孔彩琳,許引虎,黃杰,馮林,嚴忻怡,陶永勝,3
釀酒酵母多糖對葡萄酒果香酯類物質水解呈香的表觀基質效應
孔彩琳1,許引虎2,黃杰1,馮林1,嚴忻怡1,陶永勝1,3
1西北農林科技大學葡萄酒學院,陜西楊凌 712100;2安琪酵母有限公司,湖北宜昌 443003;3陜西省葡萄與葡萄酒重點實驗室,陜西楊凌 712100
【目的】研究釀酒酵母多糖對葡萄酒果香酯類物質水解呈香的表觀基質效應,探究釀酒酵母多糖在穩定產品果香、延長貨架期方面的應用潛力。【方法】以釀酒酵母為材料,利用熱水浸提法、堿法提取得到酵母多糖,并通過紫外分光光度計、氣相色譜以及高效液相色譜解析釀酒酵母多糖的基本組分。配置含有果香酯類物質常規濃度的模擬葡萄酒溶液,并作酵母多糖處理,多糖濃度在0—2.0 g·L-1范圍作梯度設置。酵母多糖對果香酯類物質揮發性的影響采用靜態頂空方法分析,隨后不同處理模擬酒在4℃下貯藏6個月,定期取樣監測果香酯類物質的含量變化。最后通過感官分析評價6個月后不同處理模擬酒的香氣特征。【結果】通過儀器分析得到釀酒酵母多糖總多糖含量占比為(72.61±3.29)%,蛋白質含量占比為(11.20±0.02)%,其主要單糖組成為甘露糖和葡萄糖,二者的摩爾比1.790∶1;該多糖的高分子量組分為18、163和21 819 kD,低分子量組分為576 Da。靜態頂空分析方法表明,多糖處理可以降低模擬酒中乙酸酯的揮發性,以0.8 g·L-1的多糖處理效果最好;而多糖處理可以提高模擬酒中乙醇酯的揮發性。定期采樣數據結果發現,在模擬葡萄酒貯藏6個月期間,乙醇酯的水解速率顯著高于乙酸酯;相比于對照組,0.4—0.8 g·L-1多糖處理可以分別將乙酸酯和乙醇酯的水解率降低10%—40%和3.7%—26.7%。感官分析結果顯示,在貯藏6個月后,多糖處理的模擬酒中溫帶酸果、溫帶甜果、蜜餞類和花香香氣特征值會顯著高于對照組。【結論】經模擬體系研究得出,在葡萄酒貯藏期間添加0.4—0.8 g.L-1釀酒酵母多糖可以減緩果香酯類物質的水解,穩定葡萄酒的果香,對延長產品貨架期有潛在的應用價值。
酵母多糖;果香酯類物質;水解;基質效應
【研究意義】葡萄酒的香氣輪廓取決于香氣物質的組成,其中果香酯類物質是葡萄酒果香和花香重要的貢獻者。然而在葡萄酒貯藏階段,果香酯類物質會逐漸水解為高級醇和脂肪酸等前體物質,導致果香特征逐漸丟失,產品品質下降。在酒精發酵過程中,葡萄醪中的主要發酵微生物是釀酒酵母,發酵完成后酵母菌體自溶會釋放多糖等大分子物質,從而影響葡萄酒的品質。酵母多糖是葡萄酒中一類重要的活性大分子物質,對于產品質量和穩定都起著重要的作用。因此,研究釀酒酵母多糖對果香酯類物質水解呈香的基質效應,可為穩定葡萄酒果香,延長產品的貨架期提供理論指導和技術支撐。【前人研究進展】酯類物質是重要的酒精發酵副產物,其含量約占葡萄酒發酵揮發性物質總量的30%,其中乙酸高級醇酯和脂肪酸乙酯具有典型的果香特征,且其中一些具有很低的嗅覺閾值,如乙酸異丁酯(閾值1 mg?L-1,草莓、果香)、乙酸異戊酯(30 μg?L-1,香蕉)、己酸乙酯(20 μg?L-1,青蘋果、果香)、辛酸乙酯(5 μg?L-1,甜果)[1]。酵母多糖主要來源于酵母細胞壁,包括-葡聚糖、甘露糖蛋白和幾丁質等[2]。研究發現,酵母多糖可以提高葡萄酒的顏色穩定性[3-4];抑制單寧酸聚集和降低葡萄酒的澀味[5-6]、降低葡萄酒中熱敏性蛋白的渾濁[7]、提高起泡酒的起泡性能[8]。此外,有研究發現甘露糖蛋白與葡萄酒香氣物質存在分子互作關系,對香氣的穩定性有作用[9-10]。【本研究切入點】釀酒酵母是主導葡萄酒酒精發酵的微生物,葡萄酒貯藏期間酵母多糖對其香氣和品質方面的研究鮮有報道,酵母多糖對果香酯類物質水解呈香的基質效應尚不清楚。【擬解決的關鍵問題】從釀酒酵母細胞中提取制備酵母多糖,儀器分析其基本組分;并研究果香酯類物質在不同濃度酵母多糖基質下的頂空揮發特性和水解呈香的特點,獲得酵母多糖對果香酯類物質水解呈香的表觀基質效應,為酵母多糖在穩定葡萄酒果香,延長產品貨架期上的應用提供理論依據和技術支持。
