葡萄酒中鏈脂肪酸乙酯產(chǎn)生機(jī)制與調(diào)控策略探討

胡文效，姚彬彬，陳明光，朱宇彤，沃曉妍，邱磊*

（1. 齊魯工業(yè)大學(xué)（山東省科學(xué)院），山東濟(jì)南 250353；2. 山東中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，山東濟(jì)南 250013）

中鏈脂肪酸乙酯（MCFAEE），如己酸乙酯、辛酸乙酯和癸酸乙酯，具有漿果、花香香韻，對(duì)提高葡萄酒感官品質(zhì)發(fā)揮著關(guān)鍵作用。該類物質(zhì)是葡萄酒香氣的重要組成部分，普遍存在于葡萄酒、白蘭地、威士忌、朗姆酒等飲料酒中[1-2]。湯曉宏等[3]的研究發(fā)現(xiàn)，‘赤霞珠’果實(shí)中未檢出C8、C10的MCFAEE化合物，而對(duì)其葡萄酒的香氣化合物分析顯示，酯類的種類和含量最豐富，其中辛酸乙酯、癸酸乙酯相對(duì)含量顯著高于其它酯類；劉靜等[4]分析了3個(gè)年份‘維歐尼’葡萄酒的香氣成分，得出類似結(jié)果，即MCFAEE相對(duì)含量較高，且辛酸乙酯顯著高于其它酯類化合物；前蘇聯(lián)高格察西維里[5]從葡萄酒酵母沉淀物中分離出的康釀克油，其主要成分是癸酸乙酯、辛酸乙酯、月桂酸乙酯等；李記明等[6]分析鑒定了XO級(jí)白蘭地?fù)]發(fā)性成分，結(jié)果表明酯類是白蘭地中主要的揮發(fā)性成分，其中辛酸乙酯、癸酸乙酯、十二酸乙酯相對(duì)含量較高。

葡萄漿果中脂肪族揮發(fā)性化合物的組成主要為直鏈或支鏈的短鏈C6醛和醇[7]，葡萄中存在的所能檢測(cè)到的酯類脂肪族化合物通常處于較低豐度，且對(duì)香氣的影響較小[8]，說(shuō)明葡萄酒中MCFAEE是在葡萄酒發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生。有研究指出，在厭氧發(fā)酵過(guò)程中，釀酒酵母會(huì)釋放大量的中鏈脂肪酸（MCFA）和相關(guān)的乙酯，對(duì)于發(fā)酵飲料的芳香品質(zhì)非常重要[9]。進(jìn)一步說(shuō)明發(fā)酵過(guò)程中乙酯是通過(guò)脂質(zhì)代謝產(chǎn)生[10]。本文通過(guò)對(duì)已有文獻(xiàn)分析MCFAEE的生成機(jī)制，探討MCFAEE是來(lái)源于脂質(zhì)合成代謝或者分解代謝，以及調(diào)控環(huán)境變量對(duì)MCFAEE產(chǎn)量的影響。

1 釀酒酵母脂肪酸代謝

葡萄酒發(fā)酵過(guò)程中，酵母菌生長(zhǎng)經(jīng)遲緩期、對(duì)數(shù)期、穩(wěn)定期、衰亡期，直至發(fā)酵停止，一般需要7～14 d，期間持續(xù)進(jìn)行復(fù)雜的物質(zhì)代謝和能量代謝。物質(zhì)代謝的結(jié)果除產(chǎn)生酵母菌體和主產(chǎn)物乙醇外，還有眾多副產(chǎn)物，共同構(gòu)成葡萄酒發(fā)酵產(chǎn)物。葡萄酒發(fā)酵中酵母菌生長(zhǎng)對(duì)數(shù)后期至穩(wěn)定期，生物量一般達(dá)到108cfu·mL-1。酵母菌生長(zhǎng)繁殖需要相應(yīng)量的長(zhǎng)鏈脂肪酸（LCFA）合成特定的磷酸甘油酯（1, 2-二酯酰-L-甘油-3-磷酸），構(gòu)建細(xì)胞膜系統(tǒng)。釀酒酵母菌的脂肪酸主要由飽和脂肪酸棕櫚酸（C16）、硬脂酸（C18）和不飽和脂肪酸油酸（C18:1）、棕櫚油酸（C16:1）組成[11]。因菌株和發(fā)酵基質(zhì)、有氧或厭氧等變量差異，脂肪酸組成有所不同。陳聲明等[12]對(duì)釀酒酵母菌脂肪酸組成分析結(jié)果顯示，C16:1占59.6%、C18:1占24.73%、C16:0占6.9%。

