韋廣鑫，楊笑天，周永文，曾凡坤，張惟廣，*

（1.西南大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院，重慶400715；2.重慶金立方酒業(yè)股份有限公司，重慶401420）

葡萄酒中酯類化合物研究進(jìn)展

韋廣鑫1，楊笑天1，周永文2，曾凡坤1，張惟廣1，*

（1.西南大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院，重慶400715；2.重慶金立方酒業(yè)股份有限公司，重慶401420）

酯類是葡萄酒中重要的芳香物質(zhì)之一，賦予葡萄酒類似新鮮水果的香氣。葡萄酒中酯類化合物的種類與含量對(duì)葡萄酒最終香氣的形成十分重要。目前，對(duì)葡萄酒中酯類的研究主要集中于酯類對(duì)香氣的貢獻(xiàn)、合成與水解機(jī)制以及酶和基因調(diào)控等方面。本文就葡萄酒中酯類的呈香特征、形成途徑和酶及編碼基因?qū)︴ヮ愓{(diào)控三方面進(jìn)行了綜述，并指出酯類化合物未來(lái)研究的方向，以期為研究者提供理論依據(jù)。

葡萄酒，香氣，酯類，形成，酶，基因

香氣是評(píng)價(jià)葡萄酒品質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo)，葡萄酒香氣的研究主要集中在對(duì)其產(chǎn)生積極作用的芳香物質(zhì)上。葡萄酒中芳香物質(zhì)按化學(xué)結(jié)構(gòu)可分為萜類化合物、脂肪族化合物和芳香族類化合物，其中脂肪族化合物包括醇、酸、酮和酯類化合物等［1］。酯類賦予了葡萄酒獨(dú)特而又復(fù)雜的果香味，是其香氣構(gòu)成的關(guān)鍵成分。葡萄酒中存在的各種酯類化合物，構(gòu)成比例協(xié)調(diào)，對(duì)香氣的形成有協(xié)同增效作用，單一的酯含量過(guò)高或者過(guò)低對(duì)葡萄酒品質(zhì)均有不利影響。目前，國(guó)內(nèi)外已有大量學(xué)者對(duì)葡萄酒中酯類化合物開展了深入的研究，包括各種酯類化合物合成與水解機(jī)制、酶及編碼基因的調(diào)控等，并取得了顯著的成果。這些研究有助于精確定量控制酯類化合物合成與水解，達(dá)到控制葡萄酒中酯類物質(zhì)平衡協(xié)調(diào)的目的，進(jìn)而豐富葡萄酒香氣，提高葡萄酒品質(zhì)。本文主要對(duì)酯類呈味、形成和酶基因?qū)︴ヮ愓{(diào)控等角度進(jìn)行綜述，以期為研究者對(duì)酯類化合物的進(jìn)一步研究提供理論依據(jù)。

1　葡萄酒中的酯類化合物

葡萄酒中存在著大量的酯類化合物，認(rèn)為是僅次于水、乙醇、高級(jí)醇的一大類物質(zhì)［2］，主要分為醋酸酯類化合物和乙酯類化合物。醋酸酯類主要有乙酸乙酯、乙酸異戊酯、乙酸異丁酯、2-苯乙酸乙酯等，其中乙酸乙酯賦予葡萄酒水果香味，乙酸異戊酯賦予葡萄酒類似香蕉味，它們因相對(duì)含量較高，對(duì)葡萄酒香氣影響最大。乙酯類碳鏈長(zhǎng)度一般在C4～C10之間，它們使葡萄酒具有迷人的果香味，如丁酸乙酯賦予葡萄酒類似草莓味，己酸乙酯賦予葡萄酒類似青蘋果味。隨著碳鏈長(zhǎng)度的增長(zhǎng)，酯類會(huì)產(chǎn)生像肥皂泡一樣的氣味，當(dāng)碳鏈長(zhǎng)度達(dá)到C16～C18時(shí)，會(huì)有豬油一樣的氣味產(chǎn)生［3］。葡萄酒中主要酯類香氣閾值和香氣特征見表1。

2　酯類化合物的形成

葡萄酒中酯類化合物的形成受葡萄品種、發(fā)酵過(guò)程以及陳釀的影響。另外葡萄原料的浸漬過(guò)程，也有利于酯類化合物的產(chǎn)生。浸漬工藝一般包括傳統(tǒng)浸漬法、冷浸漬法、熱浸漬法和CO2浸漬法等［8］。CO2浸漬葡萄酒時(shí)產(chǎn)生肉桂酸乙酯、異戊酯等，使葡萄酒具有肉桂、蜂蜜香［9］。