試驗于2021年在西北農林科技大學葡萄酒學院實驗中心進行。
SPME萃取纖維(DVB/CWR/PDMS涂層,1.1 mm×20 mm×120 μm),氣相色譜質譜聯用儀(GC-MS)QP2020(島津,日本),氣相色譜(GC-FID)GC-2010 pro(島津,日本),氣相色譜柱DB-WAX(60 m×0.25 mm×0.25 μm,Agilent,美國),SK-1701(30 m×0.25 mm×0.25 μm,島津,日本),高效液相色譜Waters 2695(Waters,美國),液相色譜柱Ultrahydrogel Linear Column(10 μm×7.8 mm×300 mm,Waters,美國)。
色譜純化學試劑(純度≥97%):D-海藻糖、D-核糖、L-(+)-阿拉伯糖、D-甘露糖、D-(+)-葡萄糖、肌醇、乙酸乙酯、丁酸乙酯、己酸乙酯、辛酸乙酯、癸酸乙酯、乙酸異戊酯、乙酸苯乙酯和苯乙酸乙酯購自北京Sigma-Aldrich公司,右旋糖酐標準套(D0—D2000)購自中國食品藥品檢定研究院。分析純化學試劑:硫酸、三氯甲烷、苯酚、乙醇、檸檬酸、氫氧化鈉等試劑購于天津化學試劑公司。
1.2.1 酵母多糖的提取和制備 采用YEPD培養基活化釀酒酵母菌株,經過YEPD培養基培養和發酵培養基發酵后,將發酵培養液離心(8 000 r/min,15 min)得到細胞菌體,利用熱水浸提法(121℃,3.5 h)對釀酒酵母細胞菌體進行水解,離心分離(8 000 r/min,25 min)得到沉淀為酵母細胞壁,酵母細胞壁在3%氫氧化鈉溶液中,80℃下水解6 h,隨后離心得到上清液,上清液進行冷凍濃縮、真空干燥(-50℃以下,40 pa以下),得到酵母粗多糖粉末。
1.2.2 酵母多糖基本組分的測定 采用苯酚-硫酸法測定粗多糖的總糖含量[11],以無水葡萄糖作為標準品,利用紫外分光光度計在490 nm下的吸光值繪制總糖含量的標準曲線,依據公式計算得到水溶性酵母多糖含量。采用高效凝膠滲透色譜法(HPGPC)對多糖的純度和多糖分子量進行測定[12]。用右旋糖酐標準品(D0—D2000)進行分子量標準曲線的繪制。稱取標準品或酵母多糖固體粉末2 mg,1 mL蒸餾水溶解,過0.22 μm濾膜進行分子量測定,每個樣重復3次。儀器參數:Waters 2695高效液相配有示差折光檢測器,色譜柱為Ultrahydrogel Linear Column(10 μm×7.8 mm×300 mm),檢測器溫度35℃,柱溫35℃,流動相為0.1 mol?L-1硝酸鈉溶液,流速0.6 mL?min-1。單糖組分的測定參考Watrelot等[13]的方法,將酵母多糖水解、衍生后通過氣相色譜測定其單糖組成。酵母多糖中蛋白質含量的測定按照BRADFORD[14]的考馬斯亮藍法進行。以牛血清蛋白(0.2—1.5 g?L-1)制作蛋白質標準曲線。
1.2.3 果香酯類物質揮發性測定 在模擬葡萄酒(12%乙醇、5 g?L-1酒石酸、pH 3.5)中加入8種典型果香酯類物質,初始濃度為C0(表1)。隨后加入1.1中提取制備的酵母多糖至模擬酒中,設置其濃度水平分別為0、0.4、0.8、1.2、1.6和2.0 g?L-1(CK、YP1、YP2、YP3、YP4、YP5)。參考CAMELEYRE等[15]方法,略作修改,利用靜態頂空方法測定8種果香酯類物質在不同多糖濃度下的揮發性和氣液相分配系數。具體方法為:在15 mL的頂空瓶中加入8 mL酒樣和20 μL內標(2-辛醇,0.016 g?L-1),置于20℃下進行熱力學平衡24 h后,利用GC-MS分別測定體系中液體部分和氣體部分的香氣物質含量。