1.1 脂肪酸分解代謝

葡萄汁中含有一定量的脂質(zhì)。段亮亮[13]測(cè)得‘赤霞珠’葡萄果漿總脂肪酸含量為755.33 mg·kg-1，其中，亞油酸316.37 mg·kg-1、軟脂酸127.90 mg·kg-1、α-亞麻酸81.60 mg·kg-1、油酸64.62 mg·kg-1、硬脂酸44.45 mg·kg-1。在葡萄酒發(fā)酵過(guò)程中，葡萄汁中的脂肪酸經(jīng)過(guò)相應(yīng)機(jī)制進(jìn)入酵母細(xì)胞被用于脂質(zhì)合成或作為能量來(lái)源，如以三酰基甘油形式存在的脂肪酸，在釀酒酵母胞外?；视王ッ缸饔孟滤猱a(chǎn)生游離脂肪酸，并通過(guò)擴(kuò)散或轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白被吸收進(jìn)入酵母細(xì)胞。在定位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、脂質(zhì)滴的酰基輔酶A合成酶作用下，進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)的外源性脂肪酸與輔酶A結(jié)合生成脂酰輔酶A，產(chǎn)物脂酰輔酶A可以用于細(xì)胞復(fù)雜的脂質(zhì)合成或在過(guò)氧化物酶體中進(jìn)行β-氧化[14]。釀酒酵母中脂肪酸的β-氧化作用僅限于細(xì)胞的過(guò)氧化物酶體區(qū)室[15-16]，如圖1。

圖1 葡萄酒發(fā)酵釀酒酵母過(guò)氧化物酶體長(zhǎng)鏈脂肪酸氧化示意圖Figure 1 Schematic diagram of long-chain fatty acid oxidation in wine fermentation by Saccharomyces cerevisiae

長(zhǎng)鏈脂酰輔酶A（LCFA-CoA）通過(guò)過(guò)氧化物酶體膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白Pxa1p和Pxa2p導(dǎo)入過(guò)氧化物酶體[17]。β-氧化過(guò)程首先是?；o酶A氧化酶Fox1p（Pox1p）將脂酰輔酶A氧化為反式2-烯酰輔酶A；反式-2-烯酰輔酶A在Fox2p（Mfe2p）作用下，經(jīng)水化、脫氫轉(zhuǎn)化為β-酮脂酰輔酶A；硫解酶Fox3p（Pot1p）催化β-酮脂酰輔酶A裂解為乙酰輔酶A和減少2個(gè)碳的脂?；?CoA[18]。過(guò)氧化物酶體內(nèi)產(chǎn)生的乙酰輔酶A進(jìn)入胞質(zhì)或線粒體有兩條途徑，即通過(guò)轉(zhuǎn)化為乙醛酸循環(huán)中間體或通過(guò)肉堿乙酰轉(zhuǎn)移酶轉(zhuǎn)化為乙酰肉堿[19]。肉堿乙酰基轉(zhuǎn)移酶催化肉堿與乙酰輔酶A之間的可逆反應(yīng)，從而形成乙酰肉堿和游離輔酶A，肉堿乙?；D(zhuǎn)移酶的表達(dá)可以成功地用于調(diào)節(jié)酒的風(fēng)味[20]。

葡萄酒發(fā)酵前菌種活化以及葡萄除梗、破碎，或者為滿足酵母菌快速生長(zhǎng)的需要，葡萄汁中自然溶入一定量的氧，這使得葡萄酒發(fā)酵初期部分脂肪酸可以發(fā)生β-氧化。脂肪酸β-氧化主要意義在于釋放能量和產(chǎn)生乙酰輔酶A。乙酰輔酶A不僅是初級(jí)代謝中間體，還在酯類物質(zhì)的合成中起關(guān)鍵作用。

