本土酵母NX11424对赤霞珠葡萄酒发酵中酵母菌多样性及香气成分的影响

【背景】NX11424酵母是一株具有良好发酵特性且能赋予赤霞珠葡萄酒浓郁果香的宁夏本土酿酒酵母。【目的】解析NX11424酵母发酵的赤霞珠葡萄酒中的水果香气特征。【方法】以赤霞珠为材料,设置3个发酵处理：自然发酵、灭菌接种NX11424的发酵和直接接种NX11424的发酵,利用26S rDNA D1/D2区测序分析法鉴定发酵过程中酵母菌的种类,并通过顶空固相微萃取和气相色谱-质谱联用技术定量测定不同发酵处理下赤霞珠葡萄酒的香气成分及含量。【结果】三个发酵处理下赤霞珠葡萄酒各理化指标无显著性差异。所分离到的酵母菌鉴定为2属3种：萄葡汁有孢汉逊酵母(Hanseniaspora uvarum)、酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)和布拉迪酵母(Saccharomyces boulardii,S. boulardii);这2属3种均存在于自然发酵中,接种发酵中仅存在H. uvarum和S. cerevisiae两种酵母。三个发酵处理下的赤霞珠葡萄酒中香气物质种类无差异,均为69种;其中,酯类28种,醇类25种,有机酸5种,萜烯类2种和其他类化合物9种;但各发酵处理下香气物质的含量存在显著差异。聚类分析表明,69种香气成分被聚为3类。第1类香气物质包括香茅醇、丙醇等9种成分,其中7种香气物质的含量在灭菌接种发酵中较高;第2类香气物质包括己酸乙酯、棕榈酸乙酯等31种成分,其含量均在直接接种发酵中较高;第3类香气物质包括丁酸乙酯、乳酸乙酯等29种成分,其中27种香气物质的含量在自然发酵中较高。虽然直接接种发酵处理中酵母菌的多样性低于自然发酵处理,但是该处理的赤霞珠葡萄酒中酯类香气物质含量较多,水果香气浓郁,对赤霞珠葡萄酒香气的改善更明显。【结论】NX11424与发酵中的其他本土酵母间的相互作用可以改善葡萄酒的质量,为宁夏本土酵母NX11424在赤霞珠葡萄酒酿造过程中改善葡萄酒质量奠定了坚实的基础。     

贺兰山东麓优良本土酿酒酵母筛选及发酵特性分析

【背景】商业酵母的使用造成葡萄酒同质化问题严重,发掘优良本土酿酒酵母具有十分重要的意义。【目的】从168株宁夏本土酿酒酵母菌株中筛选出性能优良、具有出色葡萄酒发酵能力的菌株。【方法】基于杜氏管发酵试验和乙醇、高糖等耐受性试验分析产H2S能力及生长曲线测定的方法,筛选出发酵力好、耐受性强、低产H2S的本土酿酒酵母进行赤霞珠葡萄酒发酵试验,测定葡萄酒样基础理化指标、酚类物质和挥发性成分,探究筛选出的酿酒酵母发酵特性。【结果】初步筛选出发酵快速,能适应13%乙醇、350 g/L葡萄糖、250 mg/L SO2、pH 1.0的生存环境且低产H2S的4株本土酿酒酵母YC-E8、QTX-D17、QTX-D7、YQY-E18。菌株YC-E8产甘油能力强,所发酵酒样香气与商业酵母XR、F33最为接近,适用于赤霞珠葡萄酒的发酵。菌株QTX-D17发酵酒样中酒精、单宁、总酚和花色苷含量最高,表现出本土酿酒酵母优良的发酵特性。菌株QTX-D7所发酵酒样香气中乙酸乙酯、辛酸乙酯、1-壬醇等物质含量较高,赋予了葡萄酒香蕉味、苹果味、菠萝味、椰子味等愉悦花果香。【结论】最终筛选出3株优良本土酿酒酵母QTX-D17...     

