【摘 要】
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非酿酒酵母（non-Saccharomyces cerevisiae）的生长代谢可以为葡萄酒贡献更多风味物质,但发酵能力弱,耐受性差这一特点使其不能过多参与酒精发酵。针对这一问题,本研究采用常压室温等离子体（Atmospheric room temperature plasma,ARTP）诱变技术对从葡萄皮表面筛选的马克斯克鲁维酵母（Kluyveromyces marxianus,K.marxia
【基金项目】
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新疆维吾尔自治区重大科技专项《葡萄酒安全营养健康与质量提升关键技术集成研究》的部分研究成果（编号:2022A02002-2）,课题主持人:武运教授（新疆农业大学）； 新疆维吾尔自治区重点研发专项《脱醇酒、葡萄烈酒质量安全控制技术研究 》的部分研究成果（编号:2020B01001-3-1）,课题主持人:武运教授（新疆农业大学）；
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非酿酒酵母（non-Saccharomyces cerevisiae）的生长代谢可以为葡萄酒贡献更多风味物质,但发酵能力弱,耐受性差这一特点使其不能过多参与酒精发酵。针对这一问题,本研究采用常压室温等离子体（Atmospheric room temperature plasma,ARTP）诱变技术对从葡萄皮表面筛选的马克斯克鲁维酵母（Kluyveromyces marxianus,K.marxianus）YK进行诱变,通过筛选选育出产香能力强的菌株;随后以诱变菌株为出发菌株,与商业酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae,S.cerevisiae）以不同接种量比例同时接种于葡萄醪中进行酒精发酵,监测酒精发酵过程中酵母菌数量、酒精度、总糖变化规律,对葡萄酒发酵过程中的动力学进行分析;最后分析诱变菌株对葡萄酒整体质量的影响,并对葡萄酒的安全性进行评估。主要研究成果如下:（1）本试验通过诱变菌株耐受性初筛和产香能力复筛试验,获得两株诱变菌株YK-1,YK-29,对诱变菌株连续传代5次测试其传代遗传稳定性,结果表明两株菌株具有较强的遗传稳定性;将两株诱变菌株应用到葡萄酒发酵中,YK-1,YK-29产酒精能力较原始菌株YK分别提高了149%,169%;通过定量描述分析,诱变菌株为葡萄酒带来明显的浆果香和水果香气。本研究望打破葡萄酒品质单一化局面,具有广泛的应用前景。（2）以产酒精能力强的生香型K.marxianus YK-29为出发菌株,与商业S.cerevisiae以不同接种量比例（K8:1、K 4:1、K 1:1、K 1:4、K 1:8）同时接种于葡萄醪中进行酒精发酵,以商业S.cerevisiae纯种发酵为对照CK。结果表明,K.marxianus YK-29与S.cerevisiae混合接种于葡萄醪中均能保证葡萄酒酒精发酵顺利进行,且最终的酵母菌总数都能保持在10~8CFU/m L;对照组CK酒精发酵周期为120 h,K.marxianus YK-29与S.cerevisiae接种比例为K8:1、K 4:1时酒精发酵周期较对照组CK延后48 h。Logistic模型对于数据的非线性拟合R~2均大于0.9000,该模型能够较为准确的定量分析出酒精发酵过程中某一时刻酵母菌数和酒精度;通过对模型的验证,菌体生长动力学模型平均相对偏差在1.99-4.25%之间,产物生成动力学模型平均相对偏差在4.97-9.64%之间,均低于10%,说明模型对数据的预测具有较高的准确性。该研究为混菌发酵葡萄酒过程控制,工业化生产提供理论依据。（3）对K.marxianus YK-29与S.cerevisiae以不同接种量比例酿造的葡萄酒进行挥发性香气成分进行分析结果表明,当K.marxianus YK-29与S.cerevisiae接种比例达到K4:1时葡萄酒中挥发性香气成分种类最多,共有41种挥发性香气化合物产生;与对照组CK相比,接种比例为K4:1、K8:1时可以明显提高葡萄酒中醇类物质相对含量,较对照组CK产醇能力分别提高了122.5%、122.0%。通过感官特性分析表明,K.marxianus YK-29参与发酵葡萄酒明显改善葡萄酒风味,赋予葡萄酒花香、黑色浆果味、香料味、生青味、化学味、植物味香气;接种比例K4:1时酿造的葡萄酒香气复杂度高,且具有较高的感官评分。K.marxianus YK-29表现出优良的产香特性,其与S.cerevisiae以K4:1比例接种可以明显增加葡萄酒香气复杂度,对于葡萄酒增香酿造具有理论和实践指导意义。（4）对K.marxianus YK-29与S.cerevisiae以不同接种量比例酿造的葡萄酒进行品质分析结果表明,K.marxianus YK-29与S.cerevisiae混合发酵葡萄酒能保证葡萄酒顺利完成发酵的同时,不同接种量比例的K.marxianus YK-29都具有提升葡萄酒中甘油含量的能力,提升范围在139-179%之间;同时K.marxianus YK-29还具有一定的降醇能力,较对照组,酒精度降低范围在0.05-0.50%Vol之间。安全性分析结果表明:以不同接种量比例K.marxianus YK-29酿造的葡萄酒安全性指标均在国际、国家限量范围内。氨基甲酸乙酯含量在较低的范围,为1.53±0.06-9.98±0.18 mg/L之间;赭曲霉毒素A检出率低,含量0.15±0.01-0.18±0.01μg/kg之间,两种物质与接种量之间没有明显联系。在生物胺中,腐胺和尸胺检出率为100%,对照组CK腐胺含量明显高于处理组,为46.93±0.86 mg/L,K.marxianus YK-29有明显降低腐胺含量的作用。综上,K.marxianus YK-29应用于葡萄酒发酵在保证产品质量安全的前提下,对于葡萄酒品质提升具有重要的意义,这将为后期非酿酒酵母应用于工业化酿造提供数据支撑。
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