1.2.4 酵母多糖對果香酯類物質水解的影響 配置18 L模擬葡萄酒溶液,在溶液中加入8種典型果香酯類物質,初始濃度為C0。分別取1 L含有果香酯類物質的模擬酒溶液加入1.1中提取制備的酵母多糖,設置其濃度水平分別為0、0.4、0.8、1.2、1.6和2.0 g?L-1,每個處理重復3次。為了更好地保留模擬酒中的果香酯類物質,本試驗將樣品置于4℃下貯藏,定期取樣(10 mL)監測果香酯類物質的種類和含量變化,利用感官分析評價模擬酒貯藏半年后香氣特征的變化。
1.2.5 模擬葡萄酒中果香酯類物質含量和種類測定 采用頂空固相微萃取技術(HS-SPME)結合AOC-6000自動進樣器和SPME萃取纖維對模擬葡萄酒中果香酯類物質進行吸附。酒樣(8 mL)、2-辛醇(0.016 g?L-1,20 μL)和氯化鈉(2.000 g)添加到15 mL頂空瓶中,在40℃下加熱15 min,隨后,纖維暴露在40℃下30 min(轉速600 r/min),而后取出插入GC進樣口,250℃解析5 min取出。
GC-MS分析方法[16]:色譜柱為DB-WAX,不分流進樣,載氣為氦氣(99.999%),流速為1.5 mL?min-1。GC的升溫程序為:40℃保持3 min,再以4℃?min-1的速率提高到160℃,接著以7℃?min-1升高至220℃,保持5 min。連接桿和離子源的溫度分別為220℃和200℃,電子源電壓70 eV,燈絲流量0.2 mA,檢測器電壓350 V。質譜為電離轟擊模式(EI),全掃描質譜范圍35—350 m/z,掃描頻率0.2次/s。
定性定量方法:采用酯類物質標準品進行定性,通過C7—C40系列烷烴測定保留指數(RI),使用內標-標準曲線法進行定量分析。
1.2.6 感官分析 模擬葡萄酒樣品的香氣特征采用感官量化品評法進行分析[17]。品評小組由本單位葡萄酒專業的自愿學生組成(女18人,男12人)。首先,品評小組進行54香的葡萄酒標準香氣物質(Le Nez du Vin?,法國)聞香訓練,直到每個品評員對每個香氣特征的識別準確率在95%以上。隨后進行模擬葡萄酒樣品的香氣感官品評,所有樣品一式3份。將模擬葡萄酒(30 mL)倒入透明的黑色INAO玻璃杯中,杯上標有3個隨機數字代碼。要求品評員使用葡萄酒標準香氣特征中4—6個特征描述樣品的香氣,并使用5點標度法量化其強度,1:弱;2:較弱;3:中等;4:較強;5:強。最終量化強度值MF(%)由品嘗小組對某一香氣特征詞匯的使用頻率F(%)和強度平均值I(%)表示,計算公式為:

使用Microsoft Excel 2019(Microsoft, USA)進行數據的常規統計分析,采用SPSS 25.0(SPSS Inc., Chicago, IL, USA)進行數據的單因素方差分析、多重比較分析(Duncan檢驗)。果香酯類物質含量變化以及數據主成分分析的圖表使用Origin 2021(OriginLab, Northampton, MA, USA)繪制。
酵母多糖的分子量有4個不同的分布區域,主要分布在高分子量區域,其高分子量分別為18、163和21 819 kD,低分子量組分為576 Da(圖1)。
釀酒酵母多糖的組成如圖2所示,其總多糖含量為(72.61±3.29)%,總蛋白質含量為(11.20±0.02)%,其單糖組成包括甘露糖(41.22%)、葡萄糖(23.03%)、阿拉伯糖(2.31%)、海藻糖(4.12%)和核糖(1.93%),含量較高的甘露糖和葡萄糖的含量分別為1 439.48和804.28 mg?L-1,二者的摩爾比為1.790﹕1。
表1展示了釀酒酵母多糖不同濃度下8種果香酯類物質的氣液相分配系數及其初始濃度和最終的平均濃度,氣液分配系數為酒樣中液相濃度/氣相濃度,>1說明果香酯類物質在液相層的濃度大于氣相層。由表可知,酵母多糖處理可以提高乙酸酯的,隨著多糖濃度的增大,先增大后減少。不同處理下4種乙酸酯的表現不一樣,乙酸異丁酯的最大,乙酸乙酯、乙酸異丁酯和乙酸苯乙酯的在YP2中具有顯著優勢,而乙酸異戊酯的在YP3中最大。對于乙醇酯,隨著碳鏈的增加,其逐漸降低,多糖處理可以提高己酸乙酯的,以YP3最顯著,且YP3提高了辛酸乙酯的,而其他濃度的多糖處理降低了辛酸乙酯、癸酸乙酯和苯乙酸乙酯的。