1.2 脂肪酸合成代謝

根據(jù)釀酒酵母脂肪酸組成，葡萄酒發(fā)酵過(guò)程中釀酒酵母生長(zhǎng)繁殖需要相應(yīng)量的C16:1、C18∶1和C16:0等脂肪酸，菌體所需脂肪酸來(lái)自自身合成和環(huán)境基質(zhì)提供，當(dāng)葡萄汁中外源性脂肪酸不能滿足生長(zhǎng)繁殖需要時(shí)，酵母菌必須自身合成。釀酒酵母脂肪酸初始合成在細(xì)胞漿和線粒體中發(fā)生，由乙酰輔酶A羧化為丙二單酰輔酶A（圖2）。

圖2 釀酒酵母細(xì)胞漿中脂肪酸合成及中鏈脂肪酸釋放示意圖Figure 2 Fatty acid synthesis and medium chain fatty acid release in Saccharomyces cerevisiae cytoplasm

胞漿中的乙酰輔酶A在乙酰輔酶A羧化酶作用下，生成丙二單酰輔酶A。乙酰輔酶A、丙二單酰輔酶A分別在乙酰輔酶A-ACP轉(zhuǎn)?；?、丙二單酰輔酶A-ACP轉(zhuǎn)?；缸饔孟?，轉(zhuǎn)?；鶠橐阴?ACP、丙二酰-ACP（ACP為?；d體蛋白），之后在脂肪酸合成酶多酶復(fù)合體作用下，經(jīng)過(guò)“縮合-還原-水解-還原”循環(huán)，每完成一次循環(huán)碳鏈增加2個(gè)碳原子，碳鏈延長(zhǎng)過(guò)程經(jīng)丁酰-ACP、己酰-ACP、辛酰-ACP、癸酰-ACP、十二酰-ACP等，直至目的產(chǎn)物，終止于硫酯酶作用，并在轉(zhuǎn)?；缸饔孟罗D(zhuǎn)脂酰基到輔酶A上，生成LCFA-CoA，進(jìn)入磷酸甘油酯合成或脂肪合成[21]。在脂質(zhì)合成過(guò)程中，乙酰輔酶A羧化酶是脂肪酸合成的限速酶，該酶的催化反應(yīng)是脂質(zhì)合成代謝中的一個(gè)關(guān)鍵調(diào)控環(huán)節(jié)，已知的激活劑有檸檬酸和異檸檬酸；長(zhǎng)鏈乙酰輔酶A（如棕櫚酸）則是強(qiáng)反饋抑制劑，乙酰輔酶A的活化與抑制作用非常協(xié)調(diào)[22]。

酵母菌脂肪酸合成過(guò)程中，在乙酰輔酶A羧化酶活化啟動(dòng)到被抑制之間，釋放出LCFA-CoA（圖2）。乙酰輔酶A羧化酶啟動(dòng)脂肪酸合成，并在缺氧條件下被長(zhǎng)鏈飽和?；o酶A抑制，導(dǎo)致脂肪酸合成酶復(fù)合物中釋放出MCFA-CoA；在有氧的情況下，長(zhǎng)鏈飽和酰基輔酶A轉(zhuǎn)化為不飽和?；o酶A，不抑制乙酰輔酶A羧化酶，不引起脂肪酸合酶復(fù)合物中MCA-CoA的釋放[23]。所以說(shuō)，發(fā)酵過(guò)程中排出的MCFA是通過(guò)脂肪酸合成代謝而不是通過(guò)分解代謝產(chǎn)生[24]。MCACoA作為L(zhǎng)CFA合成代謝中間體，又作為MCFAEE合成前體物，在?；D(zhuǎn)移酶作用下生成MCFAEE。