云南香格里拉葡萄酒产区酿酒相关酵母菌的生物多样性

【背景】云南香格里拉高原葡萄酒产区位于云南三江并流世界自然遗产保护区内,微生物资源丰富,其中与葡萄酒酿造相关的野生酵母种类也非常多样。【目的】研究香格里拉葡萄酒产区酿酒相关酵母菌的种类多样性和酿酒酵母的遗传多样性。【方法】从香格里拉金沙江和澜沧江两岸选取5个葡萄园进行成熟葡萄样品的采集,分别对葡萄果皮和自然发酵过程中的酵母菌进行分离,运用WL营养琼脂鉴定培养基(Wallerstein laboratory nutrient agar)和26S rDNA D1/D2区序列分析法对酵母的种类进行鉴定,用SSR分子标记的方法研究酿酒酵母的遗传多样性。【结果】从香格里拉葡萄酒产区成熟浆果上共分离到230株野生酵母,鉴定为13属18种,其中有10种酵母为香格里拉地区首次发现。用SSR分子标记的方法对香格里拉分离到的47株酿酒酵母进行遗传多样性分析,47株酿酒酵母被分为24种基因型,11个微卫星位点共检测到70个等位基因,平均多态信息含量(PIC)为0.640,平均观测杂合度(Ho)为0.166,平均期望杂合度(He)为0.693。【结论】香格里拉葡萄酒产区酵母菌资源丰富,表现出较高的物种多样性和中等程度的酿酒酵母遗传多样性。研究该产区酵母菌的多样性,为香格里拉酵母资源多样性的保护和利用奠定基础。     

基于可培养法分析新疆葡萄与葡萄酒相关酵母菌菌群结构

从葡萄、葡萄发酵物、土壤及酒厂设备分离到3 991株新疆本土葡萄酒酵母菌,并通过Wallerstein Laboratory(WL)营养琼脂培养形态分类、代表菌株26S rDNA Dl/D2和5.8S-ITS区域序列鉴定,对新疆葡萄酒酵母菌株进行系统分类和多样性分析,得到22个WL培养类型,7个属13个种。伊犁和于田地区酵母菌种类最多,达10个种;叶城地区和中信国安、乡都酒业、野果林(伊犁)酒厂酵母菌种类最少,仅有1种。新疆优势种为葡萄汁有孢汉逊酵母(Hanseniaspora uvarum)和酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)。陆生毕赤酵母(Pichia terricola)、Metschnikowia aff、核果梅奇酵母(Metschnikwoia fructicola)、韩国梅奇酵母(Metschnikwoia koreensis)在新疆地区首次分离鉴定到。对新疆葡萄酒相关的酵母菌群落结构进行全面分析,结果显示新疆与葡萄酒相关的酵母菌丰富多样。为新疆葡萄酒酵母资源的开发利用和葡萄酒的质量控制等奠定了菌种基础。     

葡萄酒工业酵母生孢特性研究

孢子是单倍体配子,由于具有遗传型与表现型相一致的优点,是遗传学上常用的材料。用工业化葡萄酒活性干酵母进行生孢试验,结果表明,供试8支菌种均可生孢,但生孢率与孢子形态相差较大。其中,17#生孢最强,30#、29#、27#次之,28#、18#、26#渐弱,32#生孢最弱。子囊多为圆形大细胞,孢子多为球形或卵圆形,子囊内一般含2~4个孢子,但29#中可见5~6个孢子。     