表1　葡萄酒中主要酯類化合物香氣閾值及其香氣特征Table 1　Aroma threshold and aroma characteristics of esters in wine

葡萄酒中酯類形成方式一般有兩條：一條主要形成于發(fā)酵過(guò)程中，是在酵母菌和細(xì)菌的作用下合成酯，為酒中酯類化合物形成的主要途徑，如常見的乙酸乙酯、丁酸乙酯、乳酸乙酯等；另一條是酸類化合物和醇類化合物直接發(fā)生的化學(xué)酯化反應(yīng)，發(fā)生于酒的陳釀期，反應(yīng)極其緩慢，如酒石酸乙酯、琥珀酸乙酯等。

2.1葡萄品種對(duì)酯類化合物形成的影響

葡萄中的酯類化合物主要存在于葡萄果皮中，它們具有果香味和花香氣味。主要有甲酸乙酯，李子味；乙酸甲酯，蘋果味；水楊酸乙酯，冬青味；等。

不同品種的葡萄酒酯類物質(zhì)有差異。霞多麗葡萄酒（Chardonnay wines）含有乙酯類化合物如2-甲基丙酸乙酯、2-丁酸乙酯、3-甲基丁酸乙酯、己酸乙酯等，醋酸酯類化合物如乙酸己酯、乙酸-2-甲基丁酯等。雷司令葡萄酒（Riesling wine）雖然含有類似的酯類，但相對(duì)含量不同，如3-甲基丁酸乙酯和己酸乙酯含量甚微，其缺乏霞多麗葡萄酒所具有的類似蘋果香和菠蘿香［10］。

Gurbuz等［11］也曾報(bào)道澳大利亞梅洛葡萄酒（Merlot wines）中酯類物質(zhì)占整個(gè)揮發(fā)性物質(zhì)的83%，而加利福尼亞州梅洛葡萄酒中酯類物質(zhì)僅占揮發(fā)性物質(zhì)的60%。這一結(jié)果表明：葡萄品種相同、產(chǎn)地不同，葡萄酒中酯類化合物的構(gòu)成和比例不同。

2.2酒精發(fā)酵對(duì)酯類形成的影響

葡萄酒中大部分酯類是酵母菌進(jìn)行酒精發(fā)酵時(shí)的次級(jí)代謝產(chǎn)物。該過(guò)程產(chǎn)生的酯主要有兩類，即醋酸酯類化合物和乙酯類化合物［12］，其形成途徑如圖1所示［13］。醋酸酯類的形成是以乙酰輔酶A作為?；w，醇作為反應(yīng)的輔助物，醇包括乙醇和來(lái)自于氨基酸代謝或者乙醛脫毒產(chǎn)生的雜醇，產(chǎn)生的酯類主要有乙酸乙酯、乙酸異戊酯、苯乙酸乙酯等；乙酯類形成的主要供體為?；鶊F(tuán)，來(lái)源于碳、氮的生物代謝或者脂肪酸的生物合成，乙醇作為反應(yīng)的輔助物，產(chǎn)生的酯類主要有已酸乙酯、辛酸乙酯、癸酸乙酯等。

圖1 酯類合成途徑Fig.1　The pathway of esters production

主發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)酯的濃度水平隨著酵母菌株和培養(yǎng)條件的不同發(fā)生著變化。不同釀酒酵母菌株產(chǎn)生的酶系性能不同，其產(chǎn)酯能力也有很大差異。此外，非釀酒酵母對(duì)酯類物質(zhì)的形成也具有重要貢獻(xiàn)，Rojas等［14］將非釀酒酵母（Hanseniaspora guilliermondii 11104和Pichia anomala 10590）與釀酒酵母混合發(fā)酵，結(jié)果發(fā)現(xiàn)醋酸酯類化合物濃度相比于單一釀酒酵母發(fā)酵有明顯的提高，其中乙酸乙酯增幅最大，其次是乙酸異戊酯和2-苯乙醇乙酸酯。由此可見，運(yùn)用混菌發(fā)酵可以解決葡萄酒香氣淡薄的問(wèn)題。

發(fā)酵工藝不同，對(duì)酯類影響不同。溫度影響至關(guān)重要，低溫發(fā)酵趨向于生成更高含量的酯，究其原因，并不是揮發(fā)酯的保留或者酯酶活性被抑制，而是因?yàn)榈蜏貤l件下酵母菌基因表達(dá)模式不同。此外，控制發(fā)酵過(guò)程中氮水平、抑制Ehrlich路徑、控制底物水平等，也能夠減少酯的形成［15］。

