可同化氮類(lèi)型對(duì)桑葚酒發(fā)酵過(guò)程中酵母菌數(shù)量、乙醇含量的影響（二）
2結(jié)果與分析
2.1可同化氮類(lèi)型對(duì)酵母菌數(shù)量的影響
酵母菌生長(zhǎng)過(guò)程需要氮源，當(dāng)發(fā)酵液氮源含量較低時(shí)添加氮源有利于酵母菌繁殖。發(fā)酵初期較高的糖濃度不利于酵母生長(zhǎng)，酵母需要一個(gè)適應(yīng)時(shí)期。結(jié)果表明發(fā)酵的第1天酵母菌數(shù)量各處理處于較低水平，差異不顯著。發(fā)酵前3 d，各處理的酵母菌數(shù)量迅速增加，其中以添加硫酸銨處理酵母菌數(shù)量最高，達(dá)到2.83×108個(gè)/mL，添加丙氨酸、色氨酸處理酵母菌數(shù)量低于硫酸銨處理，達(dá)到2.38×108個(gè)/mL，添加谷氨酸和對(duì)照處理酵母菌最低，分別為2.18×108個(gè)/mL和2.12×108個(gè)/mL。第2天酵母菌數(shù)量各處理增加最多，說(shuō)明酵母菌此時(shí)處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期，這與胡永正研究結(jié)果一致。第3天后添加硫酸銨處理酵母菌數(shù)量不變，其他處理緩慢提高，但增加速度慢，說(shuō)明添加硫酸銨處理酵母菌生長(zhǎng)進(jìn)入穩(wěn)定期，其他各處理酵母菌數(shù)量繼續(xù)提高，但增速顯著低于前3 d。隨后各處理酵母菌數(shù)量基本保持不變。酵母發(fā)酵過(guò)程中添加可同化氮可以提高酵母生長(zhǎng)速率，但酵母菌對(duì)不同氮源利用有選擇性，試驗(yàn)結(jié)果表明其優(yōu)先利用硫酸銨態(tài)氮源，其次為丙氨酸、色氨酸類(lèi)氮源，對(duì)谷氨酸利用較低（圖1）。
圖1可同化氮類(lèi)型對(duì)酵母菌數(shù)量的影響
2.2可同化氮類(lèi)型對(duì)還原糖利用的影響
桑葚汁發(fā)酵過(guò)程中，酵母菌將發(fā)酵液中糖轉(zhuǎn)化成乙醇，還原糖含量降低，還原糖含量受酵母菌數(shù)量影響。還原糖為發(fā)酵過(guò)程提供能量和碳源，還原糖含量可以作為發(fā)酵進(jìn)程的指標(biāo)。第1天還原糖含量添加硫酸銨處理降低最大，低于200 mg/L，與其他處理差異顯著。第1天對(duì)照和添加其他氮源處理還原糖降低緩慢，高濃度還原糖產(chǎn)生較高滲透壓，抑制酵母菌的生長(zhǎng)，因此酵母菌含量較低，從而影響還原糖轉(zhuǎn)化。第1天以后，添加硫酸銨處理還原糖含量降低量最大，顯著高于其他添加處理。添加谷氨酸和對(duì)照處理還原糖含量降低量最小，添加丙氨酸和色氨酸處理還原糖含量降低量居于中間。添加硫酸銨處理在發(fā)酵第4天后還原糖含量低于5 mg/L，對(duì)照和添加其他氮源處理第5天后還原糖含量低于5 mg/L。各處理間的變化趨勢(shì)與酵母菌數(shù)量變化的趨勢(shì)相關(guān)（圖2）。
圖2可同化氮類(lèi)型對(duì)還原糖質(zhì)量濃度的影響
2.3可同化氮類(lèi)型對(duì)可同化氮利用的影響
酵母生長(zhǎng)過(guò)程中可以利用游離氨基酸和銨離子等可同化氮源，對(duì)不同的氮源利用有選擇性。發(fā)酵前3 d，可同化氮含量大幅度下降至最低點(diǎn)；隨后可同化氮含量趨于穩(wěn)定。添加硫酸銨處理，可同化氮含量顯著降低，其他處理和對(duì)照差異不顯著。酵母數(shù)量進(jìn)入穩(wěn)定期后，可同化氮含量開(kāi)始保持穩(wěn)定（圖3）。發(fā)酵液添加氨基酸后，氨基酸被酵母吸收，然后合成作為細(xì)胞骨架的各種蛋白質(zhì)和酶類(lèi)。不同氨基酸吸收、合成不同，葡萄酒釀造過(guò)程中研究發(fā)現(xiàn)丙氨酸、色氨酸先被迅速消耗，后面又生成，谷氨酸迅速消耗后，后面不再生成。不同葡萄汁氨基酸含量差異大，酵母種類(lèi)不同，發(fā)酵條件不同都會(huì)影響到酵母對(duì)氮源的吸收和生成。桑葚和葡萄汁中氨基酸含量與組成不同。因此，試驗(yàn)結(jié)果中添加谷氨酸處理雖然酵母菌數(shù)量和還原糖含量與添加丙氨酸、色氨酸差異顯著，但可同化氮含量和添加丙氨酸、色氨酸差異不顯著。