2 葡萄酒發(fā)酵中鏈脂肪酸乙酯合成機(jī)制與調(diào)控策略分析

2.1 中鏈脂肪酸乙酯合成酶的特異性

根據(jù)MCFAEE合成前體物MCFA來(lái)自脂肪酸合成中間體。對(duì)具體一款葡萄酒來(lái)說(shuō)，各MCFA產(chǎn)生的量基本相同，但前述葡萄酒、白蘭地香氣分析中辛酸乙酯相對(duì)含量出現(xiàn)高于其它酯類化合物的結(jié)果，可能是由?；D(zhuǎn)移酶特異性導(dǎo)致。Saerens等[25]研究顯示，釀酒酵母中Eht1p和Eeb1p具有合成MCFAEE的能力和酯酶活性，是形成MCFAEE最重要的酶，EHT1和EEB1雙重缺失使辛酸乙酯的生成減少70%，Eht1p偏愛(ài)辛酰輔酶A做底物。Knight等[26]從動(dòng)力學(xué)角度研究了體外Eht1對(duì)己酰輔酶A、辛酰輔酶A、癸酰輔酶A、十二酰輔酶A的親和性和催化效率，結(jié)果顯示，Eht1p的米氏常數(shù)（Km，mol·L-1）值順序?yàn)椋盒刘］o酶A＜癸酰輔酶A＜十二酰輔酶A＜己酰輔酶A，對(duì)辛?；H和力最大；Eht1的催化常數(shù)（Kcat，S-1）值順序?yàn)椋盒刘］o酶A＞癸酰輔酶A＞己酰輔酶A＞十二酰輔酶A，對(duì)辛酸?；呋D(zhuǎn)化最快；Eht1的Kcat/Km（L·mol-1S-1）值順序?yàn)椋盒刘］o酶A＞癸酰輔酶A＞十二酰輔酶A＞己酰輔酶A，對(duì)辛?；邎D化效率最高。Lilly等[27]的研究進(jìn)一步證實(shí)，Eht1p催化了MCFAEE的合成，用商業(yè)葡萄酒酵母菌株VIN13（pEHT1-s）發(fā)酵的佐餐葡萄酒中己酸乙酯、辛酸乙酯和癸酸乙酯的濃度顯著增加，感官分析中癸酸乙酯、己酸乙酯（蘋(píng)果香氣）和辛酸乙酯的影響也明顯增強(qiáng)。這些研究結(jié)果表明，Eht1p具有催化辛酸乙酯等MCFAEE合成的特異性。

Byrne等[28]研究發(fā)現(xiàn)，EHT1和EEB1密切相關(guān)，堿基序列有58%的同一性、73%的相似性，是基因組重復(fù)復(fù)制的旁系同源蛋白。釀酒酵母Eht1p和Eeb1p是在底物誘導(dǎo)下產(chǎn)生的，辛酸（C8）能夠誘導(dǎo)EEB1和EHT1的表達(dá)，且EEB1表達(dá)上調(diào)顯著[29]。熊國(guó)通等[30]研究了乙醇脅迫條件下EEB1相對(duì)表達(dá)，3%、6%、10%乙醇處理的基因表達(dá)量分別是對(duì)照組的22倍、407倍和5113倍，差異顯著。

目前，人們已發(fā)現(xiàn)并鑒定了釀酒酵母中5種與酯類化合物合成相關(guān)的醇?；D(zhuǎn)移酶，即Atf1p、atf2p、Eht1p、Eeb1p和與Atf1p同源的Lg-Atf1p；分別由ATF1、ATF2、EHT1、EEB1編碼；1種與分解有關(guān)的酯酶Iah1p，由IAH1編碼。Eht1p和Eeb1p在發(fā)酵中催化MCFAEE合成；Atf1p、atf2p催化乙酸乙酯和乙酸異戊酯生產(chǎn)，Lg-Atf1p參與乙酸乙酯和乙酸異戊酯的生產(chǎn)；Iah1p酶水解乙酸異戊酯、乙酸乙酯和乙酸-2-苯乙酯，并在很大程度上水解乙酸己酯[24]。

Nancolas等[31]在研究Atf1p生化性質(zhì)時(shí)發(fā)現(xiàn)，Atf1p對(duì)一系列脂酰輔酶A具有活性，并且對(duì)C8（辛酰基）底物具有最大的催化效率。Eht1p與Atf1p兩種酶之間的主要區(qū)別在于Eht1p的底物范圍更窄、效率更高，對(duì)辛酰基輔酶A的偏愛(ài)性更強(qiáng)。Eht1p和Atf1p相對(duì)于辛?；o酶A的Kcat/Km分別為15×104和8×104L·mol-1·S-1，二者均具有硫酯酶活性。Eht1p兼有硫酯酶功能，即使在高乙醇濃度下也能水解MCA-CoA生成MCFA，與Saerens、Knight等[25-26]的研究結(jié)果一致。

