Torulaspora delbrueckii接种与浸皮处理对白葡萄酒发酵动力学及组分影响的代谢组学与感官分析研究

本研究针对浸皮白葡萄酒（橙酒）生产中苹果酸-乳酸发酵（MLF）难以控制、风味复杂性调控不足等问题，开展了Torulaspora delbrueckii（Td）与Saccharomyces cerevisiae（Sc）顺序接种、浸皮处理与发酵温度（16/25°C）多因子交互作用研究。通过代谢组学（GC-MS）、挥发性成分（GC-FID）和感官分析发现，浸皮处理是葡萄酒组分变异的主要驱动因素（ASCA贡献率28.16%），Td接种可显著促进自发MLF进程（L-苹果酸消耗速率提升3倍），降低中链脂肪酸（MCFA）和羟基肉桂酸含量，并提升甘露蛋白（最高210 mg/L）和热带水果香气强度。该研究为橙酒品质提升提供了微生物调控新策略。

　　

在追求风味多样性的现代葡萄酒酿造领域，浸皮白葡萄酒（俗称“橙酒”）因其独特的单宁结构和复杂香气备受消费者青睐。然而，这类葡萄酒的生产面临两大技术瓶颈：一是苹果酸-乳酸发酵（Malolactic Fermentation, MLF）过程难以精准控制，常导致发酵停滞或风味失衡；二是浸皮工艺带来的高酚类物质可能抑制乳酸菌活性，影响酒体稳定性。传统酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）虽能保证酒精发酵（Alcoholic Fermentation, AF）可靠性，但对MLF的促进作用有限。近年来，非酿酒酵母（non-Saccharomyces）中的戴尔有孢圆酵母（Torulaspora delbrueckii, Td）因其能够提升酒体圆润度和香气复杂度而崭露头角，但其在浸皮白葡萄酒中的行为机制及其与酒酒球菌（Oenococcus oeni, O. oeni）的互作关系尚不明确。

为破解这一难题，来自西班牙罗维拉·维尔吉利大学的研究团队在《LWT》发表最新研究，通过多维度分析揭示了Td在浸皮白葡萄酒酿造中的关键作用。研究人员采用三因素实验设计（酵母接种策略×浸皮处理×发酵温度），对亚历山大麝香葡萄（Muscat of Alexandria）进行8种组合的发酵实验。运用气相色谱-质谱联用（GC-MS）进行非靶向代谢组学分析，结合气相色谱-火焰离子化检测器（GC-FID）定量挥发性成分，并通过训练品评小组进行感官剖面分析。同时采用可变数目串联重复序列（VNTR）分型技术追踪乳酸菌种群动态，利用方差分析同时成分分析（ASCA）解析多因素对葡萄酒组分的贡献率。

3.1 酒精发酵动态

浸皮葡萄酒的AF启动更快（滞后期缩短3天），归因于葡萄皮中的脂类物质（如亚油酸和β-谷甾醇）促进酵母活性。顺序接种（Td+Sc）使发酵周期延长，尤其在25°C白葡萄酒中差异显著（H-W-Td vs H-W-Sc）。低温（16°C）更利于Td菌株存活（发酵末期占比>30%），表明温度是调控酵母竞争关系的关键杠杆。

3.2 发酵后理化参数

3.2.1 常规酿酒参数

Td接种引发L-苹果酸自发降解（H-W-Td和L-W-Td中残留量<0.03 g/L），伴随L-乳酸生成（最高1.51 g/L），证实MLF在AF期间已启动。浸皮葡萄酒中Td接种使甘油浓度显著提升（L-S-Td达7.55 g/L），甘露蛋白含量在低温浸皮条件下最高（L-S-Td: 210.6 mg/L），为O. oeni提供了潜在碳源和保护剂。

3.2.2 挥发性成分

浸皮处理显著提升高级醇（如苯乙醇）和短链脂肪酸（SCFA）含量，而清汁发酵葡萄酒富含酯类（如乙酸异戊酯）。Td接种在低温下促进酯类合成（L-S-Td酯类总量3.25 mg/L），在高温下降低中链脂肪酸（MCFA）（H-W-Td仅1.48 mg/L），这种温度依赖性调控为优化香气平衡提供了依据。

3.2.3 代谢组学分析

主成分分析（PCA）显示浸皮葡萄酒聚集于高酚酸和克雷布斯循环有机酸区域。Td接种显著降低羟基肉桂酸（如p-香豆酸），其羟基肉桂酸脱羧酶（HCDC）活性可能缓解酚类物质对O. oeni的抑制。值得注意的是，研究者首次在葡萄酒中定量检测到2-异丙基苹果酸（2-IPMA），其在高温浸皮葡萄酒中含量最高，可能与酵母亮氨酸代谢通路激活相关。

3.3 酿酒实践变异度评估

ASCA模型表明，酿酒类型（贡献率28.16%）、温度（13.23%）和酵母菌种（11.51%）均显著影响葡萄酒组分，且三因素存在交互作用（如温度对Td和Sc的效应差异）。这提示酿酒师可通过多参数协同调控精准塑造酒风格。

3.4 感官分析

三角测试证实Td接种葡萄酒与对照存在可感知差异（p<0.05）。描述性分析显示浸皮Td葡萄酒（H-S-Td）具有突出的梨香、热带水果香和整体协调性，而低温白葡萄酒（L-W-Td）的萜烯类香气强度最高。MLF导致的酸度降低进一步提升了酒体饱满度。

3.5 苹果酸-乳酸发酵

3.5.1 乳酸菌鉴定与菌株分型

VNTR分型鉴定出19种O. oeni基因型。土著菌株M2在自发MLF中持续存在，而接种菌株PSU-1表现出强竞争优势（定殖率>70%）。Td通过降低MCFA和羟基肉桂酸含量，同时增加甘露蛋白，为O. oeni构建了更适宜的微环境，使MLF完成时间缩短至3天（对照组需17天）。

本研究通过多组学联用策略，首次系统阐释了Td在浸皮白葡萄酒中促进MLF的三重机制：降低抑制剂（MCFA、酚酸）、提供营养（甘露蛋白）和调节微生物互作（土著O. oeni富集）。研究结果不仅为橙酒生产提供了可靠的微生物接种策略，更通过2-IPMA等新型代谢物的发现拓宽了葡萄酒代谢通路认知。未来研究可进一步探索Td菌株特异性、陈酿过程中风味演化规律以及在更多葡萄品种中的普适性，推动非酿酒酵母在精准酿酒领域的应用边界。