可同化氮类型对桑葚酒发酵过程中酵母菌数量、乙醇含量的影响（二）
2结果与分析
2.1可同化氮类型对酵母菌数量的影响
酵母菌生长过程需要氮源，当发酵液氮源含量较低时添加氮源有利于酵母菌繁殖。发酵初期较高的糖浓度不利于酵母生长，酵母需要一个适应时期。结果表明发酵的第1天酵母菌数量各处理处于较低水平，差异不显著。发酵前3 d，各处理的酵母菌数量迅速增加，其中以添加硫酸铵处理酵母菌数量最高，达到2.83×108个/mL，添加丙氨酸、色氨酸处理酵母菌数量低于硫酸铵处理，达到2.38×108个/mL，添加谷氨酸和对照处理酵母菌最低，分别为2.18×108个/mL和2.12×108个/mL。第2天酵母菌数量各处理增加最多，说明酵母菌此时处于对数生长期，这与胡永正研究结果一致。第3天后添加硫酸铵处理酵母菌数量不变，其他处理缓慢提高，但增加速度慢，说明添加硫酸铵处理酵母菌生长进入稳定期，其他各处理酵母菌数量继续提高，但增速显著低于前3 d。随后各处理酵母菌数量基本保持不变。酵母发酵过程中添加可同化氮可以提高酵母生长速率，但酵母菌对不同氮源利用有选择性，试验结果表明其优先利用硫酸铵态氮源，其次为丙氨酸、色氨酸类氮源，对谷氨酸利用较低（图1）。
图1可同化氮类型对酵母菌数量的影响
2.2可同化氮类型对还原糖利用的影响
桑葚汁发酵过程中，酵母菌将发酵液中糖转化成乙醇，还原糖含量降低，还原糖含量受酵母菌数量影响。还原糖为发酵过程提供能量和碳源，还原糖含量可以作为发酵进程的指标。第1天还原糖含量添加硫酸铵处理降低最大，低于200 mg/L，与其他处理差异显著。第1天对照和添加其他氮源处理还原糖降低缓慢，高浓度还原糖产生较高渗透压，抑制酵母菌的生长，因此酵母菌含量较低，从而影响还原糖转化。第1天以后，添加硫酸铵处理还原糖含量降低量最大，显著高于其他添加处理。添加谷氨酸和对照处理还原糖含量降低量最小，添加丙氨酸和色氨酸处理还原糖含量降低量居于中间。添加硫酸铵处理在发酵第4天后还原糖含量低于5 mg/L，对照和添加其他氮源处理第5天后还原糖含量低于5 mg/L。各处理间的变化趋势与酵母菌数量变化的趋势相关（图2）。
图2可同化氮类型对还原糖质量浓度的影响
2.3可同化氮类型对可同化氮利用的影响
酵母生长过程中可以利用游离氨基酸和铵离子等可同化氮源，对不同的氮源利用有选择性。发酵前3 d，可同化氮含量大幅度下降至最低点；随后可同化氮含量趋于稳定。添加硫酸铵处理，可同化氮含量显著降低，其他处理和对照差异不显著。酵母数量进入稳定期后，可同化氮含量开始保持稳定（图3）。发酵液添加氨基酸后，氨基酸被酵母吸收，然后合成作为细胞骨架的各种蛋白质和酶类。不同氨基酸吸收、合成不同，葡萄酒酿造过程中研究发现丙氨酸、色氨酸先被迅速消耗，后面又生成，谷氨酸迅速消耗后，后面不再生成。不同葡萄汁氨基酸含量差异大，酵母种类不同，发酵条件不同都会影响到酵母对氮源的吸收和生成。桑葚和葡萄汁中氨基酸含量与组成不同。因此，试验结果中添加谷氨酸处理虽然酵母菌数量和还原糖含量与添加丙氨酸、色氨酸差异显著，但可同化氮含量和添加丙氨酸、色氨酸差异不显著。
图3可同化氮类型对可同化氮利用的影响
2.4可同化氮类型对乙醇生成量的影响
添加硫酸铵处理第3天后乙醇生成量显著高于其他处理，第5天后可达12.89%。添加丙氨酸、色氨酸处理从第5天后高于对照处理和添加谷氨酸处理。添加谷氨酸处理和对照乙醇生成量无差异（图4）。张斌等研究发现荔枝酒发酵前添加谷氨酸或谷氨酸和精氨酸的混合氨基酸可以明显提高发酵速率，促进酵母生长、增大乙醇产率。商玉荟等研究发现荔枝酒发酵前添加不同种类与浓度的氨基酸可以加快可溶性固形物的消耗速率，提高总醇类含量。黄酒发酵添加不同氨基酸的研究结果表明添加谷氨酸对乙醇产量无显著影响。不同试验结果可能与发酵条件、菌种、发酵原料中氨基酸含量不同有关。
图4可同化氮类型对乙醇生产量的影响
2.5可同化氮类型对高级醇的影响
果酒酿造过程中通过支链氨基酸分解以及糖代谢合成途径都可以产生各种高级醇。高级醇本身构成果酒的风味，与乙酸等酸反应生成酯类也影响果酒风味，含量低果酒风味寡淡，含量过高辛辣刺激感重，容易致醉（俗称上头）。高级醇中含量最高的是异丁醇和异戊醇，果酒内高级醇含量最好不要超过400 mg/L。通过敲除支链氨基酸转氨酶基因，可有效降低酿酒酵母中高级醇的生成量。试验结果表明不同可同化氮添加处理影响高级醇的生成，高级醇类型中异丁醇和异戊醇含量高，丙醇和苯乙醇含量较低。添加硫酸铵处理显著降低丙醇、异丁醇、异戊醇和苯乙醇含量，添加谷基酸处理高级醇含量与对照无差异，不同氨基酸添加间丙醇、苯乙醇含量差异不显著。添加丙氨酸和色氨酸处理与谷氨酸处理和对照处理异丁醇和异戊醇含量差异显著（表1）。孙时光等研究发现添加丙氨酸、精氨酸和磷酸氢二铵后可以显著降低桑葚酒高级醇含量，谷氨酸效果不明显，试验结果与之相似。李智慧等研究可同化氮素对黄酒酵母产高级醇的影响，结果发现氯化铵等无机氮素降低高级醇的效果最好，添加苯丙氨酸产生更多高级醇，添加谷氨酸可以降低高级醇含量，原因与黄酒中氨基酸组成和发酵采用酵母差异有关。商玉荟等在荔枝酒中添加不同氨基酸的研究结果表明，在中高质量浓度的精氨酸与谷氨酰胺处理之后，正丙醇的含量有着较明显增加，而丙氨酸处理则没有明显变化，不同氨基酸对高级醇影响不同。
表1可同化氮类型对高级醇的影响单位：mg/L
3结论
桑葚酒发酵前，添加150 mg N/L不同类型可同化氮后，硫酸铵能促进酵母生长，加快还原糖消耗，提高可同化氮的消耗，提高乙醇产量，降低高级醇含量。丙氨酸和色氨酸能够促进酵母生长，加快还原糖消耗，但对可同化氮消耗影响不显著，提高乙醇含量和降低高级醇含量效果低于硫酸铵处理。添加谷氨酸对酵母生长、还原糖消耗、乙醇产量和高级醇含量均无影响。酵母可同化氮类型影响桑葚酒发酵，添加硫酸铵有利于桑葚酒生产。
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