熊果苷誘導(dǎo)植物乳桿菌β-D-葡萄糖苷酶對葡萄酒香氣的影響

彭 帥,樊明濤,*,張庭靜,苗 壯,程拯艮,劉延琳

(1.西北農(nóng)林科技大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,陜西楊凌 712100；2.西北農(nóng)林科技大學(xué)葡萄酒學(xué)院,陜西楊凌 712100)

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熊果苷誘導(dǎo)植物乳桿菌β-D-葡萄糖苷酶對葡萄酒香氣的影響

彭 帥1,樊明濤1,*,張庭靜1,苗 壯1,程拯艮1,劉延琳2

(1.西北農(nóng)林科技大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,陜西楊凌 712100；2.西北農(nóng)林科技大學(xué)葡萄酒學(xué)院,陜西楊凌 712100)

熊果苷誘導(dǎo)能夠提高β-D-葡萄糖苷酶酶活,增加葡萄酒香氣成分,改善葡萄酒品質(zhì)。本研究在完整細胞、破碎細胞兩種細胞形態(tài)下,以β-D-葡萄糖苷酶酶活為指標對含有不同濃度熊果苷的MRS培養(yǎng)基進行優(yōu)化,將在最優(yōu)培養(yǎng)基和傳統(tǒng)MRS培養(yǎng)基中生長的植物乳桿菌分別接種到模擬酒中,通過氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀分析比較香氣的差異。結(jié)果表明:乳桿菌完整細胞的酶活高于破碎細胞,含有10 g/L熊果苷的MRS培養(yǎng)基為最適培養(yǎng)基。接種經(jīng)熊果苷誘導(dǎo)菌株的模擬酒中香氣含量明顯高于對照組(p<0.05),并且接種XJ-14-X的模擬酒中檢測到29種揮發(fā)性香氣,香氣總含量為568.81 μg/L,優(yōu)于其它處理。結(jié)論:熊果苷誘導(dǎo)β-D-葡萄糖苷酶酶活對改善葡萄酒香氣品質(zhì)有積極作用。

植物乳桿菌,熊果苷,β-D-葡萄糖苷酶,氣相色譜-質(zhì)譜

香氣是影響葡萄酒品質(zhì)的重要指標,其種類、含量、閾值及其之間的相互作用決定著葡萄酒的感官質(zhì)量、風味和典型性[1-2]。葡萄酒香氣成分復(fù)雜,到目前為止在葡萄酒中已經(jīng)檢測出來的香氣種類多達1000多種,包含酸類、酯類、醇類、揮發(fā)性酚類、萜烯醇類及硫醇類等[3-4]。

葡萄酒的香氣按其來源可以分為3類:品種香、發(fā)酵香和陳釀香[5]。發(fā)酵香是在發(fā)酵過程中產(chǎn)生的香氣,也稱二級香氣,即在發(fā)酵過程中由酵母菌、植物乳桿菌等微生物代謝單糖、糖苷等香氣前體物質(zhì)產(chǎn)生香氣的過程[6]。β-D-葡萄糖苷酶能夠分解葡萄酒中糖苷類香氣前體物質(zhì),是葡萄酒增香的關(guān)鍵酶。然而目前對糖苷酶的研究主要致力于乳酸菌中的酒酒球菌(Oenococcus oeni)。但是,有人發(fā)現(xiàn)植物乳桿菌中同樣具有β-D-葡萄糖苷酶活性,甚至其酶活比酒酒球菌的更高。在某些情況下,植物乳桿菌能夠觸發(fā)并完成蘋果酸乳酸發(fā)酵,降低葡萄酒酸度和粗澀感,進而提高葡萄酒的品質(zhì)[7]。

β-D-葡萄糖苷酶(β-D-Glucosidase)是催化水解烴基與糖基之間的糖苷鍵生成芳香物質(zhì)和葡萄糖的一種水解酶,又稱β-D-葡萄糖苷水解酶[8]。葡萄和葡萄酒中的鍵合態(tài)香氣物質(zhì)可以被酸或者酶水解,進而釋放出揮發(fā)性香氣物質(zhì),改善葡萄酒的風味。和酸解相比,酶解具有條件溫和、高效快速、專一性強、且產(chǎn)物不發(fā)生重排等優(yōu)點,因此目前在實際生產(chǎn)中一般采用酶解來降解鍵合態(tài)香氣物質(zhì)[9]。乳酸菌、酵母菌及絲狀真菌是β-D-葡萄糖苷酶的重要來源,且微生物源的糖苷酶具有良好的食品安全性,具有很好的商業(yè)應(yīng)用前景。