2.3蘋果酸-乳酸發(fā)酵對(duì)酯類形成的影響

蘋果酸-乳酸發(fā)酵（MLF）是葡萄酒液在乳酸菌的作用下，將蘋果酸轉(zhuǎn)化為乳酸和CO2的過(guò)程。該過(guò)程除了可以降低酒液酸度外，對(duì)經(jīng)酒精發(fā)酵后的酯類也會(huì)產(chǎn)生明顯的調(diào)節(jié)作用。能夠進(jìn)行MLF的乳酸菌包括乳桿菌（Lactobacillus）、片球菌（Pedicoccus）和酒球菌（Oenococcus）等，有大量研究表明它們通過(guò)修飾和改善酒中酯類物質(zhì)，影響酒的香氣構(gòu)成［16-18］。Izquierdo Ca?as PM.等［19］研究丹魄葡萄酒（Tempranillo wines）經(jīng)MLF后的香氣成分變化，發(fā)現(xiàn)酒液中約有10～29種酯類物質(zhì)含量明顯增加，包括乳酸乙酯、單丁二酸乙酯、琥珀酸二乙酯、單丁二酸甲酯等。乳酸乙酯含量的增長(zhǎng)源于乳酸菌代謝蘋果酸產(chǎn)生乳酸，經(jīng)MLF后，其濃度超過(guò)原來(lái)的4倍。短鏈酯如乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸異丁酯、乙酸異戊酯、乙酸己酯等經(jīng)過(guò)MLF后，其含量有稍許變化，除乙酸乙酯外，其他酯含量呈增加的趨勢(shì)。乙酸乙酯含量下降可能與它在酸性環(huán)境下發(fā)生水解，或者與酯酶催化酯發(fā)生水解有關(guān)［20］。

2.4陳釀對(duì)酯類形成的影響

在葡萄酒陳釀階段，由于發(fā)生化學(xué)酯化反應(yīng)和揮發(fā)性酯類的水解反應(yīng)，酯類構(gòu)成和比例發(fā)生了變化。直鏈脂肪酸乙酯類化合物，如己酸乙酯、辛酸乙酯、癸酸乙酯等，由于揮發(fā)性較強(qiáng)，其含量減少，它們對(duì)于陳酒香氣貢獻(xiàn)值下降；而支鏈脂肪酸乙酯類化合物，如琥珀酸乙酯、乳酸乙酯，由于揮發(fā)性相對(duì)較差，以及在陳釀期與其對(duì)應(yīng)的脂肪酸達(dá)到酸酯平衡，其含量上升，因而對(duì)酒香貢獻(xiàn)值上升［21］。

陳釀過(guò)后，揮發(fā)性酯類化合物的減少使果香減弱。Papadopoulou D等［22］發(fā)現(xiàn)用谷胱甘肽、N-乙酰半胱氨酸能夠有效抑制乙酸異戊酯、己酸乙酯、辛酸乙酯，癸酸乙酯的減少，使陳釀過(guò)后的葡萄酒也具有迷人的花香和水果香。此外，用咖啡酸、SO2等［23］作抑制劑，發(fā)現(xiàn)也能達(dá)到抑制揮發(fā)性酯類化合物減少的效果。

陳釀一般將葡萄酒置于橡木桶或者含有橡木片、橡木條的不銹鋼罐中，橡木會(huì)使葡萄酒產(chǎn)生一種獨(dú)特的風(fēng)味物質(zhì)——β-甲基-γ-辛內(nèi)酯（橡木內(nèi)酯）。它具有順?lè)磧煞N同分異構(gòu)體，順式橡木內(nèi)酯香氣閾值為92μg/L，反式橡木內(nèi)酯香氣閾值為460μg/L。經(jīng)陳釀過(guò)后的葡萄酒中橡木內(nèi)酯含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于它的閾值，使葡萄酒富有優(yōu)雅的橡木味、椰子味［24］。

3　酶及編碼基因?qū)︴ヮ惖恼{(diào)控

葡萄酒中酯類主要形成于酒精發(fā)酵期，蘋果酸-乳酸發(fā)酵和陳釀對(duì)酯類進(jìn)行了微調(diào)。分析酯類合成與水解機(jī)制，主要是由于葡萄酒中酵母菌產(chǎn)生酶的作用，乳酸菌產(chǎn)酶起到修飾補(bǔ)充作用，酶的作用效果由其對(duì)應(yīng)的編碼基因決定。酶及編碼基因?qū)︴ヮ愓{(diào)控關(guān)系如表2。

表2　酯類合成與水解相關(guān)酶及編碼基因Table 2　Enzyme and genes implicated in esters synthesis and hydrolysis

