接种策略通过酿酒酵母FBKL2.8022与Wickerhamomyces anomalus FBKL2.8023对铁皮石斛黄酒品质影响的研究

《Food Science & Nutrition》:Impact of Inoculation Strategy on Dendrobium nobile Lindl. Rice Wine Quality Through the Use of Saccharomyces cerevisiae FBKL2.8022 and Wickerhamomyces anomalus FBKL2.8023

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月07日 来源:Food Science & Nutrition 5.0

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  本研究考察了酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae,Sc)与Wickerhamomyces anomalus(Wa)的接种顺序以及铁皮石斛(Dendrobium nobile Lindl.,D. nobile)添加对黄酒品质的影响。采用顺序

  
本研究考察了酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae,Sc)与Wickerhamomyces anomalus(Wa)的接种顺序以及铁皮石斛(Dendrobium nobile Lindl.,D. nobile)添加对黄酒品质的影响。采用顺序接种并添加D. nobile的处理组获得了最高的多糖、生物碱、黄酮类和酚类物质水平。同时接种提高了乙醇比例,而顺序接种增加了酯类含量。D. nobile降低了总风味物质浓度但增强了其多样性。代谢分析表明,两种因素主要通过氨基酸与糖代谢途径改变代谢物。因此,Sc–Wa顺序接种结合D. nobile是调控酒体组分的有效策略,为提升发酵黄酒品质提供参考。
研究背景方面,当前黄酒酿造中混菌发酵因能整合不同酵母代谢特征、丰富挥发性有机化合物而受到关注。非酿酒酵母虽酒精发酵能力弱,但在香气形成与酶促转化中具有重要作用。接种策略分为同时接种与顺序接种:前者缩短周期但香气较弱,后者利于非酿酒酵母先行代谢、提升酯类与感官评分,但存在营养竞争与互作机制不清的问题。现有D. nobile黄酒研究多聚焦单菌发酵,混菌尤其顺序接种策略稀缺。研究人员从贵州传统小曲中分离筛选出具低高级醇特性的Sc FBKL2.8022与Wa FBKL2.8023,尚未见其混菌发酵D. nobile黄酒报道,故开展本研究以明确接种顺序与D. nobile添加对理化指标、活性成分、挥发性风味及代谢组的影响,论文发表于《Food Science & Nutrition》。
关键技术方法上,研究人员设四组发酵:Sc与Wa同时接种(SW)、SW加2% D. nobile粉(DnSW)、Wa先发酵5天再接Sc的顺序接种(WS)、WS加D. nobile(DnWS);Sc:Wa=10:1,总接种量1×106 cells/mL,30°C发酵。理化测定含酒精(生物传感器法)、总糖(苯酚-硫酸法)、还原糖(DNS法)、总酸(pH电位法)与pH。活性物测多糖、Dendrobium生物碱、黄酮(比色法)、总酚(Folin–Ciocalteu法)。挥发性风味用顶空固相微萃取-气相色谱质谱(SPME–GC–MS)分析。代谢组用LC–MS/MS(UHPLC-Q Exactive HF-X),XCMS处理,VIP>1.0且p<0.05筛差异代谢物,KEGG富集。样本均来自同一批糯米与D. nobile粉发酵体系,各实验三重复。
研究结果部分,3.1.1理化指标显示同时接种组(SW/DnSW)酒精度显著更高(约24%vol)、糖残留低、pH高;顺序接种组(WS/DnWS)总糖、还原糖、总酸高,酒精约16–18%vol,发酵延至21天,提示Wa先行抑制后续Sc酒精发酵。D. nobile对同时接种理化影响不显著,但使顺序接种组还原糖与总酸再升高、总糖略降。
3.1.2活性化合物中,顺序接种组多糖、总酚显著高于同时接种组,DnWS多糖4.83 mg/mL、Dendrobium生物碱35.45 ppm、黄酮62.83 μg/mL、总酚0.61 mg/mL均为最高,证明顺序接种更利D. nobile活性物浸提与转化。
3.1.3挥发性风味共检76种,同时接种组总量高、DnSW达32.49 mg/L(55种)居首;顺序接种组总量低但D. nobile使种类增9种、酯类更丰富,D. nobile总体抑制挥发物总量但提升多样性,顺序接种下香气更协调。
3.2代谢组学中,PCA显示接种顺序与主成分一轴分离,D. nobile添加使样本聚于正半轴,说明两因素均重塑代谢谱。分类统计获1268–1327种代谢物,D. nobile组更丰富;顺序接种促酚类、生物碱、木脂素、氨基酸积累,同时接种促黄酮转化。路径富集显示WS-SW差异主要在氨基酸代谢(苯丙氨酸、精氨酸脯氨酸、半乳糖代谢);DnSW-SW上调糖代谢(戊糖葡萄糖醛酸转换、丁酸代谢)与芳香氨基酸通路,解释DnSW高挥发物;DnWS-WS呈双向调控,糖代谢上调、核苷酸代谢下调。苯丙氨酸代谢在有无D. nobile比较中均最显著,关联酚类与苯乙醇生成。
讨论部分指出,接种顺序主导理化与代谢重构,D. nobile修饰活性物浸提与风味多样性;顺序接种以Wa早期代谢铺垫、Sc后期发酵受限换取高功能成分与高酯比,同时接种以Sc主导获高酒精与高挥发总量。苯丙氨酸代谢是对策略与D. nobile均敏感的核心节点。
结论部分翻译:Sc与Wa不同接种策略及D. nobile添加对黄酒理化与活性物影响显著;D. nobile全面提升活性物,顺序接种较同时接种更促D. nobile黄酒活性物释放;同时接种挥发物总量与醇类占比高,顺序接种提升酯比;D. nobile抑制风味总量但增多样性;代谢差异主由苯丙氨酸代谢响应两因素,精氨酸脯氨酸/半乳糖/淀粉蔗糖代谢响应接种顺序,乙醛酸二羧酸/烟酸烟酰胺代谢响应D. nobile添加。该研究为功能型D. nobile黄酒工艺提供理论依据。
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