熊果苷(Arbutin)化學(xué)名稱為4-羥苯基-β-D-吡喃葡萄糖苷,是一種白色針狀結(jié)晶物,易溶于熱水、甲醇、乙醇等溶液[10]。最近幾年,人們對熊果苷的研究日益增加,這得益于其具有良好的生理生化功能。研究表明熊果苷具有良好的止咳祛痰,消炎抗菌等作用,尤其顯著的是在抑制皮膚酪氨酸酶作用方面,因此廣泛應(yīng)用于美白類化妝品中[11-12]。除了在醫(yī)療方面的應(yīng)用外,張哲、李亞輝[13-14]等人報道其對β-D-葡萄糖苷酶具有一定的誘導(dǎo)作用,其誘導(dǎo)原理為微生物生長優(yōu)先代謝單糖,在沒有單糖的環(huán)境下會分泌非優(yōu)先碳源的酶如糖苷酶、轉(zhuǎn)運酶等,分解這些碳源產(chǎn)生單糖[15],但是關(guān)于熊果苷誘導(dǎo)對香氣影響的報道非常有限。鑒于此,本文擬研究熊果苷對植物乳桿菌β-D-葡萄糖苷酶的誘導(dǎo)作用及其改善葡萄酒香氣的可行性,為β-D-葡萄糖苷酶的實際應(yīng)用和高品質(zhì)葡萄酒的生產(chǎn)奠定理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

實驗菌種:植物乳桿菌(Lactobacillusplantarum)XJ-14、XJ-25由西北農(nóng)林科技大學(xué)食品學(xué)院提供(前期研究該兩株菌酶活較高)。

MRS培養(yǎng)基:葡萄糖20 g,酵母浸粉4 g,蛋白胨10 g,牛肉膏5 g,MgSO4·7H2O 0.2 g,MnSO4·4H2O 0.05 g,乙酸鈉5 g,磷酸氫二鉀2 g,檸檬酸銨2 g,1 mL吐溫80,加水至1 L,用1 mol/L的NaOH調(diào)pH至6.2～6.4,121 ℃滅菌20 min。

改良MRS1培養(yǎng)基:葡萄糖10 g,熊果苷10 g,其它成分同MRS培養(yǎng)基。

改良MRS2培養(yǎng)基:熊果苷20 g,其它成分同MRS培養(yǎng)基。

實驗試劑:對硝基苯基-β-葡萄糖苷 上海寶曼生物科技有限公司;熊果苷 美國Amersc公司;LiChrolut EN柱(1300 mg) 德國默克公司;乙醇、二氯甲烷、戊烷、乙酸乙酯、甲醇,均為國產(chǎn)。

模擬酒配制方法參照李愛霞[16]方法,并添加香氣前體糖苷作為酶解的自然底物,其提取方法見1.2.5。

DH-420A電熱恒溫培養(yǎng)箱、水浴鍋 北京科偉永興儀器有限公司;HC-3018R高速冷凍離心機 安徽中科中佳科學(xué)儀器有限公司;HS-840U型水平層流單人凈化工作臺 蘇州凈化設(shè)備有限公司;pH計 上海雷磁儀器廠;UV-3802H紫外-可見分光光度計 上海尤尼柯儀器有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 菌體生長曲線 將在-40 ℃保存下的菌株在MRS固體培養(yǎng)基上劃線培養(yǎng)。2天后取單菌落接種至10 mL MRS液體培養(yǎng)基中培養(yǎng)12 h,重復(fù)2次。之后取30支15 mL無菌試管,向每支試管加入10 mL MRS培養(yǎng)基,將活化好的菌株按2%接種量分別接入每支試管,放入37 ℃培養(yǎng)箱培養(yǎng),每隔1 h取出一支測OD600值。每株菌復(fù)測定三次取其OD600平均值。

