不飽和脂肪酸對(duì)釀酒酵母生長(zhǎng)及產(chǎn)香特性影響的研究進(jìn)展

劉沛通,鄭曉衛(wèi),段長(zhǎng)青,陳 博,燕國(guó)梁,

（1.中糧營(yíng)養(yǎng)健康研究院有限公司,老年?duì)I養(yǎng)食品研究北京市工程實(shí)驗(yàn)室,北京 102209；2.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營(yíng)養(yǎng)工程學(xué)院,葡萄與葡萄酒研究中心,農(nóng)業(yè)農(nóng)村部葡萄酒加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100083）

葡萄汁是一種非常復(fù)雜的基質(zhì),含有包括糖、有機(jī)酸等在內(nèi)的數(shù)以千計(jì)的成分,它們的質(zhì)量濃度水平從ng/L到g/L不等[1-2]。葡萄汁的成分受多種因素影響,如葡萄品種、產(chǎn)區(qū)、栽培管理和釀造工藝等[3-7]。葡萄汁的組成成分對(duì)葡萄酒的香氣特征有決定性作用,各物質(zhì)的微小變化甚至?xí)苯佑绊戓劸平湍福⊿accharomyces cerevisiae）的生長(zhǎng)代謝,影響葡萄酒中揮發(fā)性組分的合成[8]。如檸檬酸可在發(fā)酵末期作為碳源被酵母代謝,其在葡萄汁中的含量影響酵母的生長(zhǎng)[1]；而向葡萄汁中適當(dāng)添加銨鹽、氨基酸等氮源則對(duì)酵母的生長(zhǎng)繁殖有顯著促進(jìn)作用,同時(shí)增加酯類物質(zhì)的合成[7,9]。近年來,葡萄汁中主要物質(zhì)糖類（如葡萄糖和果糖）、羧酸類（如酒石酸和蘋果酸）以及氨基酸（如丙氨酸和苯丙氨酸等）對(duì)酵母代謝影響的研究較多[1,7,9-11],但有關(guān)脂肪酸的研究仍不系統(tǒng)。

1 葡萄汁中的不飽和脂肪酸

葡萄果實(shí)中含有0.15%～0.24%（以濕質(zhì)量計(jì)）的脂類化合物,以長(zhǎng)鏈脂肪酸（C14～C18）含量最高,主要由亞油酸（C18:2）、油酸（C18:1）、亞麻酸（C18:3）、棕櫚酸（C16:0）和硬脂酸（C18:0）組成[5,12]。發(fā)酵基質(zhì)中的脂肪酸在釀造過程中起著關(guān)鍵作用。葡萄汁中約80%的脂肪酸在發(fā)酵中被釀酒酵母同化利用,為其生長(zhǎng)代謝提供必需的營(yíng)養(yǎng)成分,影響酵母的生理功能以及葡萄酒揮發(fā)性物質(zhì)的合成,其中不飽和脂肪酸（unsaturated fatty acids,UFAs）的作用尤為重要[3,13-14]。

葡萄汁中UFAs的濃度及構(gòu)成受多種因素影響,包括葡萄品種、產(chǎn)區(qū)、氣候、栽培管理方式和釀造工藝等（表1）。研究表明,冷涼地區(qū)葡萄果實(shí)中的亞麻酸含量較高,而溫暖地區(qū)葡萄果實(shí)中含有更多的油酸[15]。段亮亮[6]研究發(fā)現(xiàn),轉(zhuǎn)色結(jié)束時(shí)對(duì)葡萄果穗進(jìn)行曝光處理可顯著提高UFAs在總脂肪酸中的比例。實(shí)際生產(chǎn)中,常用的澄清工藝會(huì)顯著減少葡萄汁中的UFAs含量,對(duì)葡萄酒品質(zhì)有不良影響[16-17]；與之相反,浸漬處理可提高葡萄汁中UFAs的含量,促進(jìn)酵母的生長(zhǎng)繁殖,改善葡萄酒香氣品質(zhì)[18]。

表1 葡萄汁中主要不飽和脂肪酸的質(zhì)量濃度范圍Table 1 Concentrations of main unsaturated fatty acids in grape must

