【摘 要】
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冰酒酵母和葡萄品种是影响冰酒质量的主要因素之一。冰酒发酵通常在8-12℃进行,低温会导致酵母的代谢活性降低、生长速率减慢,从而延长发酵周期,增大杂菌入侵、冰酒破败等食品安全风险。为确保低温发酵正常进行,需对酵母的低温响应有正确的认识并提供得力的技术保障。然而,酿酒酵母在低温胁迫条件下的应答机制研究得不透彻,还存在诸多疑点。为厘清冰酒酵母的抗逆机制与发酵性能,本研究首先筛选出对低温条件耐受性不同的酵
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冰酒酵母和葡萄品种是影响冰酒质量的主要因素之一。冰酒发酵通常在8-12℃进行,低温会导致酵母的代谢活性降低、生长速率减慢,从而延长发酵周期,增大杂菌入侵、冰酒破败等食品安全风险。为确保低温发酵正常进行,需对酵母的低温响应有正确的认识并提供得力的技术保障。然而,酿酒酵母在低温胁迫条件下的应答机制研究得不透彻,还存在诸多疑点。为厘清冰酒酵母的抗逆机制与发酵性能,本研究首先筛选出对低温条件耐受性不同的酵母菌株,通过不同温度与不同浓度可酵解糖形成差异胁迫环境,联合发酵性能参数与RNA-Seq测序技术,解析酵母菌株低温耐受性相关的关键因子,探究冰酒酵母的抗逆机制;利用冰葡萄汁发酵来研究不同酵母的酿酒性能,为优化冰酒酵母发酵工艺奠定基础。具体研究结果如下:1)以低温耐受性较差的酵母L.A.Bayanus为对照,以q Value＜0.05和|log2FC|≥2为筛选条件,分析不同酵母在25℃和12℃下的基因表达差异。结果发现在25℃时各酵母菌株糖代谢基因表达水平较高,且在酵母L.A.Bayanus中表达水平最高,表明该菌株在正常温度下可进行正常代谢活动。12℃可对酵母菌株的正常生长代谢构成低温胁迫,不同酵母菌株会激活多种胁迫应激基因的表达,其中大量氧化应激相关基因被激活表达,且在不同酵母菌株中的表达具有显著差异。低温耐受性较差的酵母L.A.Bayanus通过提高直接激活抗氧化相关基因的表达水平来抵御氧化应激;而酵母CECA主要是通过编码参与氧化应激的含硫化合物来维持细胞的正常生长,并通过提高基因NAG1表达来避免和修复酵母细胞壁损伤。2)用酵母CECA、EC1118、L.A.Bayanus和VIC进行“户太八号”冰葡萄汁发酵,结果发现酵母CECA和EC1118在第24 d时结束发酵,而酵母L.A.Bayanus和VIC发酵速度较慢,第29 d时才结束发酵。不同酵母发酵产生的有机酸种类也不相同,酵母CECA发酵产品的有机酸以苹果酸和柠檬酸为主,酵母EC1118发酵产品的有机酸以苹果酸、柠檬酸和琥珀酸为主,酵母L.A.Bayanus发酵产品的有机酸以柠檬酸为主,酵母VIC发酵产品的有机酸以柠檬酸和琥珀酸为主。3)分析香气成分在不同酵母发酵冰酒样品中含量,发现以“户太八号”葡萄模拟冰酒发酵的样品中异戊醇、苯乙醇、丁二酸单乙酯、2,4-二叔丁基苯酚为主要香气物质,呈现出以果香和花香为主的香气特征,尤其是酵母CECA的发酵产品花果香气突出,适合酿造“户太八号”冰酒。酵母L.A.Bayanus的发酵产品检测出正庚酸、丁酸等具有难闻气味的物质,该酵母在低温下启动发酵慢且发酵时间长,不适合酿造冰酒。
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