2.2 中鏈脂肪酸乙酯合成機(jī)制

Eht1p是一種位于酵母脂質(zhì)顆粒和線粒體外膜的脂蛋白[32-33]，具有轉(zhuǎn)移酶（乙醇-O-?；D(zhuǎn)移酶）和水解酶（硫酯酶）功能，與酶蛋白質(zhì)一級(jí)和三級(jí)結(jié)構(gòu)及底物誘導(dǎo)蛋白構(gòu)像發(fā)生變化有關(guān)。Knight等[26]多序列比對(duì)預(yù)測(cè)，在Eht1p C末端的α/β水解酶結(jié)構(gòu)域具有絲氨酸、天冬氨酸、組氨酸殘基（Ser-Asp-His）催化三聯(lián)體，核心催化殘基Ser247、Asp395和His423的作用。釀酒酵母可產(chǎn)生多種硫酯酶，Cantu等[34]預(yù)測(cè)了釀酒酵母硫酯酶可催化殘基Ser161、Asp241和His276。

葡萄酒發(fā)酵過(guò)程中，釀酒細(xì)胞內(nèi)MCFA-CoA與乙醇在?；D(zhuǎn)移酶Eht1p、Eeb1p作用下生成MCFAEE（圖3）。根據(jù)Knight等[26]和Saerens等[24]對(duì)Eht1p核心催化殘基預(yù)測(cè)結(jié)果，結(jié)合催化三聯(lián)體親核催化和廣義酸堿催化協(xié)調(diào)機(jī)制，做Eht1p催化合成MCFAEE機(jī)制圖（圖4）。

圖3 ?；D(zhuǎn)移酶催化中鏈脂肪酸形成示意Figure 3 Acyltransferase catalyzes the formation of mediumchain fatty acids

圖4 ?；D(zhuǎn)移酶催化中鏈脂肪酸乙酯合成機(jī)制Figure 4 Acetyltransferase-catalyzed synthesis mechanism of medium-chain fatty acid ethyl esters

首先MCFA-CoA與酶活結(jié)合，誘導(dǎo)酶構(gòu)象契合變化，在活性中心催化三聯(lián)體（Ser-Asp-His）絲氨酸殘基羥基質(zhì)子轉(zhuǎn)移到組氨酸殘基咪唑基，帶負(fù)電荷氧原子攻擊底物酰基輔酶A羰基碳原子，形成底物與絲氨酸殘基共價(jià)過(guò)渡態(tài)，繼而組氨酸殘基咪唑基脫去質(zhì)子，酰基輔酶A硫酯鍵斷裂，絲氨酸殘基羥基氧與底物羰基碳形成酯共價(jià)鍵，完成第一次親核反應(yīng)；接著乙醇進(jìn)入，在組氨酸殘基作用下脫去羥基質(zhì)子，帶負(fù)電荷氧原子攻擊酯鍵羰基碳原子，再一次發(fā)生親核反應(yīng)，將酰基轉(zhuǎn)移與乙醇中的氧結(jié)合形成MCFAEE，同時(shí)絲氨酸殘基獲得質(zhì)子被還原。

2.3 葡萄酒發(fā)酵中鏈脂肪酸乙酯調(diào)控策略分析

葡萄酒中已鑒定出800多種香氣化合物[35-36]，每款葡萄酒的香氣都是眾多香氣化合物整體組合的嗅覺(jué)表現(xiàn)，且每一香氣組分增量都會(huì)引起香氣整體嗅覺(jué)變化，特別是嗅覺(jué)閾值較低的化合物引起的整體變化更為顯著。葡萄酒發(fā)酵酵母菌代謝產(chǎn)生的酯類化合物乙酸酯類（乙酸乙酯、乙酸異戊酯、乙酸苯乙酯、乙酸己酯等）和乙酯類（乙酸乙酯、丁酸乙酯、己酸乙酯、辛酸乙酯、癸酸乙酯、十二酸乙酯等）對(duì)葡萄酒香氣具有重要貢獻(xiàn)，MCFAEE是白蘭地酒特征香氣成分，所以MCFAEE的代謝積累是葡萄酒、白蘭地釀造關(guān)注的重點(diǎn)。