田间施药对自然发酵葡萄酒酵母菌群落结构的影响

【背景】酵母菌是葡萄酒发酵过程中一类非常重要的微生物,其多样性及群体组成对葡萄酒的质量有重要贡献。影响葡萄酒中酵母菌组成的因素有很多,但目前尚未见葡萄园田管理对葡萄酒酵母菌群落结构影响方面的报道。【目的】探索田间施药对自然发酵葡萄酒酵母菌群落结构的影响。【方法】采用分离培养、常规分子生物学鉴定和Illumina MiSeq宏基因组测序结合的方法分析不同样品中的酵母菌群落结构情况。【结果】从不使用内吸收型化学农药的葡萄样品自然发酵液中分离鉴定出Pichia、Hanseniaspora、Schizosaccharomyces、Candida、Saccharomyces、Zygoascus、Issatchenkia等7个属8个种的酵母菌,宏基因组测序结果表明有Pichia(29.42%)、Saccharomyces(21.91%)、Issatchenkia(17.99%)、 Hanseniaspora(12.10%)、 Candida(7.47%)、 Zygosaccharomyces(5.32%)、Schizosaccharomyces (3.07%)、Aureobasidium (0.29%)等属的酵母菌参与发酵;使用常规化学农药的葡萄样品自然发酵液中分离鉴定出Pichia、Hanseniaspora、Schizosaccharomyces、Candida、Cryptococcus等5个属6个种的酵母菌,宏基因组测序结果表明有Pichia (41.66%)、Hanseniaspora (21.54%)、Candida(19.11%)、 Zygosaccharomyces(7.78%)、 Schizosaccharomyces(4.04%)、 Cryptococcus(3.21%)、Saccharomyces (1.12%)、Aureobasidium (0.49%)等属的酵母菌参与发酵。【结论】两样品中酵母菌比例有显著差异,表明在酿酒葡萄的园田管理中化学农药的使用对自然发酵葡萄酒的酵母菌群落结构有较大影响。     

贺兰山东麓酿酒葡萄品质成分对气象因子的响应特征

基于2018-2020年宁夏贺兰山东麓14个葡萄酒庄葡萄园酿酒葡萄品质检测和气象数据,分析影响酿酒葡萄品质成分的关键气象因子,构建酿酒葡萄品质成分与气象因子的关系模型,为提高葡萄园气候资源利用效率、提高葡萄园科学管理水平、主动适应气候变化提供参考依据。结果表明：(1)气象因子是影响酿酒葡萄品质的重要指标,在葡萄生长的全生育期均对葡萄品质产生直接或间接影响,对品质影响最大的时期是7～8月和采收前一个月的气象条件。(2)酿酒葡萄浆果品质受气象因子影响程度从大到小依次为pH、花青素、可滴定酸、总酚、糖酸比、固酸比、可溶性固形物、单宁、还原性糖含量。(3)空气相对湿度及最低气温的变化对酿酒葡萄品质成分影响较大。(4)降低7月的平均空气相对湿度及提高8月的平均空气相对湿度有利于浆果pH的降低;进一步结合浆果酸含量的累积特征,实际生产中应在8月份增加葡萄园灌溉量,以降低因气候变暖导致的酿酒葡萄含糖量偏高。(5)采收前20 d的适度高温与采前10 d的高湿环境有利于葡萄浆果总酚的累积,但后者会使果实中单宁含量下降;在采收前20 d内若环境最低温及最高温均较低,则不利于花青素累积;9月到采收前的生长度日(GDD)达到280 ℃·d左右时,葡萄果实的糖酸比达到最大值。     

沙棘果酒酿造中优良酵母菌的筛选及鉴定

从成熟的沙棘果皮中筛选得到9株酵母茵,通过产气性能、产酒精能力和发酵力测试试验及对发酵所得的沙棘果酒的感官评价,选出R1为最佳的沙棘果酒酿酒用茵株.该茵株适合在酸度较高的沙棘果汁中进行正常的酒精发酵,起酵快、发酵能力强,发酵所得沙棘果酒品质优,而且酒体澄清透明、色泽红润,具有沙棘果酒的典型风味,适用于果酒生产以及下一步...     

