可同化氮類型對桑葚酒發(fā)酵過程中酵母菌數(shù)量、乙醇含量的影響（二）
2結(jié)果與分析
2.1可同化氮類型對酵母菌數(shù)量的影響
酵母菌生長過程需要氮源，當(dāng)發(fā)酵液氮源含量較低時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，酵母需要一個適應(yīng)時期。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/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/mL，添加谷氨酸和對照處理酵母菌最低，分別為2.18×108個/mL和2.12×108個/mL。第2天酵母菌數(shù)量各處理增加最多，說明酵母菌此時處于對數(shù)生長期，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，說明添加硫酸銨處理酵母菌生長進(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)酵過程中添加可同化氮可以提高酵母生長速率，但酵母菌對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、色氨酸類氮源，對谷氨酸利用較低（圖1）。
圖1可同化氮類型對酵母菌數(shù)量的影響
2.2可同化氮類型對還原糖利用的影響
桑葚汁發(fā)酵過程中，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，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與酵母菌數(shù)量變化的趨勢相關(guān)（圖2）。
圖2可同化氮類型對還原糖質(zhì)量濃度的影響
2.3可同化氮類型對可同化氮利用的影響
酵母生長過程中可以利用游離氨基酸和銨離子等可同化氮源，對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。不同氨基酸吸收、合成不同，葡萄酒釀造過程中研究發(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，酵母種類不同，發(fā)酵條件不同都會影響到酵母對氮源的吸收和生成。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可同化氮類型對可同化氮利用的影響
2.4可同化氮類型對乙醇生成量的影響
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天后高于對照處理和添加谷氨酸處理。添加谷氨酸處理和對照乙醇生成量無差異（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、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乙醇產(chǎn)量無顯著影響。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可同化氮類型對乙醇生產(chǎn)量的影響
2.5可同化氮類型對高級醇的影響
果酒釀造過程中通過支鏈氨基酸分解以及糖代謝合成途徑都可以產(chǎn)生各種高級醇。高級醇本身構(gòu)成果酒的風(fēng)味，與乙酸等酸反應(yīng)生成酯類也影響果酒風(fēng)味，含量低果酒風(fēng)味寡淡，含量過高辛辣刺激感重，容易致醉（俗稱上頭）。高級醇中含量最高的是異丁醇和異戊醇，果酒內(nèi)高級醇含量最好不要超過400 mg/L。通過敲除支鏈氨基酸轉(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醇的生成，高級醇類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醇含量與對照無差異，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照處理異丁醇和異戊醇含量差異顯著（表1）。孫時光等研究發(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黃酒酵母產(chǎn)高級醇的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)氯化銨等無機(jī)氮素降低高級醇的效果最好，添加苯丙氨酸產(chǎn)生更多高級醇，添加谷氨酸可以降低高級醇含量，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，而丙氨酸處理則沒有明顯變化，不同氨基酸對高級醇影響不同。
表1可同化氮類型對高級醇的影響單位：mg/L
3結(jié)論
桑葚酒發(fā)酵前，添加150 mg N/L不同類型可同化氮后，硫酸銨能促進(jìn)酵母生長，加快還原糖消耗，提高可同化氮的消耗，提高乙醇產(chǎn)量，降低高級醇含量。丙氨酸和色氨酸能夠促進(jìn)酵母生長，加快還原糖消耗，但對可同化氮消耗影響不顯著，提高乙醇含量和降低高級醇含量效果低于硫酸銨處理。添加谷氨酸對酵母生長、還原糖消耗、乙醇產(chǎn)量和高級醇含量均無影響。酵母可同化氮類型影響桑葚酒發(fā)酵，添加硫酸銨有利于桑葚酒生產(chǎn)。
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