2 UFAs對(duì)釀酒酵母生長(zhǎng)代謝的影響

2.1 UFAs對(duì)釀酒酵母生長(zhǎng)繁殖的影響

UFAs占葡萄汁中脂肪酸總量50%以上,是釀酒酵母生長(zhǎng)代謝所必需的營(yíng)養(yǎng)成分[16]。在厭氧條件下,酵母從發(fā)酵基質(zhì)中攝取外源脂類物質(zhì)（如麥角固醇或UFAs）來滿足生長(zhǎng)需求[23]。Redón等[24]研究發(fā)現(xiàn),向發(fā)酵基質(zhì)中添加脂肪酸（十二酸、棕櫚油酸、亞麻酸）可顯著增強(qiáng)酵母的活性,促進(jìn)酵母繁殖,提高酵母細(xì)胞量。Beltran等[25]也發(fā)現(xiàn)酵母可通過吸收葡萄汁中的亞油酸來提高細(xì)胞活性。本實(shí)驗(yàn)室前期研究表明,高濃度的UFAs（油酸、亞油酸和亞麻酸）可上調(diào)酵母繁殖相關(guān)基因的表達(dá)量,誘導(dǎo)基因RAX2（編碼N-糖基化蛋白）、SPS100（編碼孢子壁成熟所需蛋白）、CLB1和CLB2（編碼酵母細(xì)胞復(fù)制蛋白）表達(dá),提高酵母的生長(zhǎng)能力,顯著提高酵母生物量[6]。UFAs還可在酵母細(xì)胞表面形成突起,促進(jìn)酵母與環(huán)境之間的物質(zhì)交換,增強(qiáng)酵母代謝活性,促進(jìn)酵母的生長(zhǎng)繁殖[26]。

發(fā)酵過程中,釀酒酵母不可避免地面臨大量的脅迫因素,例如葡萄汁中極高的糖質(zhì)量濃度（＞200 g/L）導(dǎo)致的高滲透壓脅迫,發(fā)酵過程中的營(yíng)養(yǎng)饑餓、氧化脅迫,發(fā)酵后期的乙醇脅迫等,酵母對(duì)這些脅迫條件的耐受性直接影響其生長(zhǎng)代謝,關(guān)系到葡萄酒的品質(zhì)[27-30]。發(fā)酵基質(zhì)中的UFAs可通過改善細(xì)胞抗逆性來提高酵母在脅迫環(huán)境中的生存能力。當(dāng)基質(zhì)中有多不飽和脂肪酸（polyunsaturated fatty acids,PUFAs）（如亞油酸或亞麻酸）存在時(shí),酵母會(huì)將它們整合入細(xì)胞質(zhì)膜,幾乎取代質(zhì)膜中原有的所有單不飽和脂肪酸（monounsaturated fatty acids,MUFAs）,增強(qiáng)細(xì)胞膜流動(dòng)性,提高酵母的抗逆能力[31-35]。如Landolfo等[36]通過向基質(zhì)中添加UFAs（油酸和麥角固醇）,增強(qiáng)酵母細(xì)胞對(duì)氧化脅迫的抵抗能力。Yazawa等[13]研究表明,產(chǎn)亞油酸和亞麻酸的菌株有較好的堿耐受性和較高的Li+、Na+、溶菌酶抵抗能力。Rodríguez-Vargas等[37]向釀酒酵母中轉(zhuǎn)入Δ12去飽和酶促進(jìn)亞油酸的合成,增強(qiáng)了細(xì)胞抗凍性。細(xì)胞膜中UFAs含量的增加也可提高酵母的耐熱性[38],而UFAs（油酸）也可增加酵母的乙醇耐受性[39]。在葡萄酒發(fā)酵過程中,外源UFAs的供給可為釀酒酵母抵抗逆境、維持正常生長(zhǎng)繁殖提供保障。

2.2 UFAs對(duì)釀酒酵母中脂肪酸合成與吸收的影響

釀酒酵母胞內(nèi)的脂肪酸一部分從發(fā)酵基質(zhì)中吸收同化,另一部分由酵母自身合成[31]。發(fā)酵基質(zhì)中的UFAs會(huì)對(duì)酵母脂肪酸的吸收與合成產(chǎn)生重要影響。