圖1 高效凝膠滲透色譜分析的釀酒酵母多糖的分子量分布圖表

圖2 釀酒酵母多糖的組分及其含量
如圖3所示,8種果香酯類物質的含量在4℃貯藏期間逐漸下降,乙酸酯和乙醇酯的含量分別下降了30.0%和90.0%以上。貯藏6個月后,與對照相比,多糖處理對乙酸乙酯的水解無明顯作用;YP1對乙酸異丁酯和乙酸異戊酯的水解率分別減緩了30.0%和16.7%,YP3、YP4和YP5反而促進了乙酸異丁酯和乙酸異戊酯的水解,導致它們在YP3、YP4和YP5中的最終濃度低于對照。對于乙醇酯,YP2對己酸乙酯和癸酸乙酯的水解分別減緩了13.3%和20%,多糖處理對癸酸乙酯的水解沒有減緩作用。YP1和YP5可以顯著減緩乙酸苯乙酯和苯乙酸乙酯的水解,尤其是YP1,這兩種酯的水解率減緩了約50%,而其他濃度多糖處理促進了乙酸苯乙酯和苯乙酸乙酯的水解,尤以YP3最高,水解率分別增加了75%和50%。因此,不同濃度多糖基質環境下,乙酸酯和乙醇酯的水解表現不一樣,其中YP1和YP2延緩果香酯類物質水解的作用最顯著。

圖3 不同酵母多糖處理的模擬葡萄酒樣品貯藏6個月期間果香酯類物質的含量變化

表1 不同處理模擬葡萄酒中果香酯類物質的濃度及其液相/氣相分配系數Ki
:模擬酒體系中果香酯類物質液相濃度/氣相濃度;CK:空白對照;YP1、YP2、YP3、YP4、YP5分別代表了在模擬葡萄酒中添加0.4、0.8、1.2、1.6和2.0 g.L-1釀酒酵母多糖。表中同一行數據后的不同小寫字母表示處理間差異顯著(Duncan檢驗,<0.05)。下同
: Content of fruity esters in liquid/that in gas; CK: Blank control; YP1, YP2, YP3, YP4 and YP5 represented that wine sample treated with 0.4, 0.8, 1.2, 1.6, 2.0 g.L-1yeast polysaccharide, respectively. Data followed by different small letters in a row are significantly different (<0.05) by Duncan test. The same as below
多糖處理樣品中的果香和花香特征的強度均明顯高于對照,其中柑橘類和花香特征在不同處理中顯示出顯著差異(圖4)。相比于對照,YP1中熱帶水果和溫帶甜果呈現較高的MF值,YP2中柑橘類和蜜餞類的MF值最大,YP3中花香香氣特征最強烈,YP4和YP5中溫帶酸果的MF值具有明顯優勢。

*代表在95%置信水平下差異顯著;** 代表在99%置信水平下顯著差異
為了進一步解析不同濃度的釀酒酵母多糖處理對模擬葡萄酒中果香酯類物質水解呈香的影響,對貯藏6個月后模擬酒樣品的果香酯類物質含量進行主成分分析(PCA),前兩個主成分上的果香酯類物質以及酒樣的分布見圖5,前兩個主成分的總方差為81.52%,其中PC1和PC2的方差分別為46.52%和35.00%。由圖可知,乙醇酯和YP2分布在第一象限;乙酸酯、苯衍生物酯和YP1分布于第4象限;而YP3和YP4都處于PC1的負向端;YP5在零點處,CK處于PC2的正向端。分析可知,YP1可以顯著減緩乙酸酯、乙酸苯乙酯和苯乙酸乙酯的水解;YP2可以減緩乙醇酯的水解;相比于CK,YP3、YP4和YP5對于果香酯類物質的水解沒有明顯作用。

圖5 前兩個主成分上模擬葡萄酒樣品中果香酯類物質的載荷及酒樣的分布