圖3可同化氮類(lèi)型對(duì)可同化氮利用的影響
2.4可同化氮類(lèi)型對(duì)乙醇生成量的影響
添加硫酸銨處理第3天后乙醇生成量顯著高于其他處理，第5天后可達(dá)12.89%。添加丙氨酸、色氨酸處理從第5天后高于對(duì)照處理和添加谷氨酸處理。添加谷氨酸處理和對(duì)照乙醇生成量無(wú)差異（圖4）。張斌等研究發(fā)現(xiàn)荔枝酒發(fā)酵前添加谷氨酸或谷氨酸和精氨酸的混合氨基酸可以明顯提高發(fā)酵速率，促進(jìn)酵母生長(zhǎng)、增大乙醇產(chǎn)率。商玉薈等研究發(fā)現(xiàn)荔枝酒發(fā)酵前添加不同種類(lèi)與濃度的氨基酸可以加快可溶性固形物的消耗速率，提高總醇類(lèi)含量。黃酒發(fā)酵添加不同氨基酸的研究結(jié)果表明添加谷氨酸對(duì)乙醇產(chǎn)量無(wú)顯著影響。不同試驗(yàn)結(jié)果可能與發(fā)酵條件、菌種、發(fā)酵原料中氨基酸含量不同有關(guān)。
圖4可同化氮類(lèi)型對(duì)乙醇生產(chǎn)量的影響
2.5可同化氮類(lèi)型對(duì)高級(jí)醇的影響
果酒釀造過(guò)程中通過(guò)支鏈氨基酸分解以及糖代謝合成途徑都可以產(chǎn)生各種高級(jí)醇。高級(jí)醇本身構(gòu)成果酒的風(fēng)味，與乙酸等酸反應(yīng)生成酯類(lèi)也影響果酒風(fēng)味，含量低果酒風(fēng)味寡淡，含量過(guò)高辛辣刺激感重，容易致醉（俗稱(chēng)上頭）。高級(jí)醇中含量最高的是異丁醇和異戊醇，果酒內(nèi)高級(jí)醇含量最好不要超過(guò)400 mg/L。通過(guò)敲除支鏈氨基酸轉(zhuǎn)氨酶基因，可有效降低釀酒酵母中高級(jí)醇的生成量。試驗(yàn)結(jié)果表明不同可同化氮添加處理影響高級(jí)醇的生成，高級(jí)醇類(lèi)型中異丁醇和異戊醇含量高，丙醇和苯乙醇含量較低。添加硫酸銨處理顯著降低丙醇、異丁醇、異戊醇和苯乙醇含量，添加谷基酸處理高級(jí)醇含量與對(duì)照無(wú)差異，不同氨基酸添加間丙醇、苯乙醇含量差異不顯著。添加丙氨酸和色氨酸處理與谷氨酸處理和對(duì)照處理異丁醇和異戊醇含量差異顯著（表1）。孫時(shí)光等研究發(fā)現(xiàn)添加丙氨酸、精氨酸和磷酸氫二銨后可以顯著降低桑葚酒高級(jí)醇含量，谷氨酸效果不明顯，試驗(yàn)結(jié)果與之相似。李智慧等研究可同化氮素對(duì)黃酒酵母產(chǎn)高級(jí)醇的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)氯化銨等無(wú)機(jī)氮素降低高級(jí)醇的效果最好，添加苯丙氨酸產(chǎn)生更多高級(jí)醇，添加谷氨酸可以降低高級(jí)醇含量，原因與黃酒中氨基酸組成和發(fā)酵采用酵母差異有關(guān)。商玉薈等在荔枝酒中添加不同氨基酸的研究結(jié)果表明，在中高質(zhì)量濃度的精氨酸與谷氨酰胺處理之后，正丙醇的含量有著較明顯增加，而丙氨酸處理則沒(méi)有明顯變化，不同氨基酸對(duì)高級(jí)醇影響不同。
表1可同化氮類(lèi)型對(duì)高級(jí)醇的影響單位：mg/L
3結(jié)論
桑葚酒發(fā)酵前，添加150 mg N/L不同類(lèi)型可同化氮后，硫酸銨能促進(jìn)酵母生長(zhǎng)，加快還原糖消耗，提高可同化氮的消耗，提高乙醇產(chǎn)量，降低高級(jí)醇含量。丙氨酸和色氨酸能夠促進(jìn)酵母生長(zhǎng)，加快還原糖消耗，但對(duì)可同化氮消耗影響不顯著，提高乙醇含量和降低高級(jí)醇含量效果低于硫酸銨處理。添加谷氨酸對(duì)酵母生長(zhǎng)、還原糖消耗、乙醇產(chǎn)量和高級(jí)醇含量均無(wú)影響。酵母可同化氮類(lèi)型影響桑葚酒發(fā)酵，添加硫酸銨有利于桑葚酒生產(chǎn)。
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