葡萄酒中酯類水平影響著葡萄酒的香氣，適宜構(gòu)成比例的酯類賦予葡萄酒典型的果香味，且香氣優(yōu)雅，與葡萄品種香氣協(xié)調(diào)性良好，這是高質(zhì)量葡萄酒所具備的的必要因素。對(duì)調(diào)控酯類化合物合成與水解的酶基因進(jìn)行研究，有助于精確控制葡萄酒中酯類物質(zhì)的含量，進(jìn)而提高酒質(zhì)。如因醋酸酯類化合物含量過(guò)低引起的葡萄酒香氣淡薄，可以通過(guò)基因工程技術(shù)，過(guò)表達(dá)其中的ATF1、ATF2基因，提高醇?；D(zhuǎn)移酶活性，或者刪除部分IAH1基因，降低酯酶活性，達(dá)到提高醋酸酯含量的目的。

3.1酶及編碼基因調(diào)控醋酸酯類化合物的合成與水解

圖2　醋酸酯類化合物合成與水解流程圖Fig.2　The flow chart of acetate esters synthesis and hydrolysis

3.1.1醇?；D(zhuǎn)移酶醇酰基轉(zhuǎn)移酶（AATase）屬于轉(zhuǎn)移酶系，該酶系能夠?qū)⒐w化合物轉(zhuǎn)移至受體化合物，對(duì)于AATase而言，供體化合物主要是輔酶，受體化合物是醇類［31］。AATase主要來(lái)源于釀酒酵母和葡萄汁酵母，它涉及醋酸酯類化合物的合成，醋酸酯產(chǎn)生速率與AATase活性呈正相關(guān)。所有已經(jīng)被鑒定出來(lái)的AATases可以歸類到pfam07247家族，它們每種大約含有500個(gè)氨基酸碳鏈長(zhǎng)［32］。

3.1.2ATF1、Lg-ATF1和ATF2調(diào)控醋酸酯的合成醋酸酯類化合物形成于細(xì)胞內(nèi)，因其為脂溶性，可以很快通過(guò)細(xì)胞膜擴(kuò)散到發(fā)酵基質(zhì)中。純化醋酸酯合成酶，可以分離出三種不同的AATase：AATaseⅠ，同系物L(fēng)g-AATaseⅠ以及AATaseⅡ，分別編碼ATF1，Lg-ATF1和ATF2。ATF1和ATF2存在于釀酒酵母和巴斯德酵母中，而Lg-ATF1僅僅只在巴斯德酵母中發(fā)現(xiàn)。

Verstrepen K.J.等［25］用GC-MS監(jiān)控酯類形成的轉(zhuǎn)化子，并分析發(fā)酵產(chǎn)物，證實(shí)ATF1和ATF2基因顯著影響乙酸乙酯和乙酸異戊酯的產(chǎn)生。此外發(fā)現(xiàn)編碼ATF1和ATF2的醇酰基轉(zhuǎn)移酶對(duì)于一些非揮發(fā)性酯（如乙酸丙酯、乙酸異丁酯、乙酸己酯、乙酸庚酯、乙酸辛酯、乙酸苯乙酯）也有影響。一般驗(yàn)證基因?qū)τ诋a(chǎn)酯影響的實(shí)驗(yàn)有過(guò)表達(dá)實(shí)驗(yàn)和基因缺失實(shí)驗(yàn)。

Fujii T等［26］過(guò)表達(dá)商用布魯爾酵母菌株（Industry brewer’s yeast strain）的ATF1基因，與對(duì)照組相比，發(fā)現(xiàn)乙酸乙酯產(chǎn)量提高9倍，乙酸異戊酯產(chǎn)量提高27倍。類似地，過(guò)表達(dá)Lg-ATF1基因，乙酸乙酯產(chǎn)量提高2倍，乙酸異戊酯產(chǎn)量提高7倍。Lilly等［33］過(guò)表達(dá)商用釀酒酵母菌株VIN7和VIN13中的ATF1基因，發(fā)現(xiàn)乙酸乙酯產(chǎn)量提高3～10倍，乙酸異戊酯產(chǎn)量提高4～12倍；而過(guò)表達(dá)ATF2基因時(shí)，乙酸乙酯和乙酸異戊酯產(chǎn)量增幅較小。證實(shí)了ATF1、Lg-ATF1和ATF2基因?qū)τ谝宜嵋阴ズ鸵宜岙愇祯サ恼{(diào)控作用，且ATF1相比于Lg-ATF1和ATF2貢獻(xiàn)更大。

此外，基因片段缺失實(shí)驗(yàn)表明，ATF1和80%的乙酸異戊酯、75%的苯乙酸乙酯、40%的乙酸乙酯合成有關(guān)。ATF1和ATF2基因雙重缺失實(shí)驗(yàn)表明，缺失菌株不能產(chǎn)生乙酸異戊酯，但仍然產(chǎn)生一定量的其他酯，如乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸異丁酯等，只是含量相對(duì)較少［34］。

