通过多组学技术和感官分析方法，对Hanseniaspora uvarum X12进行分离、特性研究及应用，以调控灰皮葡萄葡萄酒的风味和质量

《Food Bioscience》：Isolation, Characterization, and Application of Hanseniaspora uvarum X12 for Modulating the Flavor and Quality of Greengage Wine through Multi-Omics and Sensory Analysis

本研究评估了绿晴李中分离的非酿酒酵母Hanseniaspora uvarum X12与商业酿酒酵母S. cerevisiae BV818在李汁酒发酵中的潜在作用。通过代谢组学与感官分析发现，X12显著提升酒中酚类含量，代谢流转向琥珀酸和柠檬酸生成，同时增强果香和花香酯类，使成品酒更鲜爽和谐，风味更复杂。

　　

孙海瑞|杜久红|吴彦萍|钟凯|肖月|黄艺娜|高红

四川大学生物质科学与工程学院及健康食品评价研究中心，成都610065，中国

摘要

非酿酒酵母为提升果酒品质提供了独特的机会。本研究评估了从欧亚李中分离出的Hanseniaspora uvarum X12的酿酒潜力，并将其与Saccharomyces cerevisiae BV818进行了对比。通过整合代谢组学和感官分析发现，X12显著改善了果酒的品质。X12发酵的果酒具有更高的酚类物质含量。代谢组学分析表明，X12将碳流重新导向琥珀酸和柠檬酸的生成，同时保持了γ-氨基丁酸（GABA）的水平。同时，某些酯类（异戊基乙酸、苯乙基乙酸、乙基己酸）的含量增加，赋予了果酒浓郁的果香和花香。感官评估证实，X12发酵的果酒更新鲜、更加和谐，且甜果味、花香和柑橘香更为浓郁。这些发现表明H. uvarum X12是一种有潜力用于酿造具有丰富酚类物质和复杂香气的优质果酒的发酵菌株。

引言

欧亚李因其独特的酸甜风味和丰富的营养成分而备受推崇，在中国和东南亚地区广受消费者欢迎。这种水果含有多种有机酸、多酚成分、维生素和必需矿物质，具有显著的抗氧化、抗疲劳和促进消化的作用（Ayub等人，2023年）。然而，其极短的采收窗口期、较高的呼吸速率以及有限的采后贮藏性使得新鲜果实极易腐烂，不适合长途运输，导致加工产量低，市场价值未得到充分开发。将欧亚李转化为果酒不仅延长了其供应链，显著提升了其附加值，也符合消费者对个性化、健康型酒精饮料的需求（Fidelis等人，2019年）。

果酒发酵是一个复杂的微生物过程，其中酵母作为核心催化剂，将可发酵糖转化为乙醇，同时塑造饮料的香气和整体感官品质（Tufariello等人，2021年）。Saccharomyces cerevisiae由于其高效的糖转化为乙醇的能力、对渗透压和乙醇压力的强耐受性以及稳定的发酵动力学，一直是工业应用中的首选（Lai等人，2022年）。然而，仅由S. cerevisiae进行的单一发酵往往无法产生足够复杂的香气，导致果酒的感官特性较为单调（Borren等人，2021年）。

在过去十年中，非Saccharomyces酵母（NSYs）摆脱了作为腐败菌的负面形象，成为定制果酒风格的精确工具。早期研究指出它们的生长速度相对较慢，但最新研究表明它们在生成甘油、高级醇类和酯类方面起关键作用，并分泌β-葡萄糖苷酶和蛋白酶，释放出香气前体（Morata等人，2020年）。在这些酵母中，Hanseniaspora uvarum因能大量合成异戊基乙酸和2-苯乙基乙酸等酯类而受到特别关注，这些酯类赋予果酒明亮的果香和花香（Martin等人，2018年）。然而，这种酵母的代谢产物与原材料的化学性质密切相关。欧亚李的环境特征是柠檬酸和苹果酸含量高，同时含有丰富的多酚，这对酵母的生存能力和香气途径的代谢过程构成挑战（Qiu等人，2022年）。尽管最近有研究表明H. occidentalis也能在这种酸性条件下完成发酵，但H. uvarum的酿酒特性仍需进一步探索。这一知识空白至关重要，因为H. uvarum在遗传和代谢上与其他酵母有所不同，其在欧亚李果汁中调节挥发性化合物的能力可能存在显著差异。系统地从当地欧亚李中分离H. uvarum》菌株并解析控制品质特征的遗传机制仍十分缺乏。因此，目前尚不清楚本地菌株如何适应高酸、高多酚的环境，从而重塑非挥发性代谢物并释放萜烯。填补这一知识空白对于发掘H. uvarum的遗传资源、开发具有增强感官吸引力、可追溯来源和提升生物功能的欧亚李果酒至关重要。