釀酒酵母合成的飽和脂肪酸和UFAs主要是16碳及18碳的脂肪酸,包括棕櫚酸、硬脂酸、油酸和棕櫚油酸（C16:1）[24,31,40]。脂肪酸的合成及吸收如圖1所示。糖代謝產(chǎn)生的乙酰CoA在乙酰CoA羧化酶（acetyl-CoA carboxylase,ACC）1的催化下生成丙二酰CoA,隨后在脂肪酸合成酶（fatty acid synthase,FAS）1、FAS2和脂酰CoA延長(zhǎng)酶（acyl elongase,ELO）1的作用下合成脂酰CoA,多次反應(yīng)后合成棕櫚酰CoA（C16:0-CoA）和硬脂酰CoA（C18:0-CoA）。在Δ9-脂肪酸去飽和酶OLE1催化下生成MUFAs[41]。由于缺少Δ12-脂肪酸去飽和酶和ω-3脂肪酸去飽和酶,釀酒酵母不能合成PUFAs,如亞油酸和亞麻酸[42-43]。

圖1 釀酒酵母脂肪酸的合成及吸收[31]Fig.1 Synthesis and transportation of fatty acids in Saccharomyces cerevisiae[31]

厭氧條件下,酵母自身合成脂肪酸不足,為了維持正常的生長(zhǎng)代謝,酵母必須從發(fā)酵基質(zhì)中攝入脂肪酸,其中UFAs被優(yōu)先吸收[23]。在FAT3及FAAs的作用下,發(fā)酵基質(zhì)中的UFAs進(jìn)入胞內(nèi),調(diào)節(jié)脂肪酸的合成代謝。酵母胞內(nèi)的外源UFAs通過下調(diào)脂肪酸合成基因ACC1、FAS1和FAS2的表達(dá)量來抑制脂肪酸的內(nèi)源合成[44-46]。另一方面,UFAs下調(diào)脂肪酸去飽和基因OLE1的表達(dá)[47],減少內(nèi)源MUFAs的合成[45-46]。發(fā)酵前期,酵母細(xì)胞大量吸收外源UFAs,其中40%整合入細(xì)胞膜內(nèi),替代膜中原有的MUFAs[48],酵母細(xì)胞膜中的高UFAs含量可增強(qiáng)細(xì)胞膜的流動(dòng)性,保持細(xì)胞膜完整性,保證釀酒酵母的正常生長(zhǎng)代謝[35,49]。酵母對(duì)外源脂肪酸的吸收不僅可直接調(diào)控內(nèi)源脂肪酸的合成,也會(huì)影響其自身的代謝活動(dòng)。

2.3 UFAs對(duì)釀酒酵母中心碳代謝的影響

酵母的中心碳代謝（central carbon metabolism,CCM）包括糖酵解路徑、戊糖磷酸路徑和三羧酸循環(huán)[50-52]。發(fā)酵基質(zhì)中的UFAs可通過調(diào)控CCM來影響甘油、乙醇、乙酸等代謝產(chǎn)物及乙酰CoA等關(guān)鍵代謝中間物質(zhì)的合成,對(duì)葡萄酒品質(zhì)產(chǎn)生重要影響。如圖2所示,糖酵解過程中產(chǎn)生的中間產(chǎn)物磷酸二羥丙酮可經(jīng)轉(zhuǎn)化生成甘油-3-磷酸,去磷酸化后生成甘油。葡萄酒中的甘油質(zhì)量濃度通常為5～14 g/L,為葡萄酒帶來甘甜味和圓潤(rùn)感[53]。甘油是酵母細(xì)胞調(diào)節(jié)氧化還原平衡和滲透壓的重要物質(zhì),為細(xì)胞供能（提供ATP）,其產(chǎn)生與酵母對(duì)外界逆境的響應(yīng)有關(guān)[53-55]。通常認(rèn)為,甘油為磷脂的合成提供前體物質(zhì)[56],發(fā)酵基質(zhì)中的UFAs含量會(huì)影響酵母胞內(nèi)磷脂濃度,進(jìn)而通過影響磷脂的合成來調(diào)節(jié)甘油的代謝。

圖2 釀酒酵母的中心碳代謝[50-52]Fig.2 Central carbon metabolism in Saccharomyces cerevisiae[50-52]