3.1.3ATF1基因表達(dá)的抑制ATF1基因表達(dá)受不飽和脂肪酸與氧氣的抑制。Fujiwara等［35］用ATF1-lacZ融合質(zhì)粒揭示了ATF1基因的表達(dá)會(huì)受各種不飽和脂肪酸的抑制。他們采用同樣被不飽和脂肪酸抑制的Δ9脂肪酸脫氫酶——編碼OLE1基因作對(duì)照實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)二者通過(guò)低氧反應(yīng)元件共同調(diào)節(jié)，在厭氧條件下被不飽和脂肪酸選擇性抑制，抑制程度由不飽和脂肪酸的結(jié)構(gòu)決定。氧氣抑制ATF1基因的轉(zhuǎn)錄表達(dá)，通過(guò)綁定Rox1p序列，合成了Rox1p-Tup1p-Ssn6p序列的缺氧阻遏物［36］。

3.1.4IAH1基因調(diào)控醋酸酯的水解對(duì)于醋酸酯類化合物的水解，K.Fukuda.等［27］發(fā)現(xiàn)編碼IAH1基因的釀酒酵母優(yōu)先作用于乙酸異戊酯，于是在大腸桿菌（Escherichia coli）中構(gòu)建了IAH1基因表達(dá)系統(tǒng)，并且純化了IAH1基因，發(fā)現(xiàn)它調(diào)控著醋酸酯類化合物的水解。

Saerens SMG.等［28］研究過(guò)表達(dá)IAH1基因的釀酒酵母，發(fā)現(xiàn)乙酸乙酯、乙酸異戊酯、乙酸丁酯和2-苯乙酸乙酯含量明顯下降。乙酸乙酯下降1.6～1.8倍，乙酸異戊酯下降11.4～15.6倍，乙酸丁酯下降至無(wú)法檢測(cè)，2-苯乙酸乙酯下降3.4～3.9倍。IAH1Δ突變菌株與正常非釀酒酵母菌株相比，產(chǎn)生的乙酸異丁酯、乙酸異戊酯含量增長(zhǎng)。

3.2酶及編碼基因調(diào)控乙酯類化合物的合成與水解

圖3　乙酯類化合物合成與水解流程圖Fig.3　The flow chart of ethyl esters synthesis and hydrolysis

3.2.1酯酶/脂肪酶酯酶/脂肪酶屬于一般羧基酯的水解酶，同時(shí)具有合成乙酯類化合物的功能。其廣泛分布于細(xì)菌和高等真核生物中，細(xì)菌是酯酶最主要的來(lái)源，尤其是乳酸菌。能夠產(chǎn)生酯酶的乳酸菌菌株有干酪乳桿菌、乳酸乳球菌、發(fā)酵乳桿菌、瑞士乳桿菌、鼠李糖乳桿菌、植物乳桿菌、嗜熱鏈球菌等。

酯酶和脂肪酶根據(jù)不同物化條件合成或者水解乙酯類化合物。酯酶能夠催化水解水溶液中的羧基酯鍵，作用于水溶性的單一底物，如短鏈脂肪酸組成的甘油三酯，符合米氏動(dòng)力學(xué)；脂肪酶能夠催化油水界面的羧基酯鍵，作用于水不溶性的底物，如長(zhǎng)鏈脂肪酸組成的甘油三酯，符合界面米氏動(dòng)力學(xué)［37］。此外，酯酶也可以通過(guò)酯化、醇解、酸解、酯交換等途徑合成新的酯類化合物，其合成酯的能力比醇乙酰轉(zhuǎn)移酶弱［29］。

3.2.2EHT1和EEB1調(diào)控乙酯類的合成和水解脂肪酸乙酯類化合物從細(xì)胞內(nèi)擴(kuò)散到發(fā)酵液中，隨碳鏈的增長(zhǎng)，擴(kuò)散量減少，它的形成由帶有編碼基因EEB1、EHT1和YMR210w的酯酶催化合成。EHT1編碼醇己酰轉(zhuǎn)移酶，喜好短鏈底物，合成丁酸乙酯產(chǎn)量最高；EEB1編碼醇?；D(zhuǎn)移酶，對(duì)大多數(shù)中鏈脂肪酸乙酯以及短鏈脂肪酸乙酯的合成均有影響，合成辛酸乙酯產(chǎn)量最高［30］。