高氨氮利用酵母菌的筛选及相关酶活性

【背景】蛋白饲料的缺乏,促进了蛋白含量高、安全性能好的酵母类单细胞蛋白的研究与应用。【目的】筛选氨氮利用能力强的菌株,为单细胞蛋白的发酵提供优良菌株。【方法】从土壤、奶制品、水果采集样品分离酵母菌,根据形态学和分子生物学鉴定菌株,然后以硫酸铵为唯一氮源培养基,测定菌落大小、菌体干重、蛋白质含量,复筛氨氮利用率高的酵母菌,并对复筛菌株氨同化相关酶活性进行测定。【结果】经过形态学、分子生物学鉴定和氨氮利用能力评价,获得3株高氨氮利用的酵母菌,分别是胶红酵母(Rhodotorula mucilaginosa)、酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)和戴尔有孢圆酵母(Torulaspora delbrueckii)。通过比较3株酵母菌的谷氨酸脱氢酶、谷氨酸合成酶、谷氨酰胺合成酶活性,酿酒酵母的3种酶活性最高,其次是胶红酵母。【结论】从奶酪和西瓜中分离的胶红酵母N5和酿酒酵母J1具有较强的氨氮利用能力以及酶活性,可为单细胞蛋白发酵提供优良菌株。     

人为干扰下宁夏贺兰山岩羊反应的群体差异

野生动物对人类的非资源利用性的干扰具有不同的反应,这些反应的差异依赖于物种自身和外界生境中不同的因子.2009年7-8月和2009年12月-2010年1月在宁夏回族自治区贺兰山苏峪口国家森林公园,选定95.87 km2 的调查区域内设四条样线,总长度为18.3 km,通过观察岩羊的瞬时反应距离,比较了不同干扰源、群体大小和群类型下,岩羊无反应行为、警戒反应行为和逃跑反应行为距离的差异.结果表明:(1) 相对于车辆,岩羊对行人的干扰更加敏感(U=8.69,P<0.001); (2) 当群体大小分为≤3的小群和＞3大群时,小群岩羊的警戒反应行为距离显著大于大群(Z=2.165,P=0.03),当群体大小分为≤5的小群和＞5的大群时,小群岩羊的逃跑反应行为距离显著大于大群(Z=2.003,P=0.045); (3) 雌幼群、雄性群和混合群这3种不同的群类型之间的无反应行为距离无显著差异,雄性群的警戒行为距离显著大于雌性群和混合群的警戒行为距离(Z=2.746,P=0.006; Z=3.589,P<0.001),雌性群的逃跑反应行为距离显著大于混合群的逃跑反应距离(Z=2.376,P=0.017); (4) 混合群内的雌性和雄性的3种反应行为无显著差异.     

The effect of pyrimethanil on the growth of wine yeasts

Aims:  The toxicity of the fungicide pyrimethanil on the growth of wine yeasts was evaluated using in vivo and in vitro experimentation.
Methods and Results:  The effect of pyrimethanil in the must was studied during the spontaneous wine fermentation of three consecutive vintages and by the cultivation of Hanseniaspora uvarum and Saccharomyces cerevisiae yeasts in a liquid medium. The residues of the fungicide were measured using gas chromatography-mass spectrometry system and the sugar concentration in the must using HPLC-RI. Molecular and standard methods were used for identifying the yeast species. Although the pyrimethanil residues in grapes were below the maximum residue limits, they significantly affected the reduced utilization of sugars in the first days of fermentation. Its residues controlled the growth of H. uvarum during the fermentation and during in vitro cultivation as well.
Conclusions:  The fungicide pyrimethanil had an effect on the course and successful conclusion of spontaneous wine fermentation that was correlated with the initial concentration of yeasts in the must.
Significance and Impact of the Study:  The impact of pyrimethanil on the indigenous mixed yeast flora in fermenting must was investigated for the first time. The results showed that its residues might play an important role in the growth and succession of yeast during spontaneous wine fermentation.     

宁夏贺兰山东麓葡萄产业生态系统服务功能价值评估

利用宁夏回族自治区统计局、宁夏回族自治区葡萄产业发展局和国家统计局等的相关统计数据,从食品生产、固碳释氧、净化大气、土壤保持、涵养水源、节水增效、生态旅游和生态扶贫等角度,对宁夏贺兰山东麓葡萄产业生态系统服务价值进行评估.结果表明: 1)宁夏贺兰山东麓葡萄产业生态系统服务功能价值为35.98亿元,其中直接效益为22亿元,生态效益为13.98亿元.生态效益占整个产业生态系统服务价值的38.85%.2)生态效益中,各项功能的价值量依次为: 生态扶贫>生态旅游>固碳释氧>节水增效>净化大气>土壤保持>涵养水源.3)生态效益中,生态扶贫的价值最高,占64.39%;生态旅游的价值次之,占24.47%.对葡萄产业进行生态系统服务功能价值评估,既可以让人们在看到葡萄产业直接效益的同时,又可以意识到葡萄产业所带来的生态效益.这对全面指导葡萄产业健康持续发展具有重要参考价值.     