丙酮酸是CCM中的關(guān)鍵代謝物,由糖酵解路徑產(chǎn)生[57]。在有氧條件下,酵母進(jìn)行呼吸作用,丙酮酸在丙酮酸脫氫酶的作用下轉(zhuǎn)化為乙酰CoA；而無氧條件下的丙酮酸參與發(fā)酵反應(yīng)生成乙醇[56]。乙酰CoA有多條代謝路徑,可參與三羧酸循環(huán),也可生成乙酸,部分乙酰CoA進(jìn)入脂肪酸合成路徑,還有一些與高級(jí)醇發(fā)生酯化反應(yīng)生成乙酸酯（圖2）。發(fā)酵基質(zhì)中的脂類物質(zhì)會(huì)對(duì)乙酰CoA的代謝流向產(chǎn)生重要影響。Rollero等[58]研究發(fā)現(xiàn),酵母可吸收發(fā)酵基質(zhì)中的甾醇,減少乙酰CoA在脂類合成路徑上的流量,通過調(diào)控胞內(nèi)乙酰CoA庫來影響三羧酸循環(huán)。三羧酸循環(huán)中的檸檬酸、琥珀酸和蘋果酸是葡萄酒中重要的非揮發(fā)性酸。酵母在發(fā)酵初期產(chǎn)生檸檬酸,隨著發(fā)酵的進(jìn)行,基質(zhì)中碳源含量下降,發(fā)酵末期檸檬酸作為碳源被酵母代謝[59]。UFAs對(duì)葡萄酒中檸檬酸的含量無顯著影響[23,60]。琥珀酸與蘋果酸的合成受環(huán)境因素調(diào)控,如pH值、糖濃度和氮源濃度等[53]。UFAs可通過影響酵母對(duì)發(fā)酵基質(zhì)中糖、氮源的代謝[58,61-62],調(diào)控琥珀酸與蘋果酸的生成。酵母胞內(nèi)乙酰CoA流向的變化也會(huì)影響乙酸的合成。葡萄酒中的乙酸質(zhì)量濃度一般為0.2～0.7 g/L,高于1.1 g/L時(shí)會(huì)給酒帶來難聞的酸味[53]。乙酸的合成需要NAD+的參與,添加UFAs可增加酵母細(xì)胞量,提高胞內(nèi)NADH水平,減少NAD+的濃度,抑制乙酸合成[23,63]。但也有研究表明,UFAs對(duì)乙酸濃度的影響隨酵母菌株的不同而變化,添加油酸和亞麻酸能顯著抑制釀酒酵母X5的乙酸合成,而亞油酸的添加能提高釀酒酵母EC1118發(fā)酵酒中的乙酸濃度,UFAs濃度及種類對(duì)乙酸合成的影響具有菌株特異性[22]。

乙醇是酵母發(fā)酵的重要代謝物,是葡萄酒中的關(guān)鍵物質(zhì)。改變發(fā)酵基質(zhì)中碳源、發(fā)酵溫度,調(diào)節(jié)酵母胞內(nèi)NADH水平等方式可影響葡萄酒中乙醇的含量[64-65]。Pham等[66]向發(fā)酵基質(zhì)中添加脂肪酸和固醇,顯著促進(jìn)了乙醇的合成。Pinu等[22]卻發(fā)現(xiàn)UFAs（油酸、亞麻酸）的添加降低了葡萄酒中的乙醇濃度。但也有研究表明,外界環(huán)境對(duì)乙醇的調(diào)控具有菌株特異性[67]。隨著發(fā)酵的進(jìn)行,葡萄酒中的乙醇含量升高,對(duì)酵母的脅迫也逐漸增大,近年來,如何提高菌株對(duì)乙醇脅迫的抵抗能力成為研究熱點(diǎn)[68]。外源UFAs對(duì)酵母細(xì)胞膜的改善,能提高菌株的乙醇耐受性,有利于發(fā)酵的進(jìn)行[39,69]。

2.4 UFAs對(duì)釀酒酵母發(fā)酵香氣物質(zhì)累積的影響

UFAs可以調(diào)控釀酒酵母香氣物質(zhì)的積累,影響葡萄酒的感官品質(zhì)。主要香氣物質(zhì)的閾值及香氣描述見表2。

表2 葡萄酒中主要香氣物質(zhì)及其閾值和描述Table 2 Thresholds and aroma characteristics of main volatile compounds in wine

C6醇可由亞油酸和α-亞麻酸通過脂氧合酶/脂氫過氧化物裂解酶催化生成,為葡萄酒帶來青草味,對(duì)葡萄酒香氣有不良影響[3,80]。向發(fā)酵基質(zhì)中添加UFAs（油酸、亞油酸和α-亞麻酸）會(huì)顯著提高葡萄酒中C6醇的濃度[60]。