因此，本研究旨在从新鲜采摘的欧亚李中分离并筛选具有优良酿酒特性和高香气生成能力的NSYs。通过形态学和分子分类方法鉴定出一个候选菌株X12，属于H. uvarum。随后在严格控制的条件下，将X12与商业S. cerevisiae菌株BV818进行单菌种发酵对比。利用高效液相色谱（HPLC）分析非挥发性代谢物，顶空固相微萃取结合气相色谱-质谱（HS-SPME-GC-MS）分析挥发性香气化合物，并结合定量描述性感官分析，全面评估每种酵母对欧亚李果酒的关键理化参数、非挥发性成分、挥发性香气特征和整体感官品质的影响。最终目标是发现H. uvarum X12在调节欧亚李果酒风味和品质方面的独特潜力，为工业规模生产具有地方特色的高品质欧亚李果酒提供有力的发酵菌株和机制框架。

材料与试剂

欧亚李由四川达州丹梅生物科技有限公司提供。酵母蛋白胨葡萄糖（YPD）培养基购自青岛Hope生物科技有限公司。HPLC级甲醇和甲酸购自成都科龙化学有限公司。n-烷烃混合物（C₆至C₂₄）和作为GC-MS半定量标准的3-辛醇购自美国密苏里州圣路易斯的Sigma-Aldrich公司。氨基酸混合物

欧亚李原料中酵母的筛选

从欧亚李果实中分离出的11种酵母菌株与商业菌株S. cerevisiae BV818在Durham管试验中进行了对比。这些菌株在二氧化碳产生的速率和体积上存在显著差异（表S1）。X31和X32在12小时内未产生气体；X12、X4和X6仅产生少量气体，而其余菌株在12小时内产生大量气体，并在24小时后完全填满倒置管。所有菌株

结论

本研究从欧亚李中成功分离出一种非Saccharomyces酵母菌株，命名为X12，并将其分类为H. uvarum。通过与商业S. cerevisiae菌株BV818的平行发酵，结合全面的理化分析、挥发性和非挥发性化合物的代谢组学分析以及感官评估，系统评估了X12对欧亚李果酒品质特征的调控作用。

作者贡献声明

孙海瑞：撰写——初稿撰写、数据可视化、验证、软件使用、资源准备、方法设计、实验设计、数据分析、概念构建。肖月：撰写——审稿与编辑、数据可视化、验证、项目监督、实验设计、资金筹集、概念构建。钟凯：数据可视化、验证、项目监督、方法设计。吴彦萍：撰写——审稿与编辑、项目监督。杜久红：数据验证、软件使用

未引用参考文献

Black and DiRusso, 2007; Borren and Tian, 2021; De Vuyst and Leroy, 2020; Guo et al., 2022; Li et al., 2022; Mendes Ferreira and Mendes-Faia, 2020; Rao and Zheng, 2025; Wei et al., 2020; Yoshimoto and Bogaki, 2023; Zhang et al., 2021; Zhang et al., 2025; Zhang et al., 2025.

利益冲突声明

? 作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。

致谢

本研究得到了四川省科学技术厅（项目编号2024NSFSC1258）和四川大学与达州市的战略合作项目（项目编号2022CDDZ-14）的财政支持。