Saerens SMG等［30］研究釀酒酵母基因家族中適度分散序列（YBR177c/EHT1，YPL095c/EEB1和YMR210w）的作用，證實(shí)EHT1、EEB1基因是中鏈脂肪酸乙酯合成的控制基因。對(duì)于任一種或兩種這樣的基因缺失，將會(huì)導(dǎo)致中鏈脂肪酸乙酯類化合物產(chǎn)量的嚴(yán)重降低。單獨(dú)缺失EEB1基因相比于單獨(dú)缺失EHT1基因，產(chǎn)酯量較低，表明就乙酯類化合物產(chǎn)酯性能而言，EEB1基因貢獻(xiàn)更大。此外，對(duì)缺失EEB1和EHT1基因的菌株，再刪除YMR210w基因，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)酯量進(jìn)一步下降，表明YMR210w對(duì)于乙酯類化合物的產(chǎn)生也有影響，但相比于EEB1和EET1影響較小。

進(jìn)一步研究EEB1和EHT1基因的性質(zhì)，EEB1和EHT1的雙基因片段缺失實(shí)驗(yàn)導(dǎo)致乙酯類化合物產(chǎn)量的大幅下降（己酸乙酯除外），而過(guò)表達(dá)實(shí)驗(yàn)室菌株EHT1或EEB1基因，并沒(méi)有使中鏈脂肪酸乙酯類產(chǎn)量上升。究其原因，可能與EHT1和EEB1基因存在著酯酶活性有關(guān)。在體外實(shí)驗(yàn)中，研究純化標(biāo)有EHT1和EEB1的谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶的特性，發(fā)現(xiàn)這些酶都能表現(xiàn)出合成與水解中鏈脂肪酸乙酯的活性［28］。

Saerens SMG等［20］于2008年調(diào)查中鏈脂肪酸的添加對(duì)于啤酒菌株中EEB1和EHT1基因表達(dá)的影響時(shí)，發(fā)現(xiàn)辛酸的添加能夠提升EEB1和EHT1基因表達(dá)效果，而添加己酸、癸酸和月桂酸對(duì)于EEB1和EHT1都無(wú)影響，表明細(xì)胞中合成乙酯類化合物的前體物質(zhì)（脂肪酸）決定乙酯類化合物產(chǎn)量。

4　總結(jié)與展望

文章闡述了葡萄酒中酯類呈味特征、形成過(guò)程以及酶和基因調(diào)控酯類合成與水解，有利于對(duì)葡萄酒中酯類化合物進(jìn)一步認(rèn)識(shí)。產(chǎn)酯過(guò)程主要發(fā)生在酒精發(fā)酵中期，蘋果酸-乳酸發(fā)酵和陳釀對(duì)酯類進(jìn)行了調(diào)節(jié)。微生物代謝產(chǎn)生醇?；D(zhuǎn)移酶、酯酶，這些酶對(duì)應(yīng)編碼基因ATF1（Lg-ATF1）、ATF2、EEB1、EHT1和IAH1，它們調(diào)控酯類的合成與水解。葡萄酒中酯類物質(zhì)含量不是越高越好，它們之間存在著非常協(xié)調(diào)的比例，賦予葡萄酒優(yōu)雅的香氣。這種比例關(guān)系需要研究者進(jìn)一步研究確定。

對(duì)于酯類未來(lái)的研究方向，主要包括以下方面：第一，釀酒酵母選擇方面。篩選一些高性能菌株，提高發(fā)酵效率、產(chǎn)酯、產(chǎn)香性能。同時(shí)，關(guān)注非釀酒酵母菌株，加強(qiáng)其產(chǎn)酯性能方面的研究。此外，對(duì)混菌發(fā)酵提高酒質(zhì)方面予以重視。第二，繼續(xù)加強(qiáng)酯類化合物的基礎(chǔ)研究，為構(gòu)建葡萄酒香氣指紋圖譜提供依據(jù)。第三，對(duì)調(diào)控酯的酶類進(jìn)行研究，包括酶的純化處理、提高酶活和穩(wěn)定性等方面。第四，基因工程技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)調(diào)控酯類物質(zhì)的已知基因進(jìn)行深入研究，包括克隆和測(cè)序工作。同時(shí)根據(jù)已知的數(shù)據(jù)庫(kù)和基因工程技術(shù)，發(fā)現(xiàn)新的編碼基因。

［1］李華，王華，袁春龍，等.葡萄酒化學(xué)［M］.科學(xué)出版社，2005.

［2］劉麗媛，劉延琳，李華.葡萄酒香氣化學(xué)研究進(jìn)展［J］.食品科學(xué)，2011，32（5）：310-316.

［3］Ebeler S E.Analytical chemistry：Unlocking the secrets of wine flavor［J］.Food reviews international，2001，17（1）：45-64.