圖3 釀酒酵母揮發(fā)性組分（高級(jí)醇、揮發(fā)性脂肪酸、乙酸酯和乙酯）的合成[53]Fig.3 Synthesis of volatile compounds (higher alcohols, volatile fatty acids, acetate esters and ethyl esters) by Saccharomyces cerevisiae[53]

高級(jí)醇是葡萄酒中重要的發(fā)酵香氣物質(zhì),適宜質(zhì)量濃度（＜300 mg/L）的高級(jí)醇可增加葡萄酒香氣復(fù)雜性,但質(zhì)量濃度過高（＞400 mg/L）時(shí)會(huì)給葡萄酒帶來溶劑味和醇味[53]。高級(jí)醇主要由氨基酸通過Ehrlich途徑代謝生成[9]。如圖3所示,發(fā)酵基質(zhì)中的氨基酸由GAP1、BAP2轉(zhuǎn)運(yùn)入酵母細(xì)胞內(nèi)。胞內(nèi)的氨基酸在轉(zhuǎn)氨酶（BAT1和BAT2編碼）的作用下轉(zhuǎn)氨生成酮酸,再由脫羧酶（PDC1、PDC5、PDC6和ARO10編碼）催化生成醛,最后經(jīng)過多種醇脫氫酶（alcohol dehydrogenase,ADHs）的催化生成高級(jí)醇[9]。有研究表明,外源添加UFAs可通過調(diào)節(jié)膜蛋白活性及相關(guān)基因表達(dá)量,顯著提高葡萄酒中的高級(jí)醇含量[23,81-82]。氨基酸透過酶的表達(dá)活性受細(xì)胞膜磷脂雙分子層調(diào)控,細(xì)胞膜上UFAs（油酸、亞油酸、甾醇）比例的上升可提高膜連接的氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的活性,促進(jìn)胞外氨基酸向胞內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)[58,83-84]。段亮亮[6]研究發(fā)現(xiàn),UFAs的添加可上調(diào)BAP基因表達(dá)量,利于酵母吸收發(fā)酵基質(zhì)中的支鏈氨基酸,從而提高葡萄酒里異丁醇的含量,改善葡萄酒的品質(zhì)[85]。Rollero等[62]研究發(fā)現(xiàn)氮源（氨基酸和銨鹽）的代謝與發(fā)酵基質(zhì)中植物甾醇的含量之間存在正相關(guān)關(guān)系,當(dāng)甾醇含量增加,異丁醇和異戊醇的產(chǎn)量升高。本課題組前期研究也發(fā)現(xiàn),UFAs的濃度對(duì)氨基酸代謝和高級(jí)醇的合成有顯著影響,葡萄汁中低質(zhì)量濃度（12 mg/L）的UFAs可促進(jìn)支鏈氨基酸代謝,提高高級(jí)醇等物質(zhì)的合成；但高質(zhì)量濃度（120 mg/L）的UFAs會(huì)下調(diào)GAP1、ADH1等基因的表達(dá)量,減弱支鏈氨基酸對(duì)酵母生長(zhǎng)的促進(jìn)程度并抑制酵母合成高級(jí)醇及其酯類物質(zhì)的能力[86]。

揮發(fā)性脂肪酸為葡萄酒貢獻(xiàn)果香、奶酪味和脂肪味,低濃度的脂肪酸可改善葡萄酒的香氣復(fù)雜性,但含量過高時(shí)會(huì)給葡萄酒帶來不良風(fēng)味[53]。葡萄酒中的揮發(fā)性脂肪酸主要通過酵母的同化作用合成（圖3）。向發(fā)酵基質(zhì)中添加UFAs（如棕櫚油酸、α-亞麻酸）可造成脂肪酸合成基因（ACC1、FAS1、FAS2、ELO1）的表達(dá)量下調(diào)[87],抑制中短鏈脂酰-CoA的合成,降低葡萄酒中揮發(fā)性脂肪酸濃度[24,31,46,82]。同時(shí),UFAs對(duì)酵母胞內(nèi)乙酰CoA庫的調(diào)節(jié)也會(huì)影響揮發(fā)性脂肪酸的合成,酵母從發(fā)酵基質(zhì)中吸收的甾醇產(chǎn)生底物反饋抑制調(diào)節(jié),能減少乙酰CoA在脂類合成路徑上的流量,降低揮發(fā)性脂肪酸的含量[58]。

