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氨氮浓度对酒精发酵用葡萄酒酵母菌动力学含糖量高Patricia Taillandier
, Felipe Ramon Portugal, AndreFuster1, Pierre StrehaianoLaboratoire 德 Ge'nie 化学公司，InP 的 ENSIACET，5 芸香波林 Talabot，英国石油公司 1301 31106 Cedex 的 4 图卢兹，法国 收到 2005 年 8 月 1 日，在经修订的表格 2006 年 4 月 5 日收到; 接受 2006 年 4月 5 日 2006 年 4 月 25 日可查阅摘要由葡萄酒酿酒酵母酒精发酵菌种在一个高糖含量合成培养基动力学进行了初步建立了不同氮含量，并用于四种菌株除了氮源主要是由氨组成外，培养基的组成接近葡萄汁，并且可吸收的氮含量的范围是从 120 变化到290mgN/l总的氮消耗也需要估算，以确定氮需求的变化氮同化的影响一般对糖消耗率比对增长的影响率要大，并且三种糖消耗率检测如下：（一）存在一个最大的食糖消费率的最佳初始氮水平（抑制如果过量） ， （ii）没有超出中介水平的影响氮（饱和度） ， （三）糖消耗率成正比的初始氮水平（激活） 。

在所有情况下，所消耗的氮含量增加，其初始浓度等做了 fructophilic 能力的菌株根据不同菌株最佳要求是 0.62 至 0.91 米蕈/ 糖克之间糖和氮同化率之间之间不存在一般的关系2006 年爱思唯尔版权所有关键词：酒酵母;铵，发酵，酿酒，可吸收氮1. 简介在葡萄酒酿造方面，对好的酒精发酵的葡萄汁要有充足的氮的问题尚未完全解决如果出现酵母从缺氮它可以导致阻塞或缓慢发酵（鲑鱼，1989;比森和Butzke，2000 ）相反，如果加入过度铵，有可能出现一个风险，那就是酒转变为高级醇（贝尔特伦等2005），醋酸（别雷等2003），氨基甲酸乙酯（Ough 等 1988），或在一定条件下变为氢硫化物（王等人2003）尽管关于这一主题进行了许多研究，结果并不总是一致的结论，也没有很清楚对于一些作者，氮源的补充对葡萄汁来说可以提高酿酒酵母生物量和糖的利用率浓度（亨斯克克和 Jiranek，1993 年;别雷等，2003;贝尔特兰等，2005这最后的效果可以解释，从头合成酶的消化过程中糖的刺激，甚至是在固定相（Mendeis -费雷拉等2004 年）这一些酶是糖通透酶（鲑鱼等1993）对于其他作家，对铵盐来提高葡萄的氮含量必须吸引大量的酵母氨基酸消耗来消除，并可能降低发酵效率（贝尔特伦等。

2005）托马斯等人1996）甚至指出，碳通量，通过糖酵解途径氮限制更大事实上，它表明酿酒酵母的氮的要求可能取决于菌株（Jiranek 等 1995 年）和发酵条件（糖浓度，温度，oxygeny 存在）（瓦莱罗等2003）在研究糖浓度不超过 200 克/升时最常被使用基于这些原因，我们研究了一种合成葡萄葡萄酒的11 株氮商业菌株从不同来源必须使用铵盐与糖（240 克/升）高的水平四个必须代表株的结果载于本文件增长的动力，葡萄糖和果糖同化，以及消耗的氮同化的总金额，建立了在不同初始必须同化氮水平我们为了选择一种人工合成的介质以及界定和控制其内容主要是氮铵组成此外，铵盐是一个很好的酿酒酵母氮源（Torija 等2003 ），被酿酒师广泛用于增加规定的限，在欧洲是 1000 毫克/升和美国是 950 毫克/升（氮含量的法定上限亨斯克克和Jiranek，1993 年磷铵或硫酸盐）（21 ％的氮） 2. 材料和方法 2.1 酵母菌株十一种商业酿酒酵母是由拉莫- Abiet（波尔多，法国），拉勒曼德公司（Montre'al 加拿大）提供的，而锚酵母（开普敦，南非）在本研究中使用结果显示这些菌株为四种：A，B，C 和 D 他们是在（蛋白胨 10 克/升，葡萄糖 5克/升，酵母膏 10 克/升，琼脂 20 克/升）琼脂倾斜维持在 4 ° C 。

