果穗曝光影响‘赤霞珠’果浆脂肪酸含量及不饱和脂肪酸影响酿酒酵母生理代谢的研究

来源 :中国农业大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:wanglin0824
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本研究优化了超声波辅助提取(UAE)葡萄果浆中脂肪酸的方法,分析了 ’赤霞珠’葡萄果实膨大期(PS)、转色开始(V)、转色结束(AV),和采收前两周(PH)果穗全摘叶(LR)、半摘叶(HLR)和挪叶(LM)处理对果浆脂肪酸含量的影响,结果表明:果穗曝光增加了果际有效光合辐射(PAR),全摘叶和挪叶处理增加幅度大于半摘叶处理,待果实成熟时,除膨大期全摘叶降低脂肪酸含量外,其余处理均提高脂肪酸含量,特别是不饱和脂肪酸(UFAs)含量。相比其他发育期,在果实转色开始和转色期结束果穗曝光提高果实脂肪酸的效果更为显著,且转色结束果穗曝光明显提高UFAs在总脂肪酸中所占比例。为探究UFAs增加对发酵过程酵母生长代谢的影响,我们以’美乐’葡萄汁为试材,研究外源UFAs(油酸,亚油酸和α-亚麻酸)添加对酵母生长、胞内脂肪酸和香气物质产生的影响,结果显示,较高浓度UFAs可促进酵母生长,降低胞内饱和脂肪酸(C6:0-C24:0)含量,并显著提高葡萄酒高级醇和乙醇酯类香气含量,减少中短链脂肪酸(MCFAs)香气的产生,从而增强酒中花香和甜香气味,但对来源于葡萄果实的醛类、单萜和降异戊二烯的影响较小。为进一步揭示UFAs影响酵母生理代谢和香气产生的机制,我们采用模拟葡萄汁MS300,研究高浓度和低浓度UFAs(HFM和LFM)对酵母全基因表达谱的影响,结果表明,高UFAs与低UFAs条件下生长的酵母共有140条基因表达有显著差异,其中平稳期后期基因差异表达最为显著(有129条差异基因)。参与细胞周期和细胞壁分裂基因明显上调,而参与细胞减数分裂的基因明显下调,表明高UFAs促进了酵母出芽生殖,而低UFAs则有利于酵母孢子生殖。参与细胞生长繁殖的基因DSE1,CAT8,ADR1,SCH9,MCK1,USV1也参与了酵母细胞应激响应,此外,表达上调的ATX1和ATX2和下调的 SCH9,XBPV,GAC1,CTT1,PSR1,ROX1,CIN5,SFL1 和SIP18也与细胞应激响应有关,这些表明高UFAs可促进酵母生长,提高细胞抗逆性。参与碳水化合物代谢基因NDE2,SDH2,NDI1,COX19,CYC3,AT10和PUF3表达下调,暗示着增加UFAs会抑制酵母电子传递链(mETC)。参与脂类代谢基因中CSH1表达明显增加,而SUT1,MOT3,FAA4,FAT3,MGA2,ADR INA1,AGP2,LPX1,KIN82 和 GAT2 的表达明显下降,预示 UFAs升高促进了酵母合成神经鞘脂,UFAs降低,酵母固醇类合成减弱,吸收加强,脂肪酸代谢与磷脂合成加强。参与氨基酸代谢基因中MUP3,BAP3表达上调和PUT4,ARG80,CAR1表达下调,表明高UFAs有利于支链氨基酸和甲硫氨酸转运,抑制脯氨酸转运,促进精氨酸降解,抑制其合成。参与香气物质生物合成的基因中AAD4,ALD3和BAP3表达上调,MGA2表达下调,其中AAD4与苯乙醇及乙酸苯乙酯,ALD3与3-甲基-丁酸均显著正相关,且大部分香气物质变化与OD600和糖消耗呈明显正相关,由此我们推断UFAs提高葡萄酒香气含量是通过促进酵母生长繁殖、糖消耗、加强底物转运和上调合成相关基因表达实现的。
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