酯類物質(zhì)包括乙酸酯和乙酯,為葡萄酒提供果香和花香等香氣特征[88]。目前的研究認(rèn)為,酯類物質(zhì)的合成是酵母胞內(nèi)長(zhǎng)鏈脂肪酸的脫毒過程,同時(shí)也是胞內(nèi)平衡乙酰CoA/CoA比率的代謝過程[89-90]。乙酸酯由乙酰CoA和高級(jí)醇在醇?；D(zhuǎn)移酶（acetyltransferase,ATF）1的催化下縮合而成（圖3）,主要包括乙酸異丁酯、乙酸異戊酯、2-乙酸苯乙酯等[53]。敲除釀酒酵母的醇酰基轉(zhuǎn)移酶基因ATF1能顯著降低乙酸乙酯、乙酸異戊酯等乙酸酯的含量,而過表達(dá)該基因時(shí),葡萄酒中的乙酸酯類物質(zhì)濃度增加10～200 倍不等[88]。發(fā)酵基質(zhì)中的UFAs可降低乙酸酯合成關(guān)鍵基因ATF1的轉(zhuǎn)錄和活性,抑制高級(jí)醇和乙酰CoA的?；磻?yīng),減少乙酸酯的含量[21,46,89,91]。乙酯由脂酰CoA和乙醇在乙酯合成酶（ethyl ester biosynthesis,Eeb1p）和醇己?；D(zhuǎn)移酶（ethanol hexanoyl transferase,Eht1p）作用下縮合而成（圖3）,常見乙酯包括丁酸乙酯、己酸乙酯、辛酸乙酯、癸酸乙酯和十二酸乙酯[88]。EHT1編碼乙醇己酰轉(zhuǎn)移酶,催化乙醇和己酰CoA縮合生成己酸乙酯,在中鏈脂肪酸乙酯合成中的作用較小[92]。EEB1編碼乙醇?；D(zhuǎn)移酶,是乙酯類物質(zhì)合成路徑中的關(guān)鍵基因。EEB1也參與短鏈酯類的水解反應(yīng),與脂類代謝和脫毒有關(guān)[88]。已有研究認(rèn)為,乙酯的合成由底物濃度決定,與基因表達(dá)水平無關(guān)[93-94]。過表達(dá)EEB1和EHT1并不能顯著提高葡萄酒中乙酯類物質(zhì)的濃度[93]。但也有研究表明,底物濃度與乙酯含量之間無對(duì)應(yīng)關(guān)系,EEB1等關(guān)鍵基因是調(diào)控乙酯合成的關(guān)鍵因素[6,95]。向發(fā)酵基質(zhì)中復(fù)合添加UFAs（油酸、亞油酸和α-亞麻酸）能顯著提高葡萄酒中己酸乙酯、辛酸乙酯和癸酸乙酯的含量[60],但也有研究發(fā)現(xiàn),提高UFAs的含量會(huì)減少短鏈脂酰-CoA的生成,抑制酵母合成乙酯[21,93]。目前關(guān)于乙酯合成的研究并未得到一致的結(jié)果,UFAs可通過綜合調(diào)控底物水平（通過乙酰CoA庫調(diào)控乙酯前體物脂酰CoA的濃度）和基因水平（影響EEB1及EHT1的表達(dá)量）來影響乙酯類物質(zhì)的合成,但具體機(jī)制仍需進(jìn)一步研究。

