白酒生產(chǎn)中酯化酶是指脂肪酶、酯合成酶、磷酸酯酶的統(tǒng)稱,其主要作用是催化有機(jī)酸與乙醇經(jīng)生物化學(xué)作用生成相應(yīng)的乙酯。復(fù)合酯化酶是生物酶和活菌體的生態(tài)混合體,其在白酒釀造中的主要作用有:強(qiáng)化有機(jī)酸酯化酶活性,可將酒醅中大部分有機(jī)酸迅速酯化為相應(yīng)的乙酯;含有耐酸性產(chǎn)己酸的梭狀芽孢桿菌,可利用酒醅中乙酸和乙醇合成己酸;具有大量糖化微生物,耐酸性強(qiáng),水解淀粉速率平穩(wěn),活力持久,酒醅殘?zhí)堑停话l(fā)酵能力強(qiáng);含有高產(chǎn)酸性蛋白酶的微生物,增強(qiáng)了大曲蛋白酶活力,使原料中的蛋白水解徹底,豐富了發(fā)酵微生物的營養(yǎng),增加了白酒香味成分的前體物質(zhì),使酒體豐滿,酒味協(xié)調(diào)。筆者以大曲配合復(fù)合酯化酶作為糖化發(fā)酵劑,通過單因素實(shí)驗(yàn),系統(tǒng)地分析研究復(fù)合酯化酶對固態(tài)白酒發(fā)酵中酸、酯、醛、醇等微量成分產(chǎn)生的影響。
1 材料與方法
1.1 材料
復(fù)合酯化酶:濟(jì)南久益生物工程有限責(zé)任公司;大曲:四特酒有限責(zé)任公司;小型甑桶:四特酒有限責(zé)任公司;氣相色譜儀:Agilent HP—6820,安捷倫科技有限公司;液相色譜儀:Agilent 1200HLC,安捷倫科技有限公司;陶壇(25 L):市場上購買。
1.2 方法
1.2.1 實(shí)驗(yàn)方法
在涼床上取攤晾后準(zhǔn)備下曲的原料糟醅100kg,均勻地分成5份,每份準(zhǔn)備曲粉1.5kg。將稱好的復(fù)合酯化酶同備好的曲粉一起與酒醅混合均勻,最終使酒糟中復(fù)合酯化酶的用量分別達(dá)到投糧量的0%、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%,裝壇、密封置于保溫室內(nèi)開始發(fā)酵。27天后從陶壇中取出酒醅樣品,用30L小甑桶分別對發(fā)酵酒醅進(jìn)行蒸餾,蒸餾酒基送色譜室進(jìn)行色譜分析。
1. 2.2 酒樣乳酸的測定
采用美國Agilent 1200HLC 型液相色譜儀測定。
1. 2 .2 .1 樣品液的制備
白酒樣品經(jīng)0.45μm有機(jī)濾膜過濾后,直接進(jìn)樣。
1. 2 .2 .2 液相色譜分析條件
色譜柱:ZORBOX SB—C18 4.6×250mm;流動相:甲醇:磷酸二氫鉀為4:60。分析參數(shù):檢測波長210nm,流速0.8mL/min,柱溫40℃,進(jìn)樣量為5 μL。
1 .2 .3 酒樣微量成分的測定0020
采用美國Agilent HP—6820 型氣相色譜儀測定。
1.2 .3 .1 樣品液的制備
準(zhǔn)確移取10mL酒樣于10mL容量瓶中,加入2%的三內(nèi)標(biāo)(叔戊醇、醋酸正戊酯、二乙基正丁酸)混合液0.1mL,搖勻。
1 .2 .3 .2 進(jìn)樣
用10 μL微量進(jìn)樣器吸取已配制好的樣品液,進(jìn)樣1μL。
1 .2 .3 .3 色譜分析條件