1.2.2 酶活的測定方法 方法參照Mansfield[17]略有改動。取對數(shù)生長末期菌體8 mL離心(5000 r/min 10 min),得菌體并重懸于1 mL無菌生理鹽水中。取適量菌體(50～500 μL,確保吸光度值在0.2～0.8之間,并添加無菌水至500 μL),并加入500 μL對硝基苯基-β-葡萄糖苷/檸檬酸磷酸緩沖液(底物濃度5 mmol/L)。在37 ℃水浴1 h,12000 r/min下離心。取上層清液加入2 mL 1 mol/L的Na2CO3溶液中,終止反應(yīng),并在400 nm處測吸光度值,對照處理為不添加菌體懸濁液,只添加無菌水。

酶活定義:37 ℃下每分鐘每克干菌重生成對硝基苯酚的量(μmol)為一個酶活單位,即μmol/(g·min)。

1.2.3 熊果苷濃度對酶活的影響 兩株植物乳桿菌分別接種到MRS培養(yǎng)基、改良MRS1培養(yǎng)基及改良MRS2培養(yǎng)基中,培養(yǎng)到對數(shù)生長末期比較其酶活大小。

1.2.4 細胞形態(tài)對酶活的影響 將不同培養(yǎng)基中對數(shù)生長末期的菌體離心(5000 r/min,10 min)得菌體,用1 mL PBS緩沖液(NaCl 140 mmol/L;KCl 2.7 mmol/L;Na2HPO410 mol/L;KH2PO41.8 mol/L;pH7.4)將菌體重懸并混勻,將菌體置于冰塊中,超聲破碎,并與相對應(yīng)培養(yǎng)基中完整菌體進行酶活比較。

1.2.5 香氣前體物質(zhì)的提取 方法參照Wang Kang[18],略有改動。500 g葡萄破碎并懸浮于乙醇含量為13%(v/v)的Na2HPO4/NaH2PO4緩沖液中(0.1 mol/L,pH7.0),在4 ℃下浸漬36 h,使糖苷物質(zhì)浸漬出來;浸漬液離心(5000 r/min,15 min),過0.45 μm濾膜,得香氣糖苷粗提液。

香氣前體物質(zhì)采用聚丙烯-二乙烯苯小柱(Lichrolut EN,Merck,0.5 g填料)萃取分析,方法參照Ma. Jesus Ibarz[19]。先用20 mL二氯甲烷,20 mL甲醇和20 mL超純水活化,之后取50 mL香氣糖苷粗提液上樣,分別用40 mL超純水和40 mL戊烷∶二氯甲烷2∶1洗脫極性小分子雜質(zhì)和非極性大分子雜質(zhì),最后用50 mL乙酸乙酯∶甲醇9∶1洗脫,得香氣糖苷物提取液,洗脫流速為 1 mL/min。真空下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā),干物質(zhì)(相當于500 g葡萄中糖苷的量)用20 mL磷酸檸檬酸緩沖液(pH5.0)溶解,并以20 mL/L添加到200 mL模擬酒中。按2%的接種量分別將在MRS 培養(yǎng)基及最優(yōu)培養(yǎng)基中生長的XJ-14、XJ-25菌株離心后接種到模擬酒中,發(fā)酵后進行香氣分析。

1.2.6 揮發(fā)性香氣成分分析 取12 mL 待測模擬酒樣,加入到20 mL 頂空瓶中,加入3.0 g NaCl 同時加入40.09 μg/L 的內(nèi)標3-辛醇,在40 ℃,350 r/min轉(zhuǎn)速下平衡10 min,后進行頂空萃取30 min。

GC條件根據(jù)Yuxia Wang[20]略有改變。Agilent HP-5MS(60 m×0.25 mm×0.25 μm);進樣口溫度250 ℃;程序升溫:起始溫度50 ℃,保持3 min,程序以6 ℃/min升溫至80 ℃,保持2 min;再程序升溫5 ℃/min至250 ℃,保持3 min;載氣為高純氦氣,流速為1.0 mL/min。

MS條件:電離方式EI;電子電壓70 eV;傳輸線溫度250 ℃;離子源溫度230 ℃;四極桿溫度150 ℃;質(zhì)量范圍35～450;采用wiley7n.l標準譜庫檢索定性。

1.2.7 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析 數(shù)據(jù)的常規(guī)分析采用Excel 2010進行,顯著性分析采用SPSS 20.0軟件進行。

2 結(jié)果與分析

2.1 菌體生長曲線

圖1顯示的是XJ-14和XJ-25在MRS培養(yǎng)基中的生長曲線。如圖所示,XJ-14的生長周期比XJ-25的生長周期長。XJ-14的延滯期為0～4 h,對數(shù)生長期為4～11 h,11 h以后為穩(wěn)定期。XJ-25的延滯期為0～2 h,對數(shù)生長期為2～8 h,8 h以后為穩(wěn)定期。

