【摘 要】
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酒酒球菌(Oenococcus oeni)是葡萄酒酿造过程中苹果酸-乳酸发酵(malolactic fermentation,MLF)阶段的主要启动者。研究发现还原型谷胱甘肽(glutathione,GSH)能够增强酒酒球菌在乙醇胁迫下的生存能力,但其机制尚并不清楚。因此,本研究以O.oeni SD-2a为研究对象,研究谷胱甘肽对O.oeni SD-2a乙醇胁迫抗性的调节作用以及谷胱甘肽对赤霞珠葡
【基金项目】
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国家自然科学基金青年科学基金项目(31701581); 山西省高等学校科技创新项目(2019L0386); 山西省优秀博士来晋工作奖励资金科研项目(SXYBKY201726); 山西农业大学科技创新基金项目(2017YJ34);
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酒酒球菌(Oenococcus oeni)是葡萄酒酿造过程中苹果酸-乳酸发酵(malolactic fermentation,MLF)阶段的主要启动者。研究发现还原型谷胱甘肽(glutathione,GSH)能够增强酒酒球菌在乙醇胁迫下的生存能力,但其机制尚并不清楚。因此,本研究以O.oeni SD-2a为研究对象,研究谷胱甘肽对O.oeni SD-2a乙醇胁迫抗性的调节作用以及谷胱甘肽对赤霞珠葡萄酒理化性质和香气品质的影响。主要研究内容如下:1.对常规培养(Eth0),乙醇胁迫6 h(Eth_6 h)、72 h(Eth_72 h),以及添加GSH并进行乙醇胁迫培养6 h(EGSH_6 h)、72 h(EGSH_72 h)后的O.oeni SD-2a菌体进行RNA-Seq转录组测序。结果表明:转录组测序数据质量较好,准确性较高。再根据测序结果,按照|Log2(Fold Change)|>1且P<0.05的标准筛选差异基因。以Eth0为对照,Eth_6 h vs.Eth0、Eth_72 h vs.Eth0、EGSH_6 h vs.Eth0,EGSH_72 h vs.Eth0各处理组分别筛选出72、194、26、196个差异表达基因。这些差异基因大多与细胞内物质转运、修饰蛋白、转录、信号转导机制、细胞壁和细胞膜的生物合成相关。添加GSH可以提高O.oeni SD-2a中clp P、OEOE_0719、OEOE_0222的表达量,可以缓解乙醇对乳糖转运的抑制,短期内提高酒酒球菌消除损伤蛋白的能力以及可以保护菌体的完整性,从而提高O.oeni SD-2a的乙醇耐受性。GSH通过调节胞内柠檬酸循环(TCA cycle)、脂肪酸代谢、脂肪酸生物合成有关基因的表达来提高O.oeni SD-2a对乙醇的耐受性。2.以赤霞珠为原料,研究不同GSH处理对葡萄酒的理化指标、颜色和抗氧化性能的影响。结果表明:与未进行MLF的葡萄酒(酒样AF)相比,苹-乳发酵后的葡萄酒(酒样W-A)中总类黄酮的含量显著增加,色调也显著提高,总黄烷-3-醇和原花青素的含量显著下降。以未经GSH处理的酒样W-A做对照,MLF前添加40 mg/L GSH(酒样W-A-40)能够更好的提升葡萄酒的品质,显著提高了葡萄酒中总黄烷-3-醇、总酚、原花青素的含量以及ABTS自由基清除能力。采用A(p H4.8)、AG(p H4.8,5 m M GSH)、B(p H3.5)、BG(p H3.5,5 m M GSH)培养基培养的O.oeni SD-2a进行MLF,各葡萄酒样品总黄烷-3-醇的含量显著增加。葡萄酒中接种AG培养基培养的O.oeni SD-2a进行MLF(酒样W-AG),酒样中的原花青素和总黄烷-3-醇的含量显著提高;葡萄酒(酒样W-BG)中添加BG培养基培养的O.oeni SD-2a可显著提高葡萄酒中的总酚、总花色苷、总黄烷-3-醇的含量。3.采用GC-MS检测赤霞珠葡萄酒中的香气物质,探讨GSH对葡萄酒香气的影响。结果表明:以未经GSH处理的酒样W-A做对照,各酒样中挥发性香气物质总量排序为:W-AG>W-A-60>W-A-10>W-A。葡萄酒中添加60 mg/L的GSH(酒样W-A-60)能够显著提高MLF后1-辛醇、苯甲醇、水杨酸甲酯的含量,增强了赤霞珠葡萄酒的茉莉香、柠檬味和苦杏仁香味;葡萄酒中接种由AG培养基(p H4.8,5 m M GSH)培养的O.oeni SD-2a进行MLF(酒样W-AG),显著提高了葡萄酒挥发性香气物质的总量,酒样中3-甲基-1-丁醇、1-辛醇、1-壬醇、1-癸醇、3,4-二甲基苯酚、辛酸、正癸酸、乙酸乙酯、丁酸乙酯、水杨酸甲酯等香气物质含量得到显著提高,增强了赤霞珠葡萄酒的玫瑰香、青苹果香、草莓香气、香蕉香气、蜂蜜香与白兰地酒香等香气。综上所述,葡萄酒中添加由AG培养基培养的O.oeni SD-2a进行MLF,可以更好的增强赤霞珠葡萄酒的香气品质。
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