2.2 发酵条件 在此之前接种，酵母菌繁殖时间 15 h，30 °在合成含（克/ 升）介质 C：葡萄糖，50;酵母提取物，1，（NH4）2SO4 的，2，硫酸镁，0.4; 磷酸二氢钾，5酵母细胞接种前用无菌水洗涤 计算接种量，以获得在发酵开始时细胞含量为（克/ 升）3 百万，发酵开始时培养基包括：葡萄糖，120;果糖，120; 酵母提取物， 0.75，柠檬酸，0.3;苹果酸4，酒石酸， 4;硫酸镁，0.4;磷酸二氢钾，5;油酸钠，0.005酵母提取物（为L21，Oxoid）是维生素源，并在同一时间内提供 40 毫克/ 升吸收的氮主要是氨基酸组成对于每一株三氮同化酵母总水平（燕）通过改变进行了顺序为（NH4）2SO4 的浓度得到 120，190 和 290 毫克 ŋ /升（见表 1） pH 用NaOH（5mol/L）调整为 3.3进行发酵在 18°C 的三角烧瓶，在 500 毫升含450 毫升的开始在每天取样前摇动 2 分钟对于所有的菌株进行发酵，接种，并进行相同的在同一时间被停止发酵糖类被耗尽或当其浓度保持不变2.3 酵母生物量浓度和活力 显微镜下细胞计数（_400）使用托马hematocymeter。

实验误差（变异系数）一直低于10％（兰格等人 ，1993） 酵母可行性评估是由亚甲基蓝染色（Bonora和Mares，1982 ） Table 1 略2.4 糖分析葡萄糖和果糖浓度测定采用酶法 Boeringher 测试的参考 EZS862（的 R - Biopharm 公司，法国）的实验误差分析不到 4％2.5 氮含量分析氨氮测定酶试验参考使用 Boeringher E1112732（RBiopharm ，法国）的分析，并表示作为 ñ 毫克/升共有可同化氮测定方法的索伦森（Zoecklein 等 ，1995） 的变异系数在最多不超过 5％ 2.6 特定税率计算 为糖类消化，吸收铵和生长率的具体计算方法相同首先，实验数据进行动力学（糖，铵和随时间增长）进行了调整，采用的数学模型，逐步三次样条函数微软公司 ExcelTM第二，这个数学模型，推导，然后除以模型拟合增长（以百万计的细胞每公升计算） ，以获得与当时的具体费率（以克或曼格尼细胞/天/ 百万） 3. 结果与讨论 葡萄酒酿造学中，燕通常是由索伦森评价或甲醛滴定法（Zoecklein 等1995 年）和氨和 α-氨基氮组成根据葡萄品种和成熟度，气候，施肥和葡萄园，葡萄汁主要范围从 50 到 500 毫克 ŋ /升（别雷等。

，2003 年） ，平均值为120-140 毫克 ŋ / L这个平均值通常被视为非限制性实现酒精发酵（Butzke，1990 ） 考虑到在中期的初始浓度是高糖（240 克/升）我们给予不同的从 120 到 290 毫克严/中介与 190 毫克 ŋ / L 值升，以评估不同来源的葡萄酒酵母的要求：根据'供应者的的指示，各种不同的氮的供应商和供应商的要求结果提出了四株代表不同的行为的菌株：A，B， C，D B 和 D 有非常相似的行为，氮的影响对菌株 D 较显着3.1 发酵动力学3.1.1 酵母生长 图 1 可以看出，三种氮的供给对生长的影响可以检测到对于菌株 A，氮浓度对酵母增长影响不大：仅在最低水平上的生物量最大浓度略有下降进行了观察对于株 B 和 D，生物质的形成与培养基的初始氮含量密切相关对于菌株 ç 最佳浓度（ 190 毫克 /升）是一个最大生物量浓度：最低和最高氮浓度时酵母最终浓度基本相同在所有情况下酵母存活率大于 95％直至发酵结束值得注意的是，在第一次发酵 5-8 天对于任何一个给定的菌株不论氮含量是多少，增长率是相似的事实上，对特给定的菌株特定生长率没有变化，但据 Yan 在同一时间增长并没有停止，这表明氮不佳影响了酵母的繁殖能力，在生长阶段的本身，而是控制过渡到平稳阶段。