圖1 XJ-14和XJ-25在MRS培養(yǎng)基中的生長曲線Fig.1 Growth curve of XJ-14 and XJ-25 in ATB medium

2.2 熊果苷濃度及細胞形態(tài)對酶活的影響

細胞形態(tài)及不同熊果苷濃度對植物乳桿菌中β-D-葡萄糖苷酶酶活的影響如圖2、圖3所示。從圖中可以看出,在兩種細胞形態(tài)下,改良MRS1培養(yǎng)基中生長的XJ-14和XJ-25兩株菌酶活均高于其在MRS培養(yǎng)基培養(yǎng)下菌株的酶活;改良MRS1與改良MRS2相比較,兩株菌糖苷酶酶活沒顯著變化(p>0.05)。由此表明,10 g/L熊果苷對不同形態(tài)下兩株菌的β-D-葡萄糖苷酶具有一定誘導(dǎo)作用。但熊果苷濃度由10 g/L變?yōu)?0 g/L對酶活的影響不顯著,可能因為高濃度的熊果苷雖然能夠誘導(dǎo)出更高的酶活,但沒有足夠的葡萄糖作為糖源,導(dǎo)致乳桿菌的生長受到限制。從經(jīng)濟角度考慮,選用熊果苷含量為10 g/L的培養(yǎng)基為最適培養(yǎng)基。

圖2 細胞形態(tài)及熊果苷濃度對XJ-14中糖苷酶酶活的影響Fig.2 The influence of cell type and concentration of arbutin on enzyme activity注:改良MRS1為含10 g/L熊果苷的MRS培養(yǎng)基,改良MRS2為含20 g/L熊果苷的MRS培養(yǎng)基。

圖3 細胞形態(tài)及熊果苷濃度對XJ-25中糖苷酶酶活的影響Fig.3 The influence of cell type and concentration of arbutin on enzyme activity注:改良MRS1為含10 g/L熊果苷的MRS培養(yǎng)基,改良MRS2為含20 g/L熊果苷的MRS培養(yǎng)基。

比較完整和破碎兩種細胞形態(tài)下的酶活可以看出,在不同培養(yǎng)基中均是完整細胞酶活高,這說明細胞破碎過程破壞了部分酶活。因此,完整形態(tài)下對酶活更有利,在模擬酒香氣分析過程中將接種完整菌體。

2.3 模擬酒香氣分析

圖4 接種 XJ-14的模擬酒香氣成分GC-MS總離子流圖Fig.4 GC-MS TIC of volatiles from simulation of wine inoculated XJ-14

2.3.1 模擬酒香氣成分GC-MS總離子流圖 接種菌株XJ-14及其誘導(dǎo)菌株XJ-14-X模擬酒香氣成分GC-MS總離子流圖如圖4、圖5所示。對比兩圖可知,模擬酒中葡萄糖苷經(jīng)糖苷酶催化水解后釋放出多種揮發(fā)性香氣成分,具有20～30個良好的色譜峰,且比較同一出峰時間,經(jīng)誘導(dǎo)菌株XJ-14-X發(fā)酵的模擬酒中香氣含量較接種非誘導(dǎo)菌株XJ-14的模擬酒有明顯變化。

圖5 接種XJ-14-X的模擬酒香氣成分GC-MS總離子流圖Fig.5 GC-MS TIC of volatiles from simulation of wine inoculated XJ-14-X

2.3.2 熊果苷誘導(dǎo)對模擬酒中香氣種類數(shù)及總含量影響的差異分析 圖6、圖7表示熊果苷誘導(dǎo)對模擬酒中醇類、酸類、酯類、醛類、酮類及其它類揮發(fā)性香氣種類數(shù)和總含量的影響。菌株XJ-14經(jīng)熊果苷誘導(dǎo)后,醇類香氣種類數(shù)無變化,但其香氣含量由53.88 μg/L增加到186.44 μg/L,提高了2.4倍;酸類由5種增加到9種,含量也明顯提高;酯類揮發(fā)性香氣的種類數(shù)和含量都有所降低,可能酯類香氣物質(zhì)被分解為醇和酸所致。菌株XJ-25經(jīng)熊果苷誘導(dǎo)后,醇類、酸類揮發(fā)性香氣含量明顯增加(p<0.05),且酸類香氣種類數(shù)也有所增加;酯類揮發(fā)性香氣成分含量相對保持不變。酮類揮發(fā)性香氣物質(zhì)的種類數(shù)在兩株菌中都有所下降,但其香氣總量沒有明顯變化。