色譜柱:CP—Wax 石英毛細(xì)管柱(50 m×0.25 mm×0.2 μm),分析參數(shù):進(jìn)樣口溫度230℃,檢測器溫度250℃,柱溫40℃平衡1min后,按照4℃/min 升溫至80℃,再按8℃/min升溫至100℃,繼而15℃/min升溫到200℃后保持24min。
圖1 酯化酶對酯類物質(zhì)生成的影響
&nb文章來源華夏酒報(bào)sp; 2 結(jié)果與分析
將色譜分析結(jié)果換算為標(biāo)準(zhǔn)酒度60%vol時(shí)各微量成分的含量。考察復(fù)合酯化酶對基酒微量成分的影響。
2 .1 復(fù)合酯化酶對基酒中醛類物質(zhì)生成的影響
分析酒體中的醛類物質(zhì),結(jié)果見表1。
從表1中可以看出,基酒中醛類物質(zhì)的生成隨復(fù)合酯化酶的變化表現(xiàn)出有增有減,并沒有明顯的規(guī)律性,白酒發(fā)酵中醛類的合成途徑主要有醇的氧化、酮酸脫羧、氨基酸脫氨、脫羧等,與復(fù)合酯化酶并沒有直接性的聯(lián)系。
2 .2 復(fù)合酯化酶對基酒中酸類物質(zhì)生成的影響
對基礎(chǔ)酒中的酸類物質(zhì)進(jìn)行分析,其結(jié)果見表2。
從表2中可以看出,復(fù)合酯化酶的加入能逐步提高基酒中的總酸、乙酸、己酸的量,與沒有添加復(fù)合酯化酶的對照組相比,當(dāng)復(fù)合酯化酶的添加量為2 .5%時(shí),總酸提高了38 .6%,乙酸提高了17 .9 %,己酸提高的最為明顯,達(dá)到62 .8 %;乳酸、丙酸則呈現(xiàn)出逐步降低的趨勢,當(dāng)復(fù)合酯化酶的添加量為2 .5%時(shí),乳酸降低了25 .9%,丙酸降低了17 .4%。
復(fù)合酯化酶中含有較多的己酸菌、米曲霉、根霉,這些微生物的存在極大地豐富了糟醅中的有機(jī)酸及己酸,同時(shí)由于己酸菌能夠利用乳酸合成己酸,因此使糟醅中的乳酸濃度大幅下降,己酸濃度大幅上升。由于乳酸的量被己酸菌大量利用,由此丙酸菌能利用的乳酸相對減少,產(chǎn)丙酸的量也逐步減少。復(fù)合酯化酶的添加對異丁酸的產(chǎn)量幾乎沒有影響。
2 .3 復(fù)合酯化酶對基酒中雜醇類物質(zhì)生成的影響
在白酒發(fā)酵過程中,雜醇類物質(zhì)的生成途徑主要有兩個(gè):一是酵母以糖為基質(zhì)的合成代謝路徑,常發(fā)生在發(fā)酵材料中氨基酸氮過低時(shí),酵母不得不通過糖代謝,走酮酸路線去合成必需的氨基酸,進(jìn)而合成自身細(xì)胞蛋白,其中間體酮酸在酶的作用下脫羧、還原可以生成雜醇;二是酵母以氨基酸為基質(zhì)的降解代謝路徑,常發(fā)生在發(fā)酵物料中氨基氮充足時(shí),過多的氨基酸在酵母酶系的作用下,脫氨基、脫羧基生成比氨基酸少一個(gè)碳原子的雜醇。表3為復(fù)合酯化酶用量對雜醇油的影響結(jié)果。
從表3可以看到,在復(fù)合酯化酶的添加量小于1%時(shí),異戊醇、正丙醇、異丁醇的量有緩慢的下降,在添加量為投糧的1%—2%時(shí),上述三者下降迅速,異戊醇從0.462g/L 下降到0.287g/L,正丙醇從0.199 g/L下降到0.165g/L,異戊醇則從0.462g/L 下降到0.287g/L, 此后再增加酯化酶的用量,雜醇類物質(zhì)產(chǎn)量只有少量的減少,當(dāng)添加量為2 .5%時(shí),相對于沒有添加復(fù)合酯化酶的對照組相比,異戊醇、正丙醇、異丁醇的量分別減少了48 .6%、22 .4% 和49 .8%,總體下降明顯。復(fù)合酯化酶中含有高產(chǎn)酸性蛋白酶的微生物,增強(qiáng)了酒醅中的蛋白酶活性,使糟醅中的氨基酸氮的量有所增加,從而避免了酮酸在酶的作用下脫羧、還原可以生成雜醇。繼續(xù)增加則會產(chǎn)生過多的氨基酸,其在酵母酶系的作用下,脫氨基、脫羧基生成比氨基酸少一個(gè)碳原子的雜醇,從而使雜醇油的減少變緩。
2 .4 復(fù)合酯化酶對基酒中酯類物質(zhì)生成的影響
白酒在釀造發(fā)酵過程中,有機(jī)酸與乙醇經(jīng)生物化學(xué)作用而生成的乙酯,謂之乙酯化。 從微生物而論, 酵母菌、 霉菌和細(xì)菌都有酯化能力, 綜觀人們對四大乙酯的認(rèn)識、 實(shí)驗(yàn)與應(yīng)用主要在霉菌與酵母菌上。運(yùn)用復(fù)合酯化酶來提高基酒中的各種酯類的含量在白酒生產(chǎn)的應(yīng)用越來越受到重視。圖1為酯化酶對酯類物質(zhì)生成的影響。
從圖1可以看出,復(fù)合酯化酶在固態(tài)白酒發(fā)酵工藝下,對乙酸乙酯的影響不明顯,乙酸乙酯主要是產(chǎn)酯酵母在生長初期在有微量氧的情況下形成的,與糟醅中乙酸菌、乙酸的量并沒有很大的關(guān)系,因此復(fù)合酯化酶的加入雖然能夠提高糟醅中乙酸的含量,但對于乙酸乙酯的形成并不會產(chǎn)生影響;復(fù)合酯化酶的加入對乳酸乙酯的影響呈現(xiàn)出波動性變化,變化幅度不顯著;丁酸乙酯的量隨著復(fù)合酯化酶用量的增加呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢,當(dāng)復(fù)合酯化酶的添加量為1%時(shí),丁酸乙酯的量達(dá)到0.018g/L,比對照提高了8.44%,此后隨復(fù)合酯化酶的增加而逐漸降低;丙酸乙酯隨復(fù)合酯化酶的增加而不斷降低,當(dāng)復(fù)合酯化酶的添加量為2%時(shí),相比于對照組降低了47.3%;己酸乙酯隨復(fù)合酯化酶的添加而增加顯著,當(dāng)復(fù)合酯化酶的添加量為2.5%時(shí),表明復(fù)合酯化酶在固態(tài)白酒發(fā)酵過程能發(fā)揮很好的產(chǎn)己酯能力。產(chǎn)酸微生物的存在是生成酯類物質(zhì)的基礎(chǔ),復(fù)合酯化酶在強(qiáng)化了有機(jī)酸酯化酶活性的基礎(chǔ)上,提高了糟醅中產(chǎn)酸微生物的量,這對于提高糟醅中酯類含量具有明顯效果。
3 討論
白酒中酯類的生成途徑主要有兩條:一是通過有機(jī)化學(xué)反應(yīng)生成酯,常溫下進(jìn)行緩慢,往往需要經(jīng)過幾年時(shí)間才能使酯化反應(yīng)達(dá)到平衡;二是由微生物的生化反應(yīng)生成酯,這是白酒生產(chǎn)中產(chǎn)酯的主要途徑。
從研究結(jié)果中可以看出,復(fù)合酯化酶的添加不但能夠一定程度上降低基酒中大部分雜醇類物質(zhì)的含量,還能豐富基酒中酯類物質(zhì)的含量,尤其是己酸乙酯含量提高顯著,比未添加復(fù)合酯化酶的對照提高了26.9倍,達(dá)到了0.858g/L,這與復(fù)合酯化酶中含有的大量己酸菌與產(chǎn)酯微生物分不開。

