFAs 和总脂肪酸变化表现出相反的趋势, 即 CK 酵母中含量最高, 其次分别为 LFG 和 HFG( 图 3) 2.4 香气化合物初始 UFAs 浓度的变化显著影响了香气化合物的合成 如表 3 所示, 酿酒过程中共检出香气化合物 51 种, 包括 MCFAs 6 种, 乙醇酯类 7 种, 高级酸 1 种, 醇类 14 种, 乙酸酯类 3 种, 醛类 1 种, 单萜和降异戊二烯类 7 种, 以及其他 3 种, 这些物质在各组中均有检出 各组总香气含量在发酵过程中均表现出差异, 其中 HFG 中总香气含量在所有发酵阶段均最高 (ANOVA,P<.5) 表明 UFAs 对酵母合成香气化合物的种类影响较小, 但对其含量影响较大 图 4 所示为酒精发酵过程中,CK LFG 和 HFG 中各类香气含量变化趋势 可以看出, 在整个发酵过程中,MCFAs 含量呈现先升高后下降的趋势, 乙醇酯 醇类和乙酸酯主要呈升高趋势, 而醛类含量逐渐下降, 萜烯类含量在发酵进入对数中期时显著升高, 在对数中期之后无一致变化规律 UFAs 浓度变化对香气化合物具有显著影响 在检出的香气化合物中,MCFAs 含量在 LFG 和 CK 中显著高于 HFG( 图 4), 主要包括辛酸和癸酸 ( 表 3) 与 MCFAs 不同, 乙醇酯类物质在 HFG 中的含量要显著高于 LFG 和 CK, 主要包括辛酸乙酯 癸酸乙酯和己酸乙酯 ( 表 3) 同样, 醇类在 HFG 中的浓度也显 著高于 LFG 和 CK( 图 4), 其中,1- 己醇主要由葡萄果实代谢产生 [39], 其含量在发酵过程中逐渐降低, 但在 HFG 中的浓度要高于 LFG 和 CK; 醇类中的高级醇是葡萄酒重要的香气物质, 也可作为前体参与乙酸酯的形成, 主要包括苯乙醇 3- 甲基 -1- 丁醇 2- 甲基 -1- 丙醇和 3- 甲硫基 -1- 丙醇 高浓度 UFAs 有助于高级醇的合成 ( 表 3) 不饱和脂肪酸对乙酸酯类物质的影响与以上物质有所不同, 添加低浓度 UFA 不利于其合成, 但随着 UFAs 浓度增加, 乙酸酯浓度随之升高 ( 图 4), 主要包括乙酸 3- 甲基 -1- 丁酯, 乙酸苯乙酯和乙酸乙酯 ( 表 3) 醛类中 E-2- 己烯醛 E-2- 壬烯醛和 (E,E)-2,4- 壬二烯醛含量较高, 在对数中期时 CK 组含量最高, 其次是 LFG 和 HFG 组 ( 表 3), 当进入对数期后总含量下降显著, 但各组间差异不显著 ( 图 4); 另一方面, 样品中还检测到低含量的辛醛 壬醛 癸醛 十一醛和十二醛, 这些物质在发酵过程中的变化没有规律 单萜和降异戊二烯类是决定葡萄酒品种香气的重要物质, 其在发酵前的果汁中含量较低, 但随着发酵进程逐渐升高, 发酵结束时里那醇浓度在 CK 中显著高于 LFG 和 HFG,α- 萜品醇在 HFG 中的含量显著高于 LFG 和 CK, 其余 5 种萜烯化合物, 以及总萜烯含量在各处理组中差异不显著 ( 表 3) 此外, 本研究还检出辛酸 3- 甲基 -1- 丁酯 辛酸己酯和辛酸丙酯, 其含量在 HFG 中显著高于 LFG 或 CK 组 ( 表 3) 以上结果表明, 增加葡萄汁中 UFAs 浓度能够显著改变葡萄酒香气物质的含量, 主要表现为抑制 MCFAs

7 表 3 添加不同浓度 UFAs 对香气化合物含量的影响 Tle 3 Effects of dding different concentrtion of mixed UFAs on the concentrtions of rom compounds 香气化合物 Arom compounds 保留指数 Retention index 香气阈值 Odor thresholds 含量 Concentrtion 葡萄汁对数期中期 Mid-exponentil-phse 平稳期早期 Erly-sttionry-phse 平稳期后期 Lte-sttionry-phse 发酵结束 End-fermenttion Grpe juice CK LFG HFG CK LFG HFG CK LFG HFG CK LFG HFG 中短链脂肪酸 MCFAs 丁酸 163 1[33] tr.25±.3.24±.1.76±.2.9±.18.91±.3 1.5± ± ± ± ±.1 1.4± ±.12 Butnoic cid 己酸 [34] tr 8.1± ±.14c 15.4± ± ± ± ± ± ±.4 5.9± ± ±.9 Hexnoic cid 庚酸 199 tr.21±.1.12±.1c.43±.2.41±.4.42±.1.42±.1.29±.1.32±.6.5±.4.16±.1.19±.1.2±.1 