2024年11月，西北大學(xué)岳田利教授團(tuán)隊(duì)在國際Top期刊《Food Research International》（中科院1區(qū)，IF=7）發(fā)表題為“Untargeted metabolomics combined with chemometrics reveals distinct metabolic profiles across two sparkling cider fermentation stages”的研究性論文。論文通訊作者為西北大學(xué)袁亞宏教授和岳田利教授，第一作者為上海交通大學(xué)在讀博士生李文婷。

　　起泡蘋果酒是蘋果酒的一種子產(chǎn)品，它經(jīng)歷了兩個(gè)發(fā)酵過程，其中二氧化碳被密封在酒體中，從而使其具有獨(dú)特的風(fēng)味，并區(qū)別于傳統(tǒng)的蘋果酒飲料。起泡蘋果酒的第二次階段發(fā)酵在瓶中或罐中進(jìn)行，不同的特定芳香化合物從酵母細(xì)胞中產(chǎn)生并釋放到蘋果酒中，增強(qiáng)了酒體香氣的芳香復(fù)雜性。然而，在這一過程中，起泡蘋果酒的風(fēng)味變化需要進(jìn)一步研究。在此前的研究工作中，我們已經(jīng)確認(rèn)了適合進(jìn)行瓶內(nèi)二次發(fā)酵的酵母菌種，并選擇了有更好風(fēng)味的釀酒酵母Y41進(jìn)行了本研究的二次發(fā)酵工作。利用高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法（UPLCMS/MS）和氣相色譜-質(zhì)譜法（GC-MS）結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)工具，分別對(duì)兩個(gè)發(fā)酵階段的非揮發(fā)性代謝物和揮發(fā)性代謝物進(jìn)行非靶向廣泛監(jiān)測，旨在確定起泡蘋果酒釀造過程中低分子量化合物的變化。

　　研究亮點(diǎn)

       使用非靶向代謝組學(xué)追蹤了起泡蘋果酒整個(gè)發(fā)酵過程的5個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。

　　鑒定出634種非揮發(fā)性代謝物和83種揮發(fā)性代謝物。

　　在二次發(fā)酵中期（第7天）消耗了約98%的蔗糖。

　　二次加壓發(fā)酵增加了蘋果酒中吡哆醇、硫胺素和紫杉葉素含量。

　　在二次發(fā)酵過程中，色氨酸、苯丙氨酸和嘌呤代謝活躍。

　　研究結(jié)論

    兩個(gè)發(fā)酵階段對(duì)起泡蘋果酒中非揮發(fā)性化合物的變化都有顯著的影響，相比之下二次發(fā)酵時(shí)間和巴氏滅菌對(duì)起泡蘋果酒的影響相對(duì)較小。在起泡蘋果酒第二次瓶內(nèi)發(fā)酵的中期到后期之間，負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)鞘脂平衡的phytosphingosine 1-phos – phate發(fā)生了顯著變化。第二次壓力發(fā)酵過程導(dǎo)致氨基酸和糖的總含量降低，促進(jìn)了核苷和萜類化合物的產(chǎn)生，并增加了揮發(fā)性化合物的含量，導(dǎo)致起泡蘋果酒的特征香氣顯著增加：芳樟醇、β-大馬烯酮、乙酸酯和乙酯。此外，在壓力和乙醇的雙重脅迫下，釀酒酵母Y41能夠維持活躍的硫胺素代謝、苯丙氨酸和酪氨酸代謝，激活乙醇降解、海藻糖降解、激素合成、短鏈脂肪酸線粒體氧化和氨基糖代謝等代謝途徑，導(dǎo)致起泡蘋果酒中芹菜素、柚皮素、紫杉葉素、吡哆醇、硫胺素、嘌呤和脂質(zhì)含量增加。這些結(jié)果將有助于我們進(jìn)一步了解釀酒酵母在不同發(fā)酵環(huán)境下的代謝變化。