除了濃度之外,發(fā)酵基質(zhì)中UFAs的種類也影響釀酒酵母揮發(fā)性組分的合成。當(dāng)發(fā)酵基質(zhì)中油酸和麥角固醇的含量升高時(shí),酵母可產(chǎn)生較多的高級(jí)醇和乙酸酯[81],但增加亞油酸的濃度反而抑制酯類物質(zhì)的合成[96]；Varela等[23]向發(fā)酵基質(zhì)中添加吐溫-80（含體積分?jǐn)?shù)70%油酸、30%硬脂酸與棕櫚酸）卻提高了葡萄酒中酯類、高級(jí)醇和揮發(fā)性脂肪酸的含量。有研究表明,PUFAs（如亞油酸和α-亞麻酸）對(duì)細(xì)胞膜流動(dòng)性的改善大于MUFAs（如油酸）,更有利于酵母細(xì)胞在脅迫環(huán)境中生存[82]。這可能是因?yàn)镻UFAs提高了酵母細(xì)胞膜的流動(dòng)性,在脅迫條件下,有利于保持ATP酶及氨基酸透過酶等膜連接蛋白的活性[83,97]。不同種類UFAs對(duì)酵母生理特性的影響不同,這直接導(dǎo)致在發(fā)酵過程中酵母的不同代謝響應(yīng),影響揮發(fā)性組分的合成,造成葡萄酒中不同的香氣特性。為了進(jìn)一步探討UFAs的種類對(duì)酵母產(chǎn)香能力的影響,本課題組分別研究對(duì)比了油酸、亞油酸和亞麻酸對(duì)釀酒酵母生長(zhǎng)代謝的調(diào)控[98],結(jié)果發(fā)現(xiàn),UFAs的種類會(huì)影響酵母的生長(zhǎng)代謝：添加亞油酸和油酸更有利于酵母的生長(zhǎng)和發(fā)酵,可通過上調(diào)FAT3、ACC1、FAS1、FAS2和ATF1的表達(dá)量,促進(jìn)中鏈脂肪酸（辛酸和癸酸）和乙酸酯（乙酸異戊酯）的合成；而添加α-亞麻酸可上調(diào)BAT1、BAT2、PDC1、PDC5和PDC6的表達(dá)量,顯著提高了C6醇（1-己醇）和高級(jí)醇（異丁醇和2,3-丁二醇）的含量。UFAs的種類是影響酵母生長(zhǎng)、發(fā)酵特性及揮發(fā)性組分合成的重要因素。

3 結(jié) 語

UFAs對(duì)葡萄酒釀造過程中酵母的生長(zhǎng)代謝、香氣物質(zhì)的合成有重要影響,不同濃度、種類的UFAs會(huì)造成酵母不同的發(fā)酵表現(xiàn),給葡萄酒帶來不同的香氣特性。綜合前人研究,UFAs調(diào)控釀酒酵母產(chǎn)香特性的機(jī)制有以下幾方面：1）UFAs通過提高釀酒酵母的代謝活力促進(jìn)酵母的生長(zhǎng)繁殖；2）UFAs通過促進(jìn)氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)、上調(diào)高級(jí)醇合成基因增加高級(jí)醇的合成,但該促進(jìn)作用與UFAs的濃度等因素有關(guān)；3）UFAs可影響中鏈脂肪酸合成基因的表達(dá)量,調(diào)控中鏈脂肪酸的合成；4）UFAs通過下調(diào)醇?；D(zhuǎn)移酶基因（ATF1）的表達(dá)量抑制乙酸酯的合成,但從底物水平和基因水平綜合調(diào)控影響乙酯類物質(zhì)的合成,且該調(diào)控根據(jù)發(fā)酵菌株、發(fā)酵基質(zhì)等條件的不同而變化；5）UFAs的種類會(huì)影響其對(duì)揮發(fā)性組分合成的調(diào)控,葡萄汁中不同種類的UFAs會(huì)給葡萄酒帶來不同的香氣特性。

因此,在實(shí)際生產(chǎn)中,可針對(duì)性地選擇不同的葡萄栽培方式、葡萄酒釀造工藝,根據(jù)葡萄汁中UFAs的不同結(jié)構(gòu)有目的性地釀造具有不同香氣特性的葡萄酒。如通過采取田間曝光處理,提高葡萄汁中油酸的濃度,從而增加葡萄酒中乙酸酯的含量,賦予葡萄酒更多的花香特性等。現(xiàn)階段關(guān)于UFAs調(diào)控釀酒酵母生長(zhǎng)和產(chǎn)香特性機(jī)制的研究仍不全面,UFAs對(duì)乙酯類物質(zhì)合成的調(diào)控機(jī)制仍需深入探究。同時(shí),UFAs對(duì)釀酒酵母生長(zhǎng)代謝的調(diào)控隨發(fā)酵基質(zhì)、發(fā)酵菌株等的變化而不同,后續(xù)可通過應(yīng)用現(xiàn)代多組學(xué)技術(shù)（微生物組學(xué)、基因組學(xué)、蛋白組學(xué)、代謝組學(xué)等）揭示UFAs的調(diào)控機(jī)理,為葡萄種植過程中栽培處理的合理實(shí)施及發(fā)酵過程中發(fā)酵工藝的合理選擇、進(jìn)一步提升酵母的發(fā)酵性能和葡萄酒的品質(zhì)提供理論依據(jù)。