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高级醇是葡萄酒酿造过程中酵母酒精发酵的主要次生代谢物,如果葡萄酒中高级醇含量过高,则会使消费者饮用后“上头”、头疼,给人以辛辣腐臭感、刺激性和不愉快的苦涩味,其不仅严重破坏了酒的口感和风味,而且降低了葡萄酒的营养价值和保健效果。目前该问题在新生葡萄酒和家庭自酿葡萄酒中尤为多见。因此寻找有效降低葡萄酒中高级醇含量的方法,对提高葡萄酒质量,促进葡萄酒产业的发展具有重要的现实意义。论文基于对葡萄酒酵母高级醇代谢机制的综合分析,筛选出了高级醇生成量较低的葡萄酒酵母菌种,然后利用酵母遗传操作方法(基因组重排和同源重组技术)对其高级醇代谢途径进行了调控,并探讨了发酵工艺条件(温度、pH值和二氧化硫添加量)对改造菌株高级醇生成的影响,主要获得了以下研究结果:1.本试验综合比较了葡萄酒酿造业常用的6株葡萄酒酵母(EC1118、RC212、CY3079、D254、QA23、DV10)的凝聚性、耐二氧化硫性能、高级醇产生量及香气感官特征,结果表明菌株EC1118发酵性能优良,具有较低的高级醇生成量。通过描述性感官评定,菌株EC1118所酿酒的果香、花香浓郁,刺激性较小。以此菌株作为本试验的出发菌株。2.采用EMS对二倍体酵母菌株EC1118进行诱变,获得了具有充分遗传多样性菌株群,并通过有性重组来实现基因组重排的方法,构建了具有低产高级醇特性的葡萄酒酵母菌株CP1118。测定结果表明,菌株CP1118总高级醇生成量为237.43mg/L,较菌株EC1118总高级醇生成量(276.39mg/L)降低了近14%,其中以正丙醇和异戊醇降低幅度最为明显,较EC1118分别降低了34%和7%。异丁醇降低幅度不大。正己醇和β-苯乙醇生成量略有升高,较EC1118分别增加了近5%和12%。3.试验进一步利用同源重组技术成功敲除了二倍体菌株CP1118酯酶分解酶基因IAH1,并获得了低产高级醇菌株QC1118。测定结果表明IAH1基因敲除菌株QC1118总高级醇生成量较出发菌株CP1118降低了近10%。其中异戊醇和β-苯乙醇降低幅度较大,分别降低了22%和23%。异丁醇和正己醇降低幅度较小,分别降低了近18%和5%。正丙醇生成量增加了近25%。菌株QC1118总高级醇生成量与原始菌株EC1118相比降低了近23%。菌株QC1118和CP1118感官品评试验表明,两株酵母在相同的感官特性上所表达的每种特性的强度不同。菌株QC1118发酵的酒样花香和果香比较明显,具有较低的刺激性,整体评价较高。4.试验从发酵工艺角度研究了温度、发酵醪pH值和葡萄破碎时二氧化硫添加量对酵母QC1118高级醇生成的影响。测定结果表明17℃发酵时酵母高级醇生成量最大,为377.30mg/L。26℃发酵条件下高级醇生成量最低,为159.32mg/L。在17℃~26℃发酵温区内酵母高级醇生成量随着发酵温度的升高而降低。发酵醪pH值对酵母高级醇生成影响不大,在pH值3.4时酵母高级醇生成量为269.19mg/L,其它pH值条件下酵母高级醇生成量均在244mg/L左右。二氧化硫添加量在30mg/L时高级醇生成量最大,为326.88mg/L。在110mg/L的二氧化硫添加量时酵母高级醇生成量最低,为264.91mg/L,较高的二氧化硫添加量有利于降低葡萄酒中高级醇含量。