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葡萄酒发酵中赭曲霉毒素A的生物降解:耐热拉链酵母(Lachancea thermotolerans)的潜力评估
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月12日 来源:AMB Express 3.5
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本研究针对葡萄酒中赭曲霉毒素A(OTA)污染这一公共卫生问题,通过评估32株耐热拉链酵母(L. thermotolerans)的发酵性能,发现其可显著降低OTA含量(最高达91.36%),同时调节酸度(乳酸产量达5.82 g/L)并改善感官特性。该研究为葡萄酒安全控制提供了新型生物解决方案,尤其适用于OTA高风险的产区。
葡萄酒作为全球广泛消费的饮品,其安全性一直备受关注。然而,由曲霉属(Aspergillus)和青霉属(Penicillium)真菌产生的赭曲霉毒素A(Ochratoxin A, OTA)已成为葡萄酒安全的重大威胁。这种具有肾毒性、神经毒性和致癌性的霉菌毒素,即使在微量水平(欧盟标准为2 μg/kg)也可能对儿童、孕妇等敏感人群造成健康风险。更棘手的是,传统酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)对OTA的降解效率有限(约42.6-75.8%),且高温产区普遍存在的低酸度高酒精问题进一步加剧了葡萄酒品质控制的难度。
针对这一双重挑战,马德里理工大学的研究团队在《AMB Express》发表了一项创新研究。他们首次系统评估了非酿酒酵母——耐热拉链酵母(Lachancea thermotolerans)在OTA生物降解和葡萄酒品质调控中的双重潜力。通过分析32株L. thermotolerans的发酵表现,发现该酵母不仅能高效吸附OTA(最高降低91.36%),还能通过产乳酸(最高5.82 g/L)自然调节酸度,为葡萄酒安全与品质提升提供了"一箭双雕"的解决方案。
研究采用多维度技术方法:通过微卫星分型确保菌株遗传多样性;使用HPLC-荧光检测法(LOD 0.015 μg/L)精准量化OTA;利用FTIR自动分析仪监测乙醇、有机酸等关键参数;结合统计学分析比较菌株差异。
发酵动力学
研究发现L. thermotolerans菌株呈现显著差异的发酵效率,如LT090在15-20天完成主发酵,而LT089则表现迟缓。所有菌株乙醇产量(6.42-9.36% v/v)均低于酿酒酵母对照(11.49%),证实其适合用于降低酒精度的混合发酵。
代谢产物分析
乳酸生成呈现菌株特异性:LT086产量达5.82 g/L,而LT091几乎不产酸。值得注意的是,高产乳酸菌株(如LT086)能使pH降低0.51单位(至3.17),显著改善葡萄酒的微生物稳定性。

OTA降解机制
研究揭示了OTA吸附与多酚保留的负相关关系:高效降解菌株LT324(OTA降低91.36%)导致颜色强度降至1.67,而低效菌株LT086(54.01%降解)保留更高多酚指数(22.02)。这表明酵母细胞壁可能同时吸附OTA和花青素,需通过发酵工艺优化平衡两者。
感官品质影响
部分菌株(如LT133)能提升颜色强度至2.98,同时产生5.53 g/L甘油(高于酿酒酵母的4.86 g/L),有助于增强酒体饱满度。琥珀酸产量(0.40-0.88 g/L)的菌株差异也为风味调控提供了新维度。
这项研究开创性地证实了L. thermotolerans在葡萄酒安全与品质调控中的双重价值:其卓越的OTA降解能力(超越酿酒酵母16个百分点)为污染控制提供了生物工具;而产酸、增香等特性则能针对性解决高温产区的酿酒难题。尤其重要的是,研究提出的"菌株-工艺"匹配策略(如早期酒泥分离减少多酚损失)为实际应用提供了明确指导。未来,结合Schizosaccharomyces pombe等酵母的协同发酵,或将开发出更完善的生物解毒方案,推动葡萄酒产业向更安全、更可持续的方向发展。
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