本研究中,釀酒酵母多糖的組分包括甘露糖、葡萄糖和蛋白質,根據其組分可以推斷該酵母多糖中可能有葡聚糖和甘露糖蛋白。酵母多糖中的甘露糖蛋白是由甘露聚糖共價連接到蛋白質或多肽,含有約10%的蛋白質和90%的甘露糖[21],其分子量范圍為5—800 kD,而葡聚糖的分子量從幾萬到幾千萬不等[22]。本試驗中酵母多糖的分子量分布在4個區域,且主要集中于高分子量區域(18—21 819 kD),說明釀酒酵母中至少含有4種不同聚合度的多糖,也符合甘露糖蛋白和葡聚糖分子量范圍。
香氣物質的頂空釋放取決于香氣化合物對基質的親和力,這種親和力的大小會顯著影響香氣物質在氣液相的轉移速率[19,23]。揮發性物質在氣液相的轉移速率以其分配系數表征,即體系中氣液相香氣濃度比,也可以用來解釋葡萄酒基質成分對香氣物質揮發的作用[24]。有研究發現,非揮發性成分(多糖、多酚等)與香氣物質之間的相互作用會影響果香酯類物質在葡萄酒中的揮發和釋放[25]。在本研究中添加不同濃度的釀酒酵母多糖可以改變模擬葡萄酒體系的基質,從而影響果香酯類物質的頂空釋放。本研究中,8種果香酯類物質的揮發性在不同濃度的酵母多糖基質下有不一樣的表現,酵母多糖處理會顯著降低乙酸酯的揮發性,最佳處理濃度為0.4—0.8 g?L-1,但酵母多糖處理卻促進了乙醇酯的揮發。TAYLOR等[26]研究報道了葡萄酒中多糖聚合物的網絡矩陣可以作為一個物理屏障,抑制低疏水性香氣物質的運輸,因此,果香酯類物質在不同酵母多糖濃度下的揮發性表現可能與其疏水性強弱也密切相關。
本研究中模擬葡萄酒中乙酸酯和乙醇酯在6個月的貯藏期間含量逐漸降低,說明酯類物質在發生化學水解[27],導致果香減弱。有研究發現,5—20 g?L-1果膠處理對模擬葡萄酒貯藏期間乙酸異戊酯的含量沒有顯著影響,但添加糖蛋白可以減緩乙酸異戊酯含量的下降[28]。類似地,李惠琳等[29]發現在‘霞多麗’葡萄酒中添加0.2 g?L-1酵母甘露糖蛋白MP60對‘霞多麗’葡萄酒的香氣組成有積極作用。本研究中酵母多糖處理可以顯著延緩模擬葡萄酒中果香酯類物質的水解,但是不同濃度水平多糖處理的延緩效果有差異,尤以0.4—0.8 g?L-1的酵母多糖處理效果最好。葡萄酒中的果香酯類物質是果香和花香特征的重要貢獻物質[18],MAO等[30]研究得出,葡萄酒的整體香氣輪廓不是香氣化合物含量上的簡單加成,而是香氣物質相互作用的復雜性協同結果。本研究中酵母多糖處理的模擬酒中果香酯類物質的水解程度受到影響,但不同濃度處理以及不同酯類物質之間存在顯著差異,低濃度的多糖處理(0.4—0.8 g?L-1)可以顯著減緩乙酸酯和乙醇酯的水解,以0.4 g?L-1的多糖處理效果最顯著;而高濃度的多糖處理(1.2—2.0 g?L-1)可以減緩乙酸酯的水解,但卻促進了乙醇酯和苯衍生物的水解。與CHONG等[31]研究結果一致,本研究中多糖處理引起果香酯類物質在含量和揮發性上的差異,導致不同處理模擬酒樣品的香氣輪廓表現明顯不同。低濃度多糖處理可以增強模擬酒中的熱帶水果、溫帶甜果、柑橘類和蜜餞類香氣,而高濃度多糖處理提高了模擬酒中溫帶酸果和花香香氣特征值。本研究從表觀基質效應上分析了酵母多糖處理對果香酯類物質水解呈香的影響,但酵母多糖對酯類物質揮發與水解的作用機制還需在后續分子互作研究中作進一步探究。
本研究利用熱水浸提法、堿法從釀酒酵母中提取制備得到酵母多糖,通過儀器分析得到該多糖是一種以甘露糖(41.22%)、葡萄糖(23.03%)和蛋白質(11.20%)為主的雜多糖。利用0—2.0 g?L-1酵母多糖處理含有果香酯類物質常規濃度的模擬葡萄酒溶液,可以降低乙酸酯的揮發性,尤以0.4—0.8 g?L-1的酵母多糖處理效果最好。酵母多糖處理模擬酒貯藏6個月期間,分別將乙酸酯和乙醇酯的水解率降低了10%—40%和3.7%—26.7%。在酒樣貯藏6個月后,多糖處理的模擬酒中溫帶酸果、溫帶甜果、蜜餞類和花香香氣特征值明顯高于對照。因此,在葡萄酒貯藏期間添加釀酒酵母多糖可以減緩果香酯類物質的水解,穩定葡萄酒果香,對延長產品貨架期有潛在的應用價值。