［4］Gómez-Míguez M J，Cacho J F，F(xiàn)erreira V，et al.Volatile components of Zalema white wines［J］.Food Chemistry，2007，100（4）：1464-1473.

［5］Aznar M，Arroyo T.Analysis of wine volatile profile by purgeand-trap-gas chromatography-mass spectrometry：Application to the analysis of red and white wines from different Spanish regions［J］.Journal of chromatography A，2007，1165（1）：151-157.

［6］Ferreira V，López R，Cacho J F.Quantitative determination of the odorants of young red wines from different grape varieties［J］. Journal of the Science of Food and Agriculture，2000，80（11）：1659-1667.

［7］Rocha S M，Rodrigues F，Coutinho P，et al.Volatile composition of Baga red wine：Assessment of the identification of the wouldbe impact odourants［J］.Analytica Chimica Acta，2004，513（1）：257-262.

［8］張莉，王華，張艷芳.浸漬工藝對(duì)紅葡萄酒質(zhì)量的影響［J］.釀酒科技，2006，144（6）：82-84.

［9］劉晶，王華，李華，等.CO2浸漬發(fā)酵法研究進(jìn)展［J］.食品工業(yè)科技，2012，33（3）：369-372.

［10］Smyth H，Cozzolino D，Herderich M J，et al.Relating volatile composition to wine aroma：identification of key aroma compounds in Australian white wines［C］//Proceedings of the 12th Australian WineIndustryTechnicalConference，Melbourne，Australia.Australian Wine Industry Technical Conference Inc.：Adelaide，SA，2005：31-33.

［11］Gürbüz O，Rouseff J M，Rouseff R L.Comparison of aroma volatiles in commercial Merlot and Cabernet Sauvignon wines using gas chromatography-olfactometry and gas chromatographymass spectrometry［J］.Journal of Agricultural and Food Chemistry，2006，54（11）：3990-3996.

［12］Ugliano M，Henschke P A.Yeasts and wine flavour［M］. Springer New York：Wine chemistry and biochemistry，2009：313-392.

［13］郝瑞穎，王肇悅，張博潤(rùn)，等.葡萄酒中釀酒酵母產(chǎn)生的重要香氣化合物及其代謝調(diào)控［J］.中國(guó)食品學(xué)報(bào)，2012，12（11）：121-127.

［14］Rojas V，Gil J V，Pi?aga F，et al.Acetate ester formation in wine by mixed cultures in laboratory fermentations［J］.International Journal of Food Microbiology，2003，86（1）：181-188.

［15］Bisson L F，Karpel J E.Genetics of yeast impacting wine quality［J］.Food Science and Technology，2010，1，149-150.

［16］Mills D A，Rawsthorne H，Parker C，et al.Genomic analysis of Oenococcus oeni PSU-1 and its relevance to winemaking［J］. FEMS microbiology reviews，2005，29（3）：465-475.

［17］Choi Y J，Miguez C B，Lee B H.Characterization and heterologous gene expression of a novel esterase from Lactobacillus casei CL96［J］.Applied and environmental microbiology，2004，70（6）：3213-3221.

［18］Ugliano M，Moio L.Changes in the concentration of yeastderived volatile compounds of red wine during malolactic fermentation with four commercial starter cultures of Oenococcus oeni［J］.Journal of agricultural and food chemistry，2005，53（26）：10134-10139.

［19］Izquierdo Ca?as P M，García Romero E，Gómez Alonso S，et al.Changes in the aromatic composition of Tempranillo wines during spontaneous malolactic fermentation［J］.Journal of food composition and analysis，2008，21（8）：724-730.

［20］Saerens S M G，Delvaux F，Verstrepen K J，et al.Parameters affecting ethyl ester production by Saccharomyces cerevisiae during fermentation［J］.Applied and environmental microbiology，2008，74（2）：454-461.

［21］Díaz-Maroto M C，Schneider R，Baumes R.Formation pathways of ethyl esters of branched short-chain fatty acids during wine aging［J］.Journal of agricultural and food chemistry，2005，53（9）：3503-3509.

［22］Papadopoulou D，Roussis I G.Inhibition of the decrease of volatile esters and terpenes during storage of a white wine and a model wine medium by glutathione and N-acetylcysteine［J］. International journal of food science&technology，2008，43（6）：1053-1057.

［23］Garde-Cerdán T，Ancín-Azpilicueta C.Effect of SO2on the formation and evolution of volatile compounds in wines［J］.Food Control，2007，18（12）：1501-1506.

［24］Moreno N J，Azpilicueta C A.The development of esters in filtered and unfiltered wines that have been aged in oak barrels［J］.International journal of food science&technology，2006，41（2）：155-161.