Heptnoic cid 辛酸 275.5[34].21± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ±1.52 Octnoic cid 癸酸 [34].15± ± ± ± ± ± ±.52c 69.53± ± ±.4c 25.1± ± ±.22 Decnoic cid 月桂酸 25 1[34] ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ±.31.97±.12 Dodecnoic cid 乙醇酯 Ethyl esters 己酸乙酯 [33] - 1.9±.8.24±.1.94± ± ± ± ± ± ± ± ± ±.19 Ethyl hexnote 辛酸乙酯 [33].1± 1.5±.1 1.1± ± ± ± ± ± ± ± ± ±.9 5.7±.33 Ethyl octnote 壬酸乙酯 ± ± ± ± ± ± ± ± ± ±.52 Ethyl nonnote

8 续表 3 Continued tle 3 香气化合物 Arom compounds 保留指数 Retention index 香气阈值 Odor thresholds 含量 Concentrtion 葡萄汁对数期中期 Mid-exponentil-phse 平稳期早期 Erly-sttionry-phse 平稳期后期 Lte-sttionry-phse 发酵结束 End-fermenttion Grpe juice CK LFG HFG CK-2 LFG HFG CK LFG HFG CK LFG HFG 癸酸乙酯 [33].2±.1.49±.23.31± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ±.8 Ethyl decnote 月桂酸乙酯 [35] tr.25±.5.3±.22±.4.18±.4.81±.14.85±.4.24±.2.29±.1.94±.8.46±.1.48±.99±.2 Ethyl dodecnote 肉豆蔻酸乙酯 255 2[35] - tr ± ± ± ± ± ± ± ± ±.8 Ethyl myristte 软脂酸乙酯 2263 >2[35] ± ± ± ± ± ± ± ± ± ±6.74 Ethyl plmitte 高级酸 Higher cids 3- 甲基 -1- 丁酸 1683 tr 4.63± ± ± ± ± ± ± ±1.74c 21.36± ± ±.28c 35.4± methyl-1-utnoi c cid 醇类 Alcohols Levo-2,3- 丁二醇 ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ±5.15 Levo-2,3-utnedio l meso-2,3- 丁二醇 ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ±.24 Meso-2,3-utnedi o (Z)-3- 己烯 -1- 醇 (Z)-3-hexen-1-ol (E)-2- 己烯 -1- 醇 (E)-2-hexen-1-ol 2- 乙基 -1- 己醇 2-ethyl-1-hexnol [33] 13.67± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ±.1.26±.2.16±.1.2±.1.9±.2.22±.1.1±.1c.7±.2c.19±.2.39±.1.19±.3.11±.1c.28±.1

9 续表 3 Continued tle 3 香气化合物 Arom compounds 保留指数 Retention index 香气阈值 Odor thresholds 含量 Concentrtion 葡萄汁对数期中期 Mid-exponentil-phse 平稳期早期 Erly-sttionry-phse 平稳期后期 Lte-sttionry-phse 发酵结束 End-fermenttion Grpe juice CK-1 LFG HFG CK LFG HFG CK LFG HFG CK LFG HFG 1- 丙醇 1-propnol ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ±.28c 35.4± 丁醇 1-utnol ±.1.15±.1.17±.3.44±.5.3±.3c.59±.7.46±.2.39±.3.92± ±.8.92± ±.1 1- 己醇 1-hexnol [33] 1.96± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ±.5c 2.49± ± 庚醇 1-heptnol [36] 1.56± ± ± ± ±.3c 18.24± ± ± ± ± ± ± ± 辛醇 1-octnol [36] tr.17±.1.32±.1.39±.1.29±.1.19±.1.37±.1.16±.1.19±.1.34±.2.14±.1.15±.2.16±.1 苯乙醇 [33].3± ± ± ± ± ± ± ±1.7c 23.57± ± ± ± ±.31 2-phenylethnol 3- 甲基 -1- 丁醇 3-methyl-1-utnol 129 3[33].17± ± ± ± ±1.63c 87.84± ± ± ± ± ± ± ± 甲基 -1- 丙醇 2-methyl-1-propn [33] 1.2± ±.24c 8.59± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ±1.68 ol 3-( 甲硫基 )-1- 丙醇 3-(methylthio)-1-pr [33] ±1.31c 29.74± ± ± ± ± ±c 49.4± ± ± ± ±1.99 opnol 乙酸酯 Acette esters 乙酸 3- 甲基 -1- 丁 [33] ±.31.19±c.66± ± ±.17c 2.39± ± ±.45c 5.2± ±1 4.42± ±.4 酯 3-methyl-1- utnol cette 乙酸乙酯 [33].1± ±.26.46±.1c 2.73± ± ± ± ± ± ± ± ±1.41c 24.74±1.9 Ethyl cette

10 续表 3 Continued tle 3 香气化合物 Arom compounds 保留指数 Retention index 香气阈值 Odor thresholds 含量 Concentrtion 葡萄汁对数期中期 Mid-exponentil-phse 平稳期早期 Erly-sttionry-phse 平稳期后期 Lte-sttionry-phse 发酵结束 End-fermenttion Grpe juice CK-1 LFG HFG CK LFG HFG CK LFG HFG CK LFG HFG 乙酸苯乙酯 [33] ±.3.14±.1c.71± ± ± ± ± ±.8c 3.32± ± ±.1 5.9±.29 2-phenylethyl cette 醛类 Aldehydes 辛醛 Octnl [37].24± ± ± ± ± ±.3 2.2±.4c 1.78±.1 6± ± ± ± ±.15 壬醛 Nonnl [37].54± ± ±.2 2.6±.1 8.1± ± ± ± ± ± ± ± ±.15 癸醛 Decnl [37].44± ± ± ±.39c 7.39± ±.5 3.3±.6c 2.67±.2c 7.25± ± ± ± ±.22 十一醛 ±.1.16±.5.13±.1.28±.2.32±.3.25±.1.34±.5.19±.1.25±.2.45±.1.2± ±.5 Undecyl ldehyde 十二醛 Dodecnl [38].5±.1.25±.7.2±.2.42±.3.49±.4.37±.1.49±.5.29±.1.51±.4.68±.2.29± ±.8 己醛 Hexnl (E)-2- 己烯醛 (E)-2-hexenl (E)-2- 壬烯醛 (E)-2-nonenl (E,E)-2,4- 壬二烯醛 (E,E)-2,4- nondienl 苯甲醛 Benzldehyde 单萜和降异戊二烯类 Monoterpenes nd norisoprenoids ±.2.24±.1.39±.2.25±.5.9±.3.13±.1.9±.2.7±.3.5±.2±c tr ±.2.6±.1.7±.7±.1 tr tr tr ± ± ± ±1.54 tr tr ± ± ± ±.58 tr tr tr ±.56± ± ±.19.49±.8 1.3±.7 1.1±.11.58±.12.73± ±.5.25±.5.11±.1.19±.6