[1] DIAS D A, CLARK A C, SMITH T A, GHIGGINO K P, SCOLLARY G R. Wine bottle colour and oxidative spoilage: whole bottle light exposure experiments under controlled and uncontrolled temperature conditions. Food Chemistry, 2013, 138(4): 2451-2459.
[2] CULBERT J A, MCRAE J M, CONDé B C, SCHMIDTKE L M, NICHOLSON E L, SMITH P A, HOWELL K S, BOSS P K, WILKINSON K L. Influence of production method on the chemical composition, foaming properties, and quality of Australian carbonated and sparkling white wines. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2017, 65(7): 1378-1386.
[3] Escot S, Feuilla M T, Dulau L, Charpentier C. Release of polysaccharides by yeasts and the influence of released polysaccharides on colour stability and wine astringency.Australian Journal of Grape and Wine Research,2001, 7(3): 153-159.
[4] 李華. 葡萄酒的香氣. 釀酒, 1990, 17(5): 5-9.
Li H. Wine aroma. Liquor Making, 1990, 17(5): 5-9. (in Chinese)
[5] Del Barrio-Galán R, Pérez-Magari?o S, Ortega- Heras M, Guadalupe Z, Ayestarán B. Polysaccharide characterization of commercial dry yeast preparations and their effect on white and red wine composition.LWT-Food Science and Technology,2012, 48(2): 215-223.
[6] LEI X Q, ZHU Y Y, WANG X Y, ZHAO P T, LIU P, ZHANG Q T, CHEN T G, YUAN H H, GUO Y R. Wine polysaccharides modulating astringency through the interference on interaction of flavan-3-ols and BSA in model wine. International Journal of Biological Macromolecules, 2019, 139: 896-903.
[7] Ribéreau-Gayon P, Dubourdieu D, Donèche B, Lonvaud A. Handbook of enology, Volume 1: The microbiology of wine and vinifications. John Wiley & Sons, 2006.