因此，与一些文献报道的结果（亨斯克克和 Jiranek，1993 年;别雷等，2003） 吸收的氮并不总是促进增长3.1.2 食糖消费量 图 1 表明：，糖（葡萄糖+果糖）没有完全消耗掉，在一定条件下培养基而不能认为是对三菌株是干燥的考虑到的食糖消费水平对菌株 A 和 C 的影响不大，与第一个正相关，最佳浓度为第二个（190 毫克/ 升） 不过对于菌株 A 发酵可视为缓慢对于其他两个菌株更为明显的效果：正相关 D 和而多 B 菌株糖的消耗率不超过 190 毫克/升，我们可以注意到，氮含量的影响不总是相同的，或与同等强度的增长和糖同化这可以解释的是，期间酿酒酒精发酵条件下大部分的糖被消耗在固定相此外，不同的途径用于分解代谢和合成代谢对于尽管在中积累在不同生长阶段的结束生物量我们的实验中对食糖消费率的影响是次要的和具体的消耗率保持不变，无论氮水平（数据未显示） 3.1.3 氮肥用量 图二，对所有菌株的氨氮枯竭的最小水平约 5 天，因此前停止生长节目对于另外两个层面的消费不再氨氮约 10 天（成长阶段结束） ，在固定相的浓度保持不变，即使它仍然是在中（高级别）丰富但是，所有的菌株消耗更多的可同化氮在中时，其浓度较高，消费量由最初的 2.2-3 乘以最高水平相比，最小的初始水平。

以前的作品表明，氮源可在细胞内的液泡累计（亨斯克克和Jiranek，1993 年; Torija 等，2003氮储备可以被用来在由酵母合成为新的蛋白质固定相以下所建议的蛋白质周转 Mendeis -费雷拉等 （2004 年） 在发酵结束燕略有增加，观察（数据未显示）由于氨基酸释放氨态氮时已经用完及相应的残余氨加在其他情况下氨基酸期间释放氨基酸 固定相总是报道的酿酒条件（Ancin 等，1996; 瓦莱罗等，2003;Torija 等，2003 ）和可能，以维持正常氧化还原平衡（瓦莱罗等 ，2003） 对于氨氮比消耗率计算，并在图所示这些在生长率下降可能是由于的上采取乙醇（费雷拉蒙泰罗和比森，1992）的抑制作用对于所有这些比率除外株一个相同的水平的 190 和 290 毫克/升和 120 毫克的水平低/升表明在此条件下喂养的氮限制相对于酵母的能力3.2 最后的发酵液和全球特征残糖浓度可以看出，在表 2 各实验据证实，除 C 菌株，糖不完全的最低氮浓度表明这种营养素在这些条件下的完全（120 毫克/升）用尽对于菌株A，剩余的糖是成正比的氮水平对菌株 D 和 B 的结果可以被视为类似：190和 290 毫克/ 升两者没有不同，更多的糖是 120 毫克/ 升的初始水平，也说明只有最小的氮浓度的限制。

关于糖的平均消费率，它代表了发酵效率，同样的分类可以做到：对菌 C 是在 YAN 浓度（190 毫克/ 升） ，应变率表现出一个最佳浓度成比例的氮含量和 B 和 D 消耗在同样的速度为 190 和 290 毫克/ 升糖，并在120 毫克/升降低率，这种分类是一致的对增长的影响仅表现为对酵母生长及氮其他菌株发酵速率不同的影响一般来说，平均食糖消费率取决于菌株而不是葡萄汁氮含量时，已经由埃尔南德斯- Orte 等报道了 （2005 年）：一些菌株比其他的生长更快不论氮水平怎样根据这一标准，我们研究的 11 株可分为如下：YAN 酒精发酵活化：五名，其中株菌株 A;中间物 YAN 水平是足够的（饱和度）：两菌株 B 和 D 组;存在一个最佳严浓度和发酵速度高于这个水平下降：四株，其中菌株 C.这可以通过一个由泰尔舒尔等人更高层次的降低现象解释 （2000 ）或托马斯等人报道的在氮过量是减少磷酸合成， （糖酵解监管的一个关键酶） （1996 年）然后，我们计算了比消耗果糖/消耗葡萄糖（克/克） ，这说明了菌株的fructophilic 容量（ Berthels 等 ，2004） 在大多数情况下，这一特。