11 续表 3 Continued tle 3 香气化合物 Arom compounds 保留指数 Retention index 香气阈值 Odor thresholds 含量 Concentrtion 葡萄汁对数期中期 Mid-exponentil-phse 平稳期早期 Erly-sttionry-phse 平稳期后期 Lte-sttionry-phse 发酵结束 End-fermenttion Grpe juice CK LFG HFG CK LFG HFG CK LFG HFG CK LFG HFG (E)- 橙花叔醇 (E)-nerolidol 里那醇 Linlool β- 香茅醇 β-citronellol β- 大马士酮 β-dmscenone β- 紫罗兰酮 β-ionone α- 萜品醇 α-terpineol 雪松醇 Cedrol 其他 Else 251 >1[34].29± ± ± 1.9± ± ± ± ± ± ±.52 5± ± ± [37].97± ± ± ± ± ± ± ± ±3.19c 63.73± ± ± ± [33].15± ± ± ± ± ± ± ±.7 3.7± ± ± ± ± [33].34± ± ± ± ± ± ± ± ± ±.52 5± ± ± [37] 4.73± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± [37] - 5.1± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ±.2.52±.3.26±.8.77±.1.34±.2.49±.2.39±.27±.33±.1.25±.3.26±.2.29±.4 tr 辛酸 3- 甲基 -1- 丁酯 3-methyl-1- utnol octnote 辛酸丙酯 Aropyl octnote 辛酸己酯 Hexyl octnote 总香气化合物 Totl rom compounds ± ± ± ± ±.9c 29.94± ± ± ± ± ± ± ± ±.12± ±.3.33±.3.6± ±.28.9±.28.52± ± ± ± ± ± ±.21 6± ± ± ±.23.6±.14.66± ± ±.7.59± ± ± ± ± ± ± ± ± ±6.24c ± ± ± ± ±7.25 不同小写字母表示同一行中相同发酵阶段香气化合物含量差异 P<.5 Differences of concentrtions of rom compound t the sme fermenttion period in the sme row were P<.5 nd were leled y different smll letter

12 1 期段亮亮等 : 添加不饱和脂肪酸对酿酒酵母胞内脂肪酸成分和葡萄酒香气的影响 1971 香气化合物浓度 Concentrtions of rom compounds 中短链脂肪酸 MCFAs 醇类 Alcohols c 醛类 Aldehydes c c c CK LFG HFG 乙醇酯 Ethyl esters 乙酸酯 Acette esters 单萜和降异戊二烯 Monoterpenes nd norisoprenoids c c 3 7 A B C D E A B C D E 发酵阶段 Fermenttion phse 图 4 基质中不同浓度 UFAs 对各类香气化合物含量的影响 Fig. 4 Influence of different concentrtion of UFAs in medi on wine rom 产生, 促进乙醇酯和醇类的产生, 但对醛类和萜烯类物质合成的影响不大 2.5 香气特点和香气轮廓酒精发酵结束时, 在检出的香气化合物中, 共有 21 种香气化合物超过了香气阈值 ( 表 4), 这些超过阈值的香气化合物 (ctive-rom) 能够改变葡萄酒的香气特点和轮廓 [33] 根据这 21 种化合物, 采用主成分分析 (PCA) 来评价各组最终的香气特点 ( 表 5), 累计贡献率达到 85% 以上时提取出主成分 1(PC1) 和主成分 2(PC2), 其分别解释了总变量的 51.2% 和 35.97%( 图 5-) PC1 可以将 HFG 与 LFG 和 CK 区分开来,HFG 具有较高的 PC1 正值,LFG 和 CK 具有较低 PC1 负值 ;PC2 可以将 LFG 与 CK 显著区分开,LFG 具有较高的 PC2 正值,CK 具有较低的 PC2 负值 图 5- 所示为香气变量在 PC1 和 PC2 上的载荷图 辛酸乙酯 1- 庚醇 2- 甲基 -1- 丙醇 辛醛和癸醛, 具 有较高的 PC1 正向载荷, 在 HFG 中香气含量显著高于 LFG 和 CK( 表 4), 而辛酸和癸酸具有较低的 PC1 负向载荷 ( 图 5-), 在 HFG 中含量显著低于 LFG 和 CK( 表 4), 这些化合物对 PC1 的累计贡献率大于 85%, 因此与 LFG 和 CK 相比较, 相对较高含量的辛酸乙酯 1- 庚醇 2- 甲基 -1- 丙醇, 辛醛和癸醛, 以及较低含量的辛酸和癸酸反应了 HFG 的香气特点 [46] 壬醛 癸酸乙酯 己酸乙酯和 β- 紫罗兰酮具有较高的 PC2 正向载荷 ( 图 5-), 在 LFG 中具有相对较高含量 ( 表 4), 而乙酸 3- 甲基 -1- 丁酯, 里那醇和乙酸乙酯具有较高的 PC2 负向载荷 ( 图 5-), 在 LFG 中具有相对较低含量, 这些化合物对 PC2 的累计贡献率大于 85%, 因此与 CK 相比较, 相对较高含量的壬醛 癸酸乙酯 己酸乙酯和 β- 紫罗兰酮, 以及较低含量的乙酸 3- 甲基 -1- 丁酯, 里那醇和乙酸乙酯是 LFG 的香气特点 [46] 相应地, 较高含量的乙酸 3- 甲基 -1- 丁酯 里那醇和乙酸乙酯与较低含量的壬醛 癸酸乙酯 己

13 1972 中国农业科学 49 卷 酸乙酯和 β- 紫罗兰酮反应了 CK 的香气特点 为了进一步分析 UFAs 浓度差异对酿酒香气轮廓的影响, 根据相似的香气描述将香气化合物的 OAVs 加和进行香气系列归类, 共有 6 个系列的特征香气, 分别为 : 果香 花香 甜香 禾本味 脂肪味 化合物味 ( 图 6) 水果香 花香和甜香特征在所有酒中都比较突出, 其次为脂肪味 禾本味和化合物味 其中,HFG 中果香 花香和甜香特征比较突出, 均显著高于 LFG 和 CK, 这主要由于具有果香 花香 和甜香气的乙醇酯 ( 包括己酸乙酯 辛酸乙酯和癸酸乙酯, 特别是辛酸乙酯 ) [4,42] 含量较高所引起 同时,HFG 禾本味高于 LFG 和 CK, 这主要是由 1- 庚醇和癸醛含量较高造成 LFG 和 CK 表现出较高的脂肪味, 这主要由较高的辛酸含量引起 ( 表 4) 然而, 与果香 花香和甜香气相比, 脂肪味和禾本味对葡萄酒总香气的贡献较小 综上, 提高葡萄汁中 UFAs 含量, 能够显著促进葡萄酒中果香 花香和甜香气的产生 表 4 香气值 香气描述及香气系列 Tle 4 Odor ctive vlues, odor description nd romtic series 序号 Numer 香气化合物 Arom compounds 香气描述 Odor description 香气系列 Aromtic series 香气值 Odor ctive vlues (OAVs) CK LFG HFG 1 丁酸 Butnoic cid 奶酪, 不新鲜的 Cheese, rncid [4] 2 己酸 Hexnoic cid 脂肪, 奶酪, 不新鲜的 Fftty, cheese, rncid [4] 3 辛酸 Octnoic cid 脂肪, 不新鲜的, 刺激, 奶酪 Ftty, rncid, hrsh, cheese [4] 4 癸酸 Decnoic cid 不新鲜的, 奶酪 Rncid, cheese [4] 5 月桂酸 Dodecnoic cid 月桂蜡 Lurel oil [34] 6 己酸乙酯 Ethyl hexnote 水果, 青苹果, 香蕉 Fruity, green pple, nn [4] 7 辛酸乙酯 Ethyl octnote 甜的, 花香, 水果, 香蕉, 梨 Sweet, florl, fruity, nn, per [4] 8 癸酸乙酯 Ethyl decnote 水果, 愉悦的 Fruity, plesnt [34] 9 1- 庚醇 1-heptnol 青草 Green [41] 1 1- 辛醇 1-Octnol 茉莉, 柠檬 Jsmine, lemon [4] 11 苯乙醇 2-phenylethnol 玫瑰, 花香 Roses, flower [4] 脂肪味 Ftty 1.13±.8 1.4± ±.12 脂肪味 Ftty 14.5± ± ±.21 脂肪味 Ftty 98.99± ± ±3.4c 脂肪味 Ftty 25.1± ± ±.22 脂肪味 Ftty 1.38± ±.31.97±.12 果香 Fruity ± ± ±38.88 甜香, 花香, 果香 ± ± ± Sweet, florl, fruity 果香 Fruity 32.53± ± ±.38 禾本味 Herceous 2.25± ± ±1.16 花香, 果香 1.28± ± ±.7 Florl, fruity 花香 Florl 17.22± ± ± 甲基 -1- 丁醇 3-methyl-1-utnol 指甲油, 酒精 Nil polish, lcohol [4] 化合物味 Chemicl 7.32± ± ± 甲基 -1- 丙醇 2-methyl-1-propnol 酒精, 溶剂 Alcohol, solvent [4] 14 乙酸 3- 甲基 -1- 丁酯 香蕉, 水果, 甜香 Bnn, fruity, 3-methyl-1-utnol cette sweet [4] 15 乙酸乙酯 Ethyl cette 清漆, 塑料 Vrnish, lsmic [42] 16 辛醛 Octnl 柑橘 Citrus [43] 17 壬醛 Nonnl 柑橘 Citrus [43] 18 癸醛 Decnl 青草, 新鲜的 Green, fresh [43] 化合物味 Chemicl.93±.3 1.2± ±.14 果香, 甜香 328.2± ±6.45c 23.6±1.2 Fruity, sweet 化合物味 Chemicl 4.11± ±.19c 3.3±.25 果香 Fruity 1.77± ± ±.21 果香 Fruity 1.54± ± ±.15 禾本味 Herceous 18.6± ± ± 里那醇 Linlool 玫瑰, 花香, 水果, 甜香 Rose, florl, 花香, 果香, 甜香 2.1± ±.8c 1.43±.13 fruity, sweet [44] Florl, fruity, sweet 2 β- 大马士酮 β-dmscenone 花香, 紫丁香 Florl, lilc [44] 花香 Florl 1.± ± ±.4 21 β- 紫罗兰酮 β-ionone 花香, 紫罗兰 Florl, violet [45] 同一行 OAVs 差异显著性采用 c 标注 (P<.5) Significnt differences in the sme row were leled y letter,, nd c (P<.5) 花香 Florl 267.± ± ±1.2

14 1 期段亮亮等 : 添加不饱和脂肪酸对酿酒酵母胞内脂肪酸成分和葡萄酒香气的影响 LFG 1 PC2 (35.97%) HFG -1 CK PC1 (51.2%) 1.4 PC2 (35.97%) , 中短链脂肪酸 MCFAs 乙醇酯 Ethyl esters 醇类 Alcohols 乙酸酯 Acette esters 醛类 Aldehydes 单萜和降异戊二烯 Monoterpenes nd norisoprenoids PC1 (51.2%) 图中各香气化合物编码如表 4 所示 Arom compounds vriles re leled using the codes in tle 4 图 5 对应于超过阈值香气化合物的酒样 PCA 得分图 (PC1 vs. PC2)() 及各变量在 PC1 和 PC2 上的负载量图 () Fig. 5 Score plot of PC1 vs. PC2 corresponding to rom compounds with OAVs over 1 in wine smples () nd loding plot of PC1 vs. PC2 corresponding to full-dt PCA model from wine smples () 3 讨论 3.1 添加 UFAs 对酿酒酵母生长繁殖和发酵主产物的影响厌氧条件下,UFAs 为酵母生长提供必需的营养物质, 当含量不足时, 会降低酵母细胞生长速度和代谢活性, 导致发酵延迟或发酵提前终止 [1,13], 这与本研究结果相一致, 即同时增加油酸 亚油酸和 α- 亚麻酸浓度能够显著促进酵母生长繁殖和发酵速度,OD 6 和糖消耗速率均表现出 HFG>LFG>CK( 图 1) 研究还发现, 当 UFAs 初始含量太低时 ( 如 CK), 在厌氧 条件下不能够满足酵母生长代谢的需求, 会导致发酵不能顺利完成 [13] UFAs 不影响酵母有机酸代谢, 然而发酵结束时, 各组苹果酸与酒石酸之和均显著大于葡萄汁中滴定酸 前人研究表明发酵过程中酵母会产生和分解代谢有机酸, 基质具有较高 ph(4.) 和较低 N 源时, 会促进酵母苹果酸合成 ; 厌氧条件下, 或甲硫氨酸和异亮氨酸浓度为 1 52 mg L -1 时, 会促进酒石酸的产生 [47] 可见, 酵母苹果酸与酒石酸产生量有可能大于分解量, 但具体是由于哪种因素所引起, 还有待于进一步研究 CK 中残糖含量 (12.92 g L -1 ) 显著高于 LFG