[8] KEMP B, CONDé B, JéGOU S, HOWELL K, VASSEROT Y, MARCHAL R. Chemical compounds and mechanisms involved in the formation and stabilization of foam in sparkling wines. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 2019, 59(13): 2072-2094.
[9] Lubbers S, Voilley A, Feuillat M, Charpentier C. Influence of mannoproteins from yeast on the aroma intensity of a model wine. LWT-Food Science and Technology, 1994, 27(2): 108-114.
[10] MARTíNEZ-LAPUENTE L, APOLINAR-VALIENTE R, GUADALUPE Z, AYESTARáN B, PéREZ-MAGARI?O S, WILLIAMS P, DOCO T. Polysaccharides, oligosaccharides and nitrogenous compounds change during the ageing of Tempranillo and Verdejo sparkling wines. Journal of the Science of Food and Agriculture, 2018, 98(1): 291-303.
[11] Dubois M, Gilles K A, Hamilton J K, Rebers P A, Smith F. Colorimetric method for determination of sugars and related substances. Analytical Chemistry, 1956, 28(3): 350-356.
[12] YIN J Y, NIE S P, ZHOU C, WAN Y, XIE M Y. Chemical characteristics and antioxidant activities of polysaccharide purified from the seeds ofL.. Journal of the Science of Food and Agriculture, 2010, 90(2): 210-217.
[13] WATRELOT A A, SCHULZ D L, KENNEDY J A. Wine polysaccharides influence tannin-protein interactions. Food Hydrocolloids, 2017, 63: 571-579.
[14] BRADFORD M M. A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Analytical Biochemistry, 1976, 72: 248-254.
[15] CAMELEYRE M, LYTRA G, BARBE J C. Static headspace analysis using low-pressure gas chromatography and mass spectrometry, application to determining multiple partition coefficients: a practical tool for understanding red wine fruity volatile perception and the sensory impact of higher alcohols. Analytical Chemistry, 2018, 90(18): 10812-10818.
[16] WANG X C, LI A H, DIZY M, ULLAH N, SUN W X, TAO Y S. Evaluation of aroma enhancement for “Ecolly” dry white wines by mixed inoculation of selectedand. Food Chemistry, 2017, 228: 550-559.
[17] PENG C T, WEN Y, TAO Y S, LAN Y Y. Modulating the formation of Meili wine aroma by prefermentative freezing process. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2013, 61(7): 1542-1553.
[18] Swiegers J H, Bartowsky E J, Henschke P A, Pretorius I S. Yeast and bacterial modulation of wine aroma and flavour. Australian Journal of Grape and Wine Research, 2005, 11(2): 139-173.
[19] Guth H, Rusu M. Food matrices-determination of odorant partition coefficients and application of models for their prediction. Food Chemistry, 2008, 108(4): 1208-1216.
[20] TAO Y S, LIU Y Q, LI H. Sensory characters ofdry red wine from Changli County (China). Food Chemistry, 2009, 114(2): 565-569.
[21] LI S Y, DUAN C Q, HAN Z H. Grape polysaccharides: Compositional changes in grapes and wines, possible effects on wine organoleptic properties, and practical control during winemaking. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 2023, 63(8): 1119-1142.
[22] Jones-Moore H R, Jelley R E, Marangon M, Fedrizzi B. The interactions of wine polysaccharides with aroma compounds, tannins, and proteins, and their importance to winemaking. Food Hydrocolloids, 2022, 123: 107150.
[23] GON?ALVES F, HEYRAUD A, DE PINHO M N, RINAUDO M. Characterization of white wine mannoproteins. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2002, 50(21): 6097-6101.
[24] ATHèS V, PE?A Y LILLO M, BERNARD C, PéREZ-CORREA R, SOUCHON I. Comparison of experimental methods for measuring infinite dilution volatilities of aroma compounds in water/ethanol mixtures. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2004, 52(7): 2021-2027.
[25] POLáSKOVá P, HERSZAGE J, EBELER S E. Wine flavor: Chemistry in a glass. Chemical Society Reviews, 2008, 37(11): 2478-2489.
[26] TAYLOR A J, BESNARD S, PUAUD M, LINFORTH R S.measurement of flavour release from mixed phase gels. Biomolecular Engineering, 2001, 17(4/5): 143-150.