圖6 不同處理的菌種對模擬酒香氣含量的影響Fig.6 Influence of strains with different processing on simulated wine aroma content

圖7 不同處理的菌種對模擬酒香氣種類數(shù)的影響Fig.7 Influence of strains with different processing on count of simulated wine aroma species注:XJ-14、XJ-25為在MRS培養(yǎng)基中生長的菌株,XJ-14-X、XJ-25-X為在改良MRS1培養(yǎng)基中生長的菌株。

2.3.3 不同處理對模擬酒香氣的影響 游離香氣成分見表1。酒樣中共檢測出47種香氣物質(zhì),主要分為醇類、酸類、酯類、醛類、酮類及其他類,且經(jīng)熊果苷誘導(dǎo)的酒樣中香氣含量較對照組有顯著差異。在接種XJ-14的模擬酒中,共檢測出香氣33種,總含量為265.68 μg/L,XJ-14-X接種酒樣中共檢測出香氣29種,總含量為568.81 μg/L;在接種XJ-25的模擬酒中,共檢測出香氣34種,總含量為323.07 μg/L,XJ-25-X接種酒樣中共檢測出香氣25種,總含量為370.39 μg/L。表明熊果苷誘導(dǎo)后菌體能產(chǎn)生更高含量的香氣,濃郁度增加。

醇類化合物是酒中重要的揮發(fā)性香氣物質(zhì),醇類化合物是由酒精發(fā)酵、亞麻酸降解物氧化及氨基酸轉(zhuǎn)化的主要產(chǎn)物。在XJ-14、XJ-14-X、XJ-25、XJ-25-X接種酒樣中檢測到醇含量依次為53.88、186.44、52.90、74.16 μg/L,結(jié)果表明,熊果苷能夠誘導(dǎo)糖苷酶生成更多的醇類物質(zhì)。醇類香氣物質(zhì)在酒中主要表現(xiàn)為植物清香,在酒樣檢測到的揮發(fā)性香氣中,正己醇呈青草味、正辛醇呈玫瑰香香味、1-十一醇呈柑橘香、芐醇呈芳香味、苯乙醇呈花香味及2-乙烯-1-醇呈松柏香,對改善酒的香氣品質(zhì)起到積極作用。

葡萄酒存在酸味、奶酪味和脂肪味,這是因為葡萄酒中存在有機酸[21]。由表1可知,XJ-14中檢測到有機酸5種,含量為71.58 μg/L,XJ-14-X中檢測到9種,含量為234.61 μg/L,是XJ-14中有機酸總量的3.28倍。較之XJ-14,在熊果苷誘導(dǎo)下糖苷酶分解香氣前體物質(zhì),不僅增加了XJ-14中已存在香氣的含量,如己酸(干酪味)和辛酸(奶油味),而且新增有益酸類香氣成分,如3-甲基戊酸(清香味)和丁酸(干酪香),豐富了揮發(fā)性有機酸種類,改善了葡萄酒的香氣。這說明熊果苷誘導(dǎo)糖苷酶的種類并不單一[15]。XJ-25-X中有機酸10種,總量為204.09 μg/L,較XJ-25也有明顯增加(p<0.05)。

酯類是葡萄酒中重要的香氣物質(zhì),賦予葡萄酒花香和果香味,酯類物質(zhì)是由醇與通過酯化反應(yīng)生成。如表1所示,呈酒香的乳酸乙酯和果香的乙酸乙酯是糖苷酶水解香氣前體物質(zhì)產(chǎn)生的常見揮發(fā)性酯類物質(zhì),這與Wenhuai Kang[22]的研究結(jié)果相似。除這兩種酯類物質(zhì)外,在XJ-14-X中檢測到呈花香的十六酸乙酯;在XJ-25-X中檢測到的酒香味的乳酸乙酯和果香味的苯氨基甲酸酯較XJ-25有明顯增加,這些酯類物質(zhì)修飾了葡萄酒香氣品質(zhì)。經(jīng)熊果苷誘導(dǎo)后酯類物質(zhì)略有減少,這可能是熊果苷在誘導(dǎo)糖苷酶的同時還能夠誘導(dǎo)部分酯類水解酶,并將產(chǎn)生的部分酯類物質(zhì)水解為醇與酸。

