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 Strehaiano Laboratoire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日可在线查阅
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。，和发酵条件（糖浓度，温度，1995年）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，（21％的氮）。1993年磷铵或硫酸盐）
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? /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?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? /升（别雷等。，2003年），平均值为120-140毫克。考虑到? / L。这个平均值通常被视为非限制性实现酒精发酵（Butzke，1990）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? / 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?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，。吸收的氮并不总是促进增长。 1993年;别雷等，2003）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，）。氮储备可以被用来在由酵母合成为新的蛋白质固定1993年; Torija等，2003。
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。 3。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。