[27] MAKHOTKINA O, KILMARTIN P A. Hydrolysis and formation of volatile esters in New Zealand Sauvignon Blanc wine. Food Chemistry, 2012, 135(2): 486-493.
[28] DUFOUR C, BAYONOVE C L. Influence of wine structurally different polysaccharides on the volatility of aroma substances in a model system. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 1999, 47(2): 671-677.
[29] 李惠琳, 王婧, 許引虎, 盛文軍, 李敏, 米蘭. 不同酵母多糖對霞多麗干白葡萄酒品質的影響. 食品與發酵工業, 2018, 44(4): 142-153.
LI H L, WANG J, XU Y H, SHENG W J, LI M, MI L. Effects of different yeast polysaccharides on quality of chardonnay dry white wine. Food and Fermentation Industries, 2018, 44(4): 142-153. (in Chinese)
[30] Mao D S, Liu H, Li Z F, Niu Y W, Xiao Z B, Zhang F M, Zhu J C. Impact of sensory interactions among volatile compounds of juice of Red Delicious apples. Horticulture, Environment, and Biotechnology, 2020, 61(1): 197-206.
[31] CHONG H H, CLEARY M T, DOKOOZLIAN N, FORD C M, FINCHER G B. Soluble cell wall carbohydrates and their relationship with sensory attributes in Cabernet Sauvignon wine. Food Chemistry, 2019, 298: 124745.
Apparent Matrix Effect of Yeast Polysaccharides fromon the Hydrolysis of Wine Fruity Esters

1College of Enology, Northwest A & F University, Yangling 712100, Shaanxi;2Angel yeast Co., Ltd., Yichang 443003, Hubei;3Shaanxi Key Laboratory of Viticulture and Enology, Yangling 712100, Shaanxi
【Objective】The aim of this study was to investigate the apparent matrix effect of yeast polysaccharide (YP) fromon the hydrolysis of fruity ester, and to explore the potential application of yeast polysaccharide in stabilizing wine aroma profile and expand shelf life of product. 【Method】YP was extracted fromby hot water extraction and alkali methods, and the basic components of YP were analyzed by ultraviolet spectrophotometer (UV), gas chromatography (GC) and high- performance liquid chromatography (HPLC). The model wine containing the conventional concentration of fruity esters was prepared and treated with YP, and the concentration of YP was set in the range of 0-2.0 g·L-1. The effect of YP on the volatility of fruity esters was analyzed by the static headspace method. Next, the model wines with different treatments were stored at 4℃ for 6 months, and the content of fruity esters in model wine was regularly monitored. Finally, sensory analysis was used to evaluate the aroma notes of model wine stored 6-months. 【Result】Instrumental analysis showed that the total polysaccharide content of YP was (72.61±3.29)%, and the protein contents accounts for (11.20±0.02)%. The main monosaccharide composition of YP was mannose and glucose, and their molar ratio was 1.790:1. The high molecular weight components of YP are 18, 163 and 21 819 kD, and the low molecular weight components are 576 Da. Static headspace analysis indicated that YP treatment could reduce the volatility of acetate esters in model wine, especially 0.8 g?L-1. While YP treatment could increase the volatility of ethyl esters. Data of regular sampling found that the hydrolysis rate of ethyl esters was significantly higher than that of acetate esters during 6 months storage. Compared with the control, 0.4-0.8 g?L-1YP slowed down the hydrolysis of acetate esters and ethyl esters by 10%-40% and 3.7%-26.7%, respectively. Sensory analysis showed that model wine added with YP showed higher MF% of temperate sour and sweet fruity, and preserved fruit and floral aroma notes of wine samples compared with the control. 【Conclusion】From the study of model wine system, it was concluded that adding 0.4-0.8 g?L-1YP during wine storage slowed down the hydrolysis of fruity esters, stabilized wine fruity aroma profile, and showed potential application value for prolonging wine shelf life.
yeast polysaccharides; fruity esters; hydrolysis; matrix effect

10.3864/j.issn.0578-1752.2023.06.012
2022-05-25;
2022-09-05
國家自然科學基金(31972199)、陜西省杰出青年基金(2020JC-22)
孔彩琳,E-mail:kongcailin@nwafu.edu.cn。通信作者陶永勝,E-mail:taoyongsheng@nwafu.edu.cn
(責任編輯 趙伶俐)