［25］Verstrepen K J，Van Laere S D M，Vanderhaegen B M P，et al.Expression levels of the yeast alcohol acetyltransferase genes ATF1，Lg-ATF1，and ATF2 control the formation of a broad range of volatile esters［J］.Applied and environmental microbiology，2003，69（9）：5228-5237.

［26］Fujii T，Nagasawa N，Iwamatsu A，et al.Molecular cloning，sequenceanalysis，andexpressionoftheyeastalcohol acetyltransferase gene［J］.Applied and environmental microbiology，1994，60（8）：2786-2792.

［27］Fukuda K，Kiyokawa Y，Yanagiuchi T，et al.Purification and characterization of isoamyl acetate-hydrolyzing esterase encoded by the IAH1 gene of Saccharomyces cerevisiae from a recombinantEscherichiacoli［J］.Appliedmicrobiologyand biotechnology，2000，53（5）：596-600.

［28］Saerens S M G，Delvaux F R，Verstrepen K J，et al. ProductionandbiologicalfunctionofvolatileestersinSaccharomyces cerevisiae［J］.Microbial biotechnology，2010，3（2）：165-177.

［29］Liu S Q，Baker K，Bennett M，et al.Characterisation of esterases of Streptococcus thermophiles ST1 and Lactococcus lactissubsp.cremoris B1079 as alcohol acyltransferases［J］. International dairy journal，2004，14（10）：865-870.

［30］Saerens S M G，Verstrepen K J，Van Laere S D M，et al.The Saccharomyces cerevisiae EHT1 and EEB1 genes encode novel enzymes with medium-chain fatty acid ethyl ester synthesis and hydrolysis capacity［J］.Journal of Biological Chemistry，2006，281（7）：4446-4456.

［31］Shalit M，Katzir N，Tadmor Y，et al.Acetyl-CoA：alcohol acetyltransferase activity and aroma formation in ripening melon fruits［J］.Journal of Agricultural and Food Chemistry，2001，49（2）：794-799.

［32］Finn R D，Mistry J，Schuster-B?ckler B，et al.Pfam：clans，web tools and services［J］.Nucleic acids research，2006，34（1）：247-251.

［33］Lilly M，Bauer F F，Lambrechts M G，et al.The effect of increased yeast alcohol acetyltransferase and esterase activity on the flavour profiles of wine and distillates［J］.Yeast，2006，23（9）：641-659.

［34］Van Laere S D M，Saerens S M G，Verstrepen K J，et al. Flavourformationinfungi：characterisationofKlAtf，the Kluyveromyces lactis orthologue of the Saccharomyces cerevisiae alcohol acetyltransferases Atf1 and Atf2［J］.Applied microbiology and biotechnology，2008，78（5）：783-792.

［35］Fujiwara D，Yoshimoto H，Sone H，et al.Transcriptional coregulation of Saccharomyces cerevisiae alcohol acetyltransferase gene，ATF1 and Δ-9 fatty acid desaturase gene，OLE1 by unsaturated fatty acids［J］.Yeast，1998，14（8）：711-721.

［36］Yoshimoto H，F(xiàn)ujiwara D，Bogaki T，et al.Mechanisms of acetate ester production and control in yeasts［J］.Journal of Bioscience and Bioengineering，2001，91（2）：231.

［37］Holland R，Liu S Q，Crow V L，et al.Esterases of lactic acid bacteria and cheese flavour：Milk fat hydrolysis，alcoholysis and esterification［J］.International Dairy Journal，2005，15（6）：711-718.

Review on research progress of esters in wine

WEI Guang-xin1，YANG Xiao-tian1，ZHOU Yong-wen2，ZENG Fan-kun1，ZHANG Wei-guang1，*
（1.College of Food Science，Southwest University，Chongqing 400715，China；2.Chongqing Jinlifang Winery Co.Ltd.，Chongqing 401420，China）

Esters was one of the most important aroma substance in wine and endued wines with the aroma like fresh fruit.Types and content of esters in wine made important contribution to the aroma.Currently，the research on esters focused on the contribution to the aroma，mechanism of synthesis and hydrolysis，the regulation of enzymes and genes.In this article，it was summarized that aroma characteristics of esters，formation pathway and the regulation of enzymes and genes，and pointed out the direction of esters for future research，providing theoretical basis for researchers.

wine；aroma；ester；formation；enzymes；genes

TS261.9

A

1002-0306（2015）14-0394-06

10.13386/j.issn1002-0306.2015.14.073

2014－11－03

韋廣鑫（1990-），男，碩士研究生，研究方向：食品生物技術(shù)。

張惟廣（1963-），男，副教授，研究方向：食品發(fā)酵工程。