15 1974 中国农业科学 49 卷 香气值 Odor ctive vlues, OAVs 4 CK LFG HFG 2 1 果香 Fruity 花香 Florl 甜香 Sweet 脂肪味 Ftty 化合物味 Chemicl 禾本味 Herceous 香气系列 Aromtic series 图 6 酒中香气系列 Fig. 6 Flvor series in wines 和 HFG, 而乙醇和甘油含量均显著低于其余两组 ( 表 2), 这主要是由于 CK 中 UFAs 含量不足, 细胞生长繁殖和糖代谢能力降低 [1,13], 发酵提前终止 ( 残糖 <2 g L -1 时为发酵结束 ), 代谢产物乙醇和甘油的浓度也相应减少 3.2 添加 UFAs 对酵母胞内脂肪酸成分的影响酵母胞内 UFAs 含量以 HFG 最高, 其次为 LFG 和 CK, 表明细胞对 UFAs 的吸收效率随外界 UFAs 浓度的升高而提高, 这与前人的研究结果相似 [1,17] 饱和脂肪酸 ( 包括 MCFAs 和长链饱和脂肪酸 ) 在 CK 酵母胞内的含量最高, 其次为 LFG 和 HFG, 这表明胞内 UFAs 浓度增加会抑制中 长链脂肪酸的合成 这是由于在厌氧条件下, 酵母只能合成饱和脂肪酸 [3], 但当外源 UFAs 含量升高时, 细胞会大量吸收 UFAs, 抑制了合成脂肪酸的关键酶基因乙酰 -CoA 羧化酶基因 (ACC1) 和酯酰合成酶基因 (FAS1 和 FAS2) 的表达水平, 最终导致脂肪酸合成水平降低 [48-49] 3.3 添加 UFAs 对葡萄酒香气的影响 MCFAs 具有奶酪 刺激 脂肪味香气特点, 在酒中含量较高时, 会败坏酿酒香气 [4] MCFAs 在细胞合成长链脂肪酸过程中从胞内分泌到胞外, 这类物 质可以直接作为香气化合物或作为前体参与乙醇酯的合成 与胞内相似, 增加 UFAs 浓度同时降低了胞外 MCFAs 浓度 ( 图 4), 对葡萄酒香气产生有益的作用 乙醇酯赋予葡萄酒果香 花香和甜香气, 是葡萄酒重要的香气物质 [34,4] 乙醇酯的产生主要受底物 MCFAs 浓度的影响 [5], 即高浓度 MCFAs 可以促进乙醇酯的合成, 但本研究并未发现相似的结果 虽然 MCFAs 浓度较低, 但 HFG 中的乙醇酯含量显著高于 LFG 和 CK 这可能是由于 UFAs 对酵母的生长繁殖和代谢产生的促进作用, 间接引起酒中乙醇酯含量的升高 [4] 葡萄酒中高级醇的浓度超过 4 mg L -1 时, 会给酒带来强烈的刺鼻味, 当其浓度低于 3 mg L -1 时, 可以给酒带来愉悦的香气 [51] 乙醇发酵结束时, 高级醇类在 CK 和 LFG 中含量在 4 mg L -1 左右, 而在 HFG 中的含量为 mg L -1, 表明升高 UFAs 浓度引起高级醇含量的升高, 会对酿酒香气带来不利影响 高级醇主要来自于酵母的氨基酸和糖代谢 [52] 研究发现, 增加 UFAs 供给能够促进氨基酸向细胞内的转运效率, 而高浓度的氨基酸是大量合成高级醇的前体 [11,53], 这可能就是高级醇在 HFG 中的含量要显著高于 LFG

16 1 期段亮亮等 : 添加不饱和脂肪酸对酿酒酵母胞内脂肪酸成分和葡萄酒香气的影响 1975 和 CK 的原因 需要指出的是, 糖代谢也是高级醇的重要来源, 增加 UFAs 浓度促进酵母糖代谢也是引起高级醇含量升高的一个重要因素 [13] 高级醇和乙酸经乙酰转移酶 (ATF1, 2) 会催化生成具有果香花香气的乙酸酯, 研究发现, 高浓度 UFAs 抑制乙酰转移酶基因表达, 降低该酶的活性 [54], 可能由于这个原因,LFG 中乙酸酯 ( 乙酸 -3- 甲基 -1- 丁酯 乙酸苯乙酯和乙酸乙酯 ) 含量低于 CK 中含量 ( 表 4) 但本研究也发现, 进一步增加 UFAs 浓度却又促进了乙酸酯的合成, 即在 HFG 中的乙酸酯含量要高于 LFG, 推测这可能由于底物 ( 高级醇 ) 浓度的升高, 引起产物 ( 乙酸酯 ) 合成量的升高 因此, 除了乙酰转移酶的活性, 底物浓度 ( 高级醇 ) 也是影响乙酸酯合成的一个重要因素, 具体机制还需要进一步研究 葡萄果实中脂氧合酶 (LOX) 和脂过氧化物裂解酶 (HPL) 能够裂解亚油酸和亚麻酸产生醛类化合物, 主要包括 E-2- 己烯醛 E-2- 壬烯醛和 E,E-2,4- 壬二烯醛 [39], 这些物质具有青草的气味, 当浓度较高时会影响酒的香气品质 [55] 本研究中醛类化合物在对数中期达到最高值, 含量在 CK 中最高, 其次分别为 LFG 和 HFG( 表 4 图 4), 随着发酵的进行, 含量显著下降, 到发酵结束时几乎检测不到, 并且组间差异不显著 ( 图 4) 另外, 辛醛 壬醛 癸醛 十一醛和十二醛在发酵过程中也没有呈现规律性的变化, 且各处理间的差异不显著 目前, 对于这类物质的产生机理还不清楚, 有待进一步研究 单萜和降异戊二烯是葡萄酒重要的香气物质, 赋予葡萄酒特殊的品种香气, 对葡萄酒的品质具有重要的贡献 [44-45] 由于这类香气物质在葡萄汁中主要以糖苷结合态的形式存在 [56], 在发酵前的葡萄汁中含量较低, 但随着发酵的进行, 其含量显著增加, 这主要由于酵母菌, 特别是非酿酒酵母能够分泌一定量的糖苷酶, 释放出游离态的化合物 在发酵结束时, 除了里那醇和 α- 萜品醇, 其余 5 种香气均组间差异并不显著, UFAs 对这类物质的影响不显著 通过对香气具有贡献的香气化合物进行主成分分析,HFG LFG 和 CK 可以被明显的区分开 在这些香气化合物中, 己酸乙酯 辛酸乙酯和癸酸乙酯具有果香和 / 或花香以及甜香气 [4,42], 乙酸 3- 甲基 -1- 丁酯具有果香 甜香气 [4],β- 大马士酮具有紫丁香花香香气 [44],β- 紫罗兰酮具有紫罗兰花香香气 [45], 辛酸则具有脂肪味 [43], 它们对葡萄酒的香气贡献较大, 这些 物质含量差异反应了 UFAs 对香气轮廓的影响 提高葡萄汁中的 UFAs 浓度可以显著促进己酸乙酯 辛酸乙酯和癸酸乙酯的产生, 其中, 辛酸乙酯对香气的贡献最为突出, 最终提高了葡萄酒的果香 花香和甜香特征 4 结论 提高葡萄汁中的 UFAs(C18:1n9c C18:2n6c C18:3n3c) 浓度, 可以显著促进酿酒酵母的生长与繁殖, 提高发酵速度 细胞对 UFAs 吸收速率增加引起胞内 UFAs 浓度提高, 但抑制了胞内饱和脂肪酸的合成 高浓度的 UFAs 能够改变某些香气化合物的合成, 具体表现为促进乙醇酯和醇类香气产生, 抑制 MCFAs 香气产生, 但对醛类和萜烯类香气影响不大, 最终使得葡萄酒中果香 花香和甜香特征更加突出 References [1] 李甲贵. 我国葡萄酒消费者行为研究 [D]. 杨凌 : 西北农林科技大学, 214. LI J G. Reserch on modern Chin s wine industry development [D]. Yngling: Northwest Agriculture nd Forestry University, 214. (in Chinese) [2] BLATEYRON L, SABLAYROLLES J M. Stuck nd slow fermenttions in enology: sttisticl study of cuses nd effectiveness of comined dditions of oxygen nd dimmonium phosphte. Journl of Bioscience nd Bioengineering, 21, 91(2): [3] ISHTAR SNOEK I, YDE STEENSMA H. Fctors involved in neroic growth of Scchromyces cerevisie. Yest, 27, 24(1): 1-1. [4] MAURICIO J C, MORENO J, ZEA L, ORTEGA J M, MEDINA M. The effects of grpe must fermenttion conditions on voltile lcohols nd esters formed y Scchromyces cerevisie. Journl of the Science of Food nd Agriculture, 1997, 75(2): [5] THURSTON P, QUAIN D, TUBB R. Lipid metolism nd the regultion of voltile ester synthesis in Scchromyces cerevisie. Journl of the Institute of Brewing, 1982, 88(2): [6] HOLCBERG I, MARGALITH P. Alcoholic fermenttion y immoilized yest t high sugr concentrtions. Europen Journl of Applied Microiology nd Biotechnology, 1981, 13(3): [7] CHI Z, ARNEBORG N. Reltionship etween lipid composition, frequency of ethnol-induced respirtory deficient mutnts, nd ethnol tolernce in Scchromyces cerevisie. Journl of Applied

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