基于MCFAEE源于脂肪酸合成代謝，并且催化MCFAEE合成的?；D(zhuǎn)移酶Eht1p、Eeb1p受底物MCFA-CoA誘導(dǎo)，以及EHT1或EEB1過(guò)表達(dá)不明顯影響乙酯的生產(chǎn)[25,27]，即：MCFAEE的產(chǎn)量取決于底物的濃度，酵母細(xì)胞內(nèi)MCFA-CoA濃度是MCFAEE產(chǎn)量的限制因素[24]。所以，MCFAEE發(fā)酵調(diào)控對(duì)象是脂肪酸合成，調(diào)控目標(biāo)是MCFA-CoA釋放量。脂肪酸合成過(guò)程中，乙酰輔酶A是基礎(chǔ)原料，它的生成量、流向脂肪酸合成方向的量決定著脂肪酸合成水平。乙酰輔酶A的生成量與酵母菌生物量呈正相關(guān)，厭氧條件下乙酰輔酶A向脂肪酸合成的流量與細(xì)胞生命力（時(shí)序壽命、比生長(zhǎng)率）相關(guān)。所以，通過(guò)調(diào)控葡萄酒發(fā)酵過(guò)程中釀酒酵母生物量、比生長(zhǎng)率和時(shí)序壽命，可以達(dá)到調(diào)控脂肪酸合成水平的目的。

發(fā)酵溫度影響釀酒酵母生長(zhǎng)速率、生物量，能夠調(diào)整釀酒酵母次生代謝產(chǎn)物通量，強(qiáng)烈影響脂質(zhì)代謝。Beltran等[37]分析了13 ℃和25 ℃發(fā)酵條件下釀酒酵母顯著差異表達(dá)的535個(gè)基因，發(fā)現(xiàn)在25 ℃下的發(fā)酵中，與胞質(zhì)脂肪酸合成有關(guān)的幾個(gè)基因下調(diào)；在13 ℃下的發(fā)酵中，與線粒體短鏈脂肪酸合成有關(guān)的基因上調(diào)。Schwinn等[38]研究了‘雷司令’發(fā)酵過(guò)程中溫度對(duì)酵母生長(zhǎng)、揮發(fā)物等的影響，結(jié)果顯示，在19 ℃下發(fā)酵的后半段，除丁酸乙酯外，所有乙酯的最大濃度均高于14 ℃的發(fā)酵處理；在19 ℃下葡萄酒中酵母總數(shù)也最高，為1.5×108cfu·mL-1，而在14 ℃和16-11-17 ℃梯度發(fā)酵的葡萄酒中，酵母總數(shù)分別為1.3×108、1.2×108cfu·mL-1，差異約為20%。所以，溫度因素通過(guò)影響脂肪酸合成途徑相關(guān)基因的表達(dá)來(lái)影響MCFAEE產(chǎn)量。

氮是構(gòu)成蛋白質(zhì)和核酸的元素，氮素是常見(jiàn)的微生物生長(zhǎng)限制因素。對(duì)于確定的釀酒酵母菌株，葡萄汁可同化氮影響葡萄酒發(fā)酵生物量、發(fā)酵速率和發(fā)酵產(chǎn)物。劉沛通等[39]比較了不同菌株150、250 mg·L-1氮濃度下發(fā)酵動(dòng)力學(xué)和產(chǎn)物揮發(fā)性成分，結(jié)果顯示，氮的利用具有菌株特異性，但都表現(xiàn)出低濃度可同化氮的甘油產(chǎn)量高的特點(diǎn)，不同菌株表現(xiàn)出不同的酯和脂肪酸生成模式，商業(yè)菌株酯產(chǎn)量與初始可同化氮濃度正相關(guān)。

在葡萄酒發(fā)酵過(guò)程中，不飽和脂肪酸（UFAs）是釀酒酵母生長(zhǎng)繁殖的必需營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，釀酒酵母主要從葡萄汁中獲得UFAs[39]，因?yàn)閁FAs不能在缺氧的條件下合成。Beltran等[40]研究了發(fā)酵培養(yǎng)基脂質(zhì)組成對(duì)酒中揮發(fā)性成分的影響，發(fā)現(xiàn)葡萄汁與合成葡萄汁相比，前者比后者完成發(fā)酵快，分別為14、25 d；由葡萄汁獲得的葡萄酒中揮發(fā)性化合物的濃度較高，辛酸乙酯的含量是合成葡萄汁發(fā)酵的兩倍。這與合成葡萄汁中缺乏UFAs等生長(zhǎng)因子，厭氧條件下限制了酵母菌生長(zhǎng)有關(guān)。