气候变暖对贺兰山东麓酿酒葡萄热量资源及冷冻害的影响

利用宁夏贺兰山东麓各地1981年以来气象资料,分析了气候变暖对酿酒葡萄生育关键期主要热量资源和冷冻害的影响。结果表明:1981年以来,随着气候变暖,贺兰山东麓酿酒葡萄发育期4—9月各地各月平均气温显著上升,1997年前后发生突变,突变后部分年份较常年同期偏高1℃以上,其中放条萌芽期4月平均气温上升显著,但月内波动幅度增大,酿酒葡萄遭受霜冻或强降温危害的风险增加;7—8月浆果生长和成熟期低温事件发生的可能性仍然较大;气候变暖使活动积温显著增加,中晚熟品种积温保证率达100%,4—9月3300℃(成熟度高,葡萄酒质量好的临界积温)的积温保证率明显提高;无霜期延长,晚熟品种的保证率提高,部分年份活动积温和无霜期满足极晚熟品需求;大部分地区冬季低温冻害相关要素变化趋势都不显著,其中出现持续低于-17℃(冬季受冻临界气温)日数减少,极端最低气温升高,但仍然低于-17℃,惠农、贺兰、平罗、银川20 cm深度-4℃以下日数减少;春季适宜放条期后出现霜冻的年份和日数增多,霜冻过程的最低气温明显降低,出现伴随霜冻的中等及以上强度冷空气频率和次数增加,强度增强。气候变暖对宁夏贺兰山东麓酿酒葡萄生产有利有弊,不同品种酿酒葡萄对气候的适用性不同,因此在酿酒葡萄生育各关键期,仍需加强极端天气气候事件和气象灾害的监测和防范工作,减轻或避免气候条件变化对酿酒葡萄产业发展的不利影响。     

Physiological and genetic stability of hybrids of industrial wine yeasts Saccharomyces sensu stricto complex

Aims: The aim of this study was to examine the physiological and genetic stability of hybrids of industrial wine yeasts Saccharomyces sensu stricto complex subjected to acidic stress during fermentation. Methods and Results: Laboratory‐constructed yeast hybrids, one intraspecific Saccharomyces cerevisiae × S. cerevisiae and three interspecific S. cerevisiae ×Saccharomyces bayanus, were subcultured in aerobic or anaerobic conditions in media with or without l ‐malic acid. Changes in the biochemical profiles, karyotypes and mitochondrial DNA profiles of the segregates were assessed after 50–190 generations. All yeast segregates showed a tendency to increase the range of the tested compounds utilized as sole carbon sources. Interspecific hybrids were alloaneuploid and their genomes tended to undergo extensive rearrangement especially during fermentation. The karyotypes of segregates lost up to four and appearance up to five bands were recorded. The changes in their mtDNA patterns were even broader reaching 12 missing and six additional bands. These hybrids acquired the ability to sporulate and significantly changed their biochemical profiles. The alloaneuploid intraspecific S. cerevisiae hybrid was characterized by high genetic stability despite the phenotypic changes. l ‐malic acid was not found to affect the extent of genomic changes of the hybrids, which suggests that their demalication ability is combined with resistance to acidic stress. Conclusions: The results reveal the plasticity and extent of changes of chromosomal and mitochondrial DNA of interspecific hybrids of industrial wine yeast especially under anaerobiosis. They imply that karyotyping and restriction analysis of mitochondrial DNA make it possible to quickly assess the genetic stability of genetically modified industrial wine yeasts but may not be applied as the only method for their identification and discrimination. Significance and Impact of the Study: Laboratory‐constructed interspecific hybrids of industrial strains may provide a model for studying the adaptive evolution of wine yeasts under fermentative stress.     