表1 不同處理的菌種對模擬酒香氣影響

Table 1 Influence of strains with different processing on simulated wine aroma

序號分子式保留時間化合物種類不同處理下香氣濃度(μmol/L)M-XJ-14-TM-XJ-14-T-XM-XJ-25-TM-XJ-25-T-X香氣特征醇類1C5H12O895正戊醇1258±0514196±150ndnd雜醇油氣味2C6H14O1272正己醇1315±0582832±0791839±0771677±086青草味3C8H18O13826-甲基-3-庚醇nd972±066ndndnd4C6H12O14102-己烯-1-醇230±005nd206±004nd松柏味5C8H18O1614異辛醇691±0462106±100510±0241813±080特殊氣味6C8H18O1779正辛醇73±0291905±0381148±0521309±025柑橘、玫瑰香7C11H24O20191-十一醇236±012787±027432±026491±037柑橘香氣8C7H8O2460芐醇ndnd239±014491±031芳香味9C8H10O2513苯乙醇927±0594846±208916±0221636±025花香、花粉種類數(shù)7776醇含量5388±262a18644±551b529±228a7416±210c酸1C6H12O215313-甲基戊酸nd5722±1764148±0924785±33清香、草藥2C4H8O21955丁酸nd951±023nd736±015干酪香3C6H10O41956丙基丙二酸292±013nd658±048532±032nd4C22H42O22177芥酸ndnd129±007ndnd5C6H12O22409己酸141±0443746±0531703±0463558±079干酪香6C7H14O22571庚酸nd2864±029nd2618±082腐敗脂肪氣味7C8H16O22709辛酸888±0634305±2621097±0532822±055澀味、奶油8C9H18O22828壬酸nd583±0127608±445±009微特殊氣味9C10H20O22934癸酸nd519±023nd491±024不愉快脂肪味10C18H36O22952硬脂酸438±0171201±0131097±0371718±054油脂微臭11C16H32O23031棕櫚酸4129±163571±115nd2699±252nd種類數(shù)59710酸含量7157±145a23461±157b16438±393c20409±198d酯1C4H8O2256乙酸乙酯910±0433843±188348±013nd甜香、果香2C8H16O2930正己酸乙酯ndnd181±005nd果香、草莓3C5H10O31256乳酸乙酯2832±13886±0412716±1253283±236酒香4C10H20O21461辛酸乙酯174±007nd303±003nd菠蘿、梨花香5C8H16O21531甲酸庚酯3613±256ndndnd玫瑰香、梅子果香6C14H28O21960月桂酸乙酯461±032ndndnd甜香、花香7C7H7NO22646苯氨基甲酸酯416±032827±026523±019859±042nd8C18H36O22912十六酸乙酯nd368±018ndnd花香種類數(shù)6452酯含量8405±388a5897±143b4071±110c4142±101c醛1C6H12O559正己醛258±01058±012187±004nd果香2C7H14O800庚醛36±023548±022445±011654±017果香3C9H18O1353壬醛ndnd129±004nd玫瑰香4C8H14O14492-辛烯醛371±027606±040374±022nd黃瓜、雞肉香味5C7H6O1689苯甲醛354±018nd432±020736±035杏仁味6C9H16O17112-壬烯醛444±013966±040206±016nd脂肪氣息、清香、果香7C8H8O1983對甲基苯甲醛287±00442±017394±023532±014nd8C7H6O22057對羥基苯甲醛399±023755±060703±0311268±062芳香味9C9H10O23362-乙基苯甲醛ndnd1381±086ndnd種類數(shù)7694醛含量2472±118a3874±133b4251±218c3190±156d酮1C4H8O210953-羥基-2-丁酮315±010429±011ndnd奶香、脂肪香2C8H14O1221甲基庚烯酮219±009nd206±007nd檸檬草味3C8H16O214324-仲丁氧基-2-丁酮191±008nd123±002ndnd4C8H8O1992苯乙酮32±012ndnd491±011山楂氣味5C13H18O2350大馬酮281±006576±012155±004nd玫瑰香