氧氣是葡萄酒發(fā)酵中不可忽視的重要因素，葡萄酒發(fā)酵并非絕對(duì)厭氧發(fā)酵，酵母菌脂肪酸代謝是在有氧條件下進(jìn)行的，微量氧氣對(duì)于酵母菌緩慢生長(zhǎng)和提高次生代謝產(chǎn)物產(chǎn)量具有重要作用。有研究比較了釀酒酵母需氧培養(yǎng)和厭氧培養(yǎng)，結(jié)果顯示有500個(gè)基因表達(dá)存在顯著差異，只有23個(gè)基因是厭氧菌生長(zhǎng)所特有，對(duì)于這些基因在無(wú)氧條件下表達(dá)量的差異性或其關(guān)鍵作用機(jī)制還需要進(jìn)一步探索[41]。

綜上所述，葡萄酒發(fā)酵過(guò)程中釀酒酵母生物量、細(xì)胞生命活力（比生長(zhǎng)率、時(shí)序壽命）狀態(tài)參量決定著MCFAEE代謝產(chǎn)量，環(huán)境變量溫度、發(fā)酵基質(zhì)和氧氣等，顯著影響細(xì)胞總量、細(xì)胞生命活力。葡萄酒發(fā)酵采用適度低溫、適當(dāng)溶氧和控制葡萄汁脂質(zhì)、適量可同化氮，提高細(xì)胞群體峰高和細(xì)胞時(shí)序壽命，降低細(xì)胞比生長(zhǎng)率，可以達(dá)到提高M(jìn)CFAEE產(chǎn)量目的。這符合一般發(fā)酵規(guī)律，次級(jí)代謝作用只有當(dāng)菌體在低的比生長(zhǎng)率條件下才可發(fā)生[22]。

3 總結(jié)與展望

本文以釀酒酵母脂肪酸代謝、中鏈脂肪酸乙酯合成酶系的研究進(jìn)展為基礎(chǔ)，探討了葡萄酒發(fā)酵中鏈脂肪酸乙酯的生成機(jī)理及調(diào)控策略，理清了基于釀酒酵母脂肪酸合成代謝的中鏈脂肪酸乙酯合成途徑，討論了脂肪酸合成限速酶（乙酰輔酶A羧化酶）、脂肪酸合成酶復(fù)合體、硫酯酶、硫激酶在中鏈酯酰輔酶A形成中的作用。并指出中鏈酯酰輔酶A為中鏈脂肪酸合成的限制因子，重點(diǎn)分析了酰基轉(zhuǎn)移酶Eht1p和Eeb1p的特異性及催化機(jī)制，結(jié)合實(shí)踐，圍繞提高葡萄酒發(fā)酵中鏈脂肪酸乙酯產(chǎn)量，提出了以發(fā)酵環(huán)境變量（溫度、溶氧、葡萄汁脂質(zhì)、可同化氮）為手段，以釀酒酵母細(xì)胞總數(shù)、細(xì)胞生命活力為靶標(biāo)的調(diào)控策略，為優(yōu)化葡萄酒、白蘭地酒香氣質(zhì)量提供了參考。

酒類風(fēng)味是風(fēng)味科學(xué)的重要領(lǐng)域，香氣在飲料酒風(fēng)味中占主要地位，中鏈脂肪酸乙酯是飲料酒產(chǎn)品果香香韻特征香氣成分，研究其合成機(jī)制與調(diào)控策略，不但是釀酒風(fēng)味科學(xué)向縱深發(fā)展的選項(xiàng)，而且對(duì)于促進(jìn)飲料酒產(chǎn)品品質(zhì)升級(jí)和飲料酒產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義。

中鏈脂肪酸及其衍生物在能源、醫(yī)藥領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景?；卺劸平湍改Ｊ缴锾剿髦墟溨舅嵘锖铣赏緩脚c機(jī)制，進(jìn)而利用合成生物學(xué)手段創(chuàng)新生物資源，從頭合成中鏈脂肪酸及其衍生物，符合經(jīng)濟(jì)建設(shè)、人類健康需求。