赤霞珠葡萄果实苹果酸生物合成关键转录因子的筛选与鉴定

该研究以宁夏贺兰山东麓酿酒葡萄种植区栽培面积最大的‘赤霞珠’为材料,在前期完成从果实形成至成熟不同发育时期的转录组测序以及关键有机酸含量测定基础上,进一步通过转录因子结合位点预测、差异表达基因分析、加权基因共表达网络关联分析(WGCNA),逐步筛选出与‘赤霞珠’果实苹果酸生物合成相关功能基因特异结合的、影响苹果酸生物合成的相应转录因子,并对其进行qRT PCR验证,以揭示这些关键功能基因及其关键转录因子在葡萄不同种植区、果实不同发育时期存在的相互调控作用机制,为以后培育优质酿酒葡萄提供新的理论依据与思路。结果表明：(1)GC/MS分析发现, ‘赤霞珠’果实在4个发育时期的延胡索酸和苹果酸含量变化趋势基本一致,两种酸含量均从果实硬果期到绿果期逐步升至最高(3.63和626.53 μg/g),之后缓慢下降,经转色期到成熟期后逐渐降至最低(2.14和244.26 μg/g),而草酰乙酸的变化趋势却相反,在硬果期含量最高(315.54 μg/g),经绿果期、转色期到成熟期逐渐降至最低值(126.11 μg/g)。(2)‘赤霞珠’果实发育时期样本转录组测序共获得可能与苹果酸生物合成途径12种功能基因结合的转录因子6 411个,其中延胡索酸水化酶(FH)的3个功能基因有86个转录因子,苹果酸脱氢酶(MDH)的10个功能基因有717个转录因子。(3)转录组测序数据及其与有机酸含量WGCNA关联结果的Veen分析确定了‘赤霞珠’果实成熟过程中与苹果酸生物合成相关度最高的3个FH基因(VIT_14s0060g01700、VIT_13s0019g03330、VIT_07s0005g00880)、2个MDH基因(VIT_10s0003g01000、VIT_13s0019g05250)及相应的18个关键转录因子。(4)qRT PCR验证及相关性分析表明, FH基因VIT_13s0019g03330与其转录因子VIT_01s0011g06200、VIT_08s0056g01230以及MDH基因VIT_13s0019g05250与其转录因子VIT_06s0004g04960、VIT_10s0003g02070的表达水平与苹果酸的积累存在显著正相关关系,推测这4个关键转录因子可能通过调控功能基因的转录,综合影响‘赤霞珠’果实苹果酸的生物合成。     

Genetically different wine yeasts isolated from Austrian vine-growing regions influence wine aroma differently and contain putative hybrids between Saccharomyces cerevisiae and Saccharomyces kudriavzevii

To evaluate the influence of the genomic properties of yeasts on the formation of wine flavour, genotypic diversity among natural Saccharomyces cerevisiae strains originating from grapes collected in four localities of three Austrian vine-growing areas (Thermenregion: locations Perchtoldsdorf and Pfaffst?tten, Neusiedlersee-Hügelland: location Eisenstadt, Neusiedlersee: location Halbturn) was investigated and the aroma compounds produced during fermentation of the grape must of 'Grüner Veltliner' were identified. Amplified fragment length polymorphism analysis (AFLP) showed that the yeast strains cluster in four groups corresponding to their geographical origin. The genotypic analysis and sequencing of the D1/D2 domain of 26S rRNA encoding gene and ITS1/ITS2 regions indicated that the Perchtoldsdorf strains were putative interspecies hybrids between S. cerevisiae and Saccharomyces kudriavzevii. Analysis of the aroma compounds by GS/MS indicated a region-specific influence of the yeasts on the chemical composition of the wines. The aroma compound profiles generated by the Perchtoldsdorf strains were more related to those produced by the Pfaffst?tten strains than by the Eisenstadt and Halbturn strains. Similar to the Pfaffst?tten yeasts, the putative hybrid strains were good ester producers, suggesting that they may influence the wine quality favourably.