混合培养蜂蜜酒发酵系统中双底物与产物动力学的非结构化动力学建模

这篇研究通过非结构化动力学模型（如Logistic、Monod和双底物Monod模型）量化了氮补充对蜂蜜酒混合发酵系统（含酿酒酵母S. cerevisiae和希氏乳杆菌L. hilgardii）的影响，揭示了氮浓度对微生物生长（R2 > 0.90）、底物消耗（糖/YAN）及产物形成（乙醇/乳酸）的调控作用，为混合培养发酵的模拟与控制提供了可靠框架。

　　

Highlight

氮补充（DAP）显著影响蜂蜜酒混合发酵系统中微生物的生长与代谢轨迹。酿酒酵母（S. cerevisiae）和希氏乳杆菌（L. hilgardii）的共培养表现出明确的氮依赖性：低氮条件延长了乳酸菌的滞后期，而高氮（100–300 mg/L）加速了糖消耗和乙醇生成（R² > 0.91）。

Propagation of microorganisms

研究中使用的S. cerevisiae AAF02和L. hilgardii AAB09菌株分离自埃塞俄比亚蜂蜜酒样本。酵母在YPD琼脂上30°C复苏，乳酸菌则在MRS琼脂中培养，确保实验起始菌群的活性与纯度。

Influence of nitrogen supplementation

氮作为氨基酸和核苷酸合成的关键元素，直接调控微生物代谢速率。实验显示，DAP添加缩短了发酵滞后期，但过量氮可能引发不良挥发性硫化合物——这一发现为工业化蜂蜜酒生产的氮优化提供了临界阈值。

Conclusions

Logistic模型成功预测了酵母生长与底物消耗趋势，但对乳酸菌滞后期描述不足；Monod模型则精准捕捉了乙醇和乳酸动力学。双底物模型虽拟合略优，但参数收敛性差，建议采用混合模型框架（Logistic+Monod）指导工艺放大。