續(xù)表

注:“nd”表示為檢測出;同一行中不同小寫字母表示差異顯著(p<0.05)。

大多數(shù)的羰基化合物都有令人愉快的花果香氣[23],如表1所示,在四種不同的處理下醛類約占香氣總含量的4%～9%之間,酮類約占1.8%～5%,雖然相對含量較低,但對葡萄酒的改善有著不可忽略的作用。酒樣中檢測到的醛類物質(zhì),如庚醛(果香)、苯甲醛(杏仁香)、對羥基苯甲醛(芳香)、2-壬烯醛(脂肪香);酮類物質(zhì),如苯乙酮(山楂味)、大馬酮(玫瑰香)、3-羥基-2-丁酮(奶香)等對葡萄酒香氣改善有著不可替代的作用。此外,在熊果苷誘導(dǎo)下,XJ-14-X中醛類化合物比J-14增加56.7%,表明熊果苷誘導(dǎo)對葡萄酒中醛類香氣物質(zhì)起積極作用。

除了醇類、酸類、脂肪類、醛酮類化合物,在樣品中還檢測到甜香味的2-乙?；秽?、花香味的2.4-二叔丁基苯酚等揮發(fā)性香氣,這些物質(zhì)也賦予葡萄酒特殊的香氣。

3 結(jié)論

研究證實,完整細胞比破碎細胞中糖苷酶活性更高,在10 g/L熊果苷誘導(dǎo)劑的誘導(dǎo)作用下,β-D-葡萄糖苷酶的活性得到明顯提高。通過GC-MS從接種誘導(dǎo)菌株XJ-14-X的模擬酒中檢測到醇類7種、酸類9種、酯類4種、醛類6種、酮類2種以及其它類揮發(fā)性香氣物質(zhì)1種,共計29種香氣物質(zhì),香氣總含量可達568.81 μg/L,明顯高于其它處理組。接種誘導(dǎo)菌株XJ-14-X和XJ-25-X的模擬酒中揮發(fā)性香氣總含量較對照組都有明顯增加,香氣濃郁度加強,且新增3-甲基戊酸、丁酸、十六酸乙酯等香氣物質(zhì),香氣種類得到豐富。研究證明了熊果苷誘導(dǎo)β-D-葡萄糖苷酶改善葡萄酒香氣的可行性,為提高葡萄酒品質(zhì)提供理論依據(jù)。

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Influence ofβ-D-glycosidase enzymes induced by arbutin on aroma of grape wine

PENG Shuai1,FAN Ming-tao1,*,ZHANG Ting-jing1, MIAO Zhuang1,CHENG Zheng-gen1,LIU Yan-lin2

(1.College of Food Science and Engineering, Northwest A&F University, Yangling 712100, China; 2.College of Enology North west A&F University,Yangling 712100,China)

Arbutincaninduceβ-D-glycosidaseenzymeactivity,andthenincreasethewinearomacomponentsandimprovethequalityofwine.Culturemediumaddingdifferentconcentrationsofarbutinwasoptimizedbasedonenzymeactivityunderformofcompleteandbreak.ThedifferenceofaromaofsimulationwineinoculatedLactobacillus plantarumrespectivelyfromMRSandoptimalmediumweredetectedbyGC-MSinthisexperiment.Theresultsshowedthatenzymeactivityofcompletecellwashigherthanbrokencells.whentheconcentrationofarbutinwas10g/L,theenzymesactivityofβ-D-glycosidasewascomparativelyhigh.Thearomacontentofsimulationwinefermentedwithinduciblestrainwassignificantlyhigherthanthecontrolgroup.Inaddition,therewere29speciesofaromaandthecontentwas568.81μg/LinsimulationwinefermentedbyXJ-14-X,whichwassuperiortotheothersamples.Thusitcanbeseenthatarbutincaninduceβ-D-glycosidaseenzymetoimprovearomaofgrapewineintheprocessoffermentation.

Lactobacillus plantarum;arbutin;β-D-glycosidaseenzyme;GC-MS

2016-04-01

彭帥(1989-)，男，碩士研究生，研究方向：微生物發(fā)酵，E-mail：15502973992@163.com。

*通訊作者:樊明濤(1963-)，男，博士，教授，研究方向：食品生物技術(shù)與食品安全 ，E-mail:fanmt@nwsuaf.edu.cn。

08現(xiàn)代農(nóng)業(yè)-葡萄釀造(CARS-30-gj-3)。

TS262.1

A

1002-0306(2016)19-0170-07

10.13386/j.issn1002-0306.2016.19.025