麥曲發(fā)酵對黃酒發(fā)酵過程中中層醇積累的影響

麥曲發(fā)酵對黃酒發(fā)酵過程中中層醇積累的影響

高級醇是黃酒的重要味道之一。適量的高級乙醇可以促進(jìn)酒精飲料的豐富性和口感，增加酒精的協(xié)調(diào)。若黃酒中不含或少含高級醇,會使酒味淡薄,酒體不豐滿。然而高級醇過量存在不單是酒主要異雜味的來源之一,而且也會對人體產(chǎn)生危害,常常會使人產(chǎn)生頭痛、惡心、嘔吐等,對人體的眼、鼻也有刺激作用,其毒性隨著分子量的增大而增加。高級醇有降解代謝途徑和合成代謝途徑2條生成途徑。降解代謝途徑又稱Ehrlich途徑,1907年由德國化學(xué)家伊里希(FelixEhrlish)提出,即在發(fā)酵時酵母將氨基酸的氨基轉(zhuǎn)移到α-酮戊二酸上,形成谷氨酸和α-酮酸,后者經(jīng)脫羧、還原,形成比原氨基酸少一個碳的高級醇。1953年,HARRIS提出了高級醇由糖代謝通過丙酮酸的合成途徑,即由糖類提供生物合成氨基酸的骨架,在其合成中間階段,形成α-酮酸中間體,由此脫羧和還原,就可形成相應(yīng)的高級醇。1材料和方法1.1蘋果酵母酵母大米漿液化液(大米磨碎后經(jīng)高溫α-淀粉酶液化后的米液):杭州西湖酒廠提供。酵母菌種:(1)安琪黃酒酵母;(2)紹興黃酒酵母;(3)AS2.1392黃酒酵母;(4)滬釀2.091黃酒酵母。糖化劑:(1)麥曲:紹興古越龍山集團(tuán)提供;(2)麥芽:重慶啤酒紹興分公司提供;(3)糖化酶:規(guī)格50000U/g,無錫市博立生物制品有限公司。1.2u3000生物顯微鏡酒精計(jì),電子天平,GZX-9070MBE型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱,手持式折光儀,78HW-1型恒溫磁力攪拌器,H-2050R離心機(jī),XB.K.25型血球計(jì)數(shù)板,E100尼康生物顯微鏡,SPX-250B-Z型生化培養(yǎng)箱,SKY-200B型恒溫培養(yǎng)振蕩器,XMTD-204型恒溫水浴鍋,YXQ-LS-SⅡ型立式壓力蒸汽滅菌器,Agilent6890N氣相色譜儀,氫火焰離子化檢測器(FID),HP-INNOWAX(30m×0.32mm×0.5μm)毛細(xì)管柱等。1.3方法1.3.1生產(chǎn)黃酒的工藝1.3.2碘液的膜化麥芽用谷物粉碎機(jī)粉碎,制成麥芽粉,按1∶3的比例加入50℃的熱水,攪拌均勻,用乳酸或磷酸調(diào)pH值至5.2,50℃的恒溫水浴鍋內(nèi)保溫30min,升溫至65℃保溫30min進(jìn)行第一階段糖化,然后于5min內(nèi)升溫至68℃進(jìn)行第二階段糖化,直至用碘液檢測醪液不呈藍(lán)色,最后升溫至75℃保溫15min。糖化過程結(jié)束時,用4層紗布過濾,煮沸1h,9000r/min條件下離心10min,取上清液,補(bǔ)水至13°Bx,所得澄清麥汁于121℃滅菌20min,冷卻后于4℃冰箱中保存待用。1.3.3酵母細(xì)胞數(shù)的制備無菌條件下接種酵母菌于麥芽汁培養(yǎng)基中,28℃~30℃恒溫活化14h后,以10%的比例再次接種于麥芽汁培養(yǎng)基中擴(kuò)培28h~32h,直至酵母細(xì)胞數(shù)在3×108個/mL以上。1.3.4氨基酸態(tài)氮、非糖固營養(yǎng)成分的測定酒精度、總糖(以還原糖計(jì))、pH值、酵母數(shù)、總酸(以乳酸計(jì))、氨基酸態(tài)氮、非糖固形物測定:按照GB/T13662-2008《黃酒》中規(guī)定方法執(zhí)行。高級醇含量測定:采用氣相色譜(GC)外標(biāo)法測定。2結(jié)果與討論2.1高級醇的出峰時間通過對實(shí)驗(yàn)色譜條件的摸索,確定在以下的色譜條件下,各組分能較好地分離開來。色譜條件為毛細(xì)管柱:HP-INNOWAX(30m×0.32mm×0.5μm);分流比:10∶1;分流速:19.8mL/min;總流速:24mL/min;進(jìn)樣器溫度:250℃;平均線速度:33cm/s;柱流量:2.0mL/min;H2流量:40.0mL/min;空氣流量:400mL/min;柱溫程序升溫:初始溫度45℃,恒溫1min后以15℃/min升溫至120℃,恒溫5min后以15℃/min升溫至220℃,恒溫10min。其中各高級醇的出峰時間分別為:正丙醇,4.325min;異丁醇,4.945min;正丁醇,5.641min;異戊醇,6.302min;正戊醇,6.823min;苯甲醇,17.370min;苯乙醇,17.748min。2.2麥曲添加量對高級醇含量的影響用麥曲作糖化劑,分別用4%、6%、8%(w/w,以米重計(jì))的麥曲添加量于250mL錐形瓶中做發(fā)酵實(shí)驗(yàn),原料的加水比控制在1∶3,酵母菌種采用紹興黃酒酵母,接種量為1.0×107個/mL,28℃主發(fā)酵5d,15℃后發(fā)酵15d,發(fā)酵結(jié)束后4層紗布過濾,一部分酒樣測定酵母數(shù)、pH值、總糖、酒精度等理化指標(biāo);另一部分85℃煎酒20min后,4℃冰箱保存,離心過濾后采用GC法集中測定高級醇含量。結(jié)果見圖2、表2。隨著麥曲添加量的增加,原料的糖化越徹底,從而更多的可發(fā)酵性糖被酵母利用產(chǎn)生酒精和二氧化碳,因此酒精度和pH隨著麥曲添加量的增加而增加,而殘?zhí)莿t相反。隨著麥曲添加量的增加,酸性蛋白酶和酸性羧肽酶的含量也隨著增加,更多的大米蛋白質(zhì)被分解成氨基酸,使得酒液中氨基酸態(tài)氮的含量隨著麥曲添加量的增加而增加。由圖2可知,發(fā)酵結(jié)束時高級醇的含量隨著麥曲添加量的增加成增加趨勢,添加量為4%的酒樣后酵結(jié)束時高級醇含量僅為230.41mg/L,添加量為8%的酒樣后酵結(jié)束時高級醇含量為489.05mg/L,增幅比較明顯。原因可解釋為:隨著麥曲用量的增加,發(fā)酵液中氨基酸含量也增加,酵母將多余量氨基酸經(jīng)伊里希(FelixEhrlish)途徑轉(zhuǎn)變成高級醇,最終導(dǎo)致高級醇含量的上升。2.3不同菌種的產(chǎn)酒精能力用麥曲作糖化劑,用量為原料米重的6%,分別用安琪黃酒酵母、紹興黃酒酵母、AS2.1392黃酒酵母、滬釀2.091黃酒酵母等4種酵母菌作發(fā)酵劑做發(fā)酵實(shí)驗(yàn),接種量均為1.0×107個/mL,其他工藝條件參照2.1的條件。發(fā)酵結(jié)束時,酵母菌種對黃酒發(fā)酵過程中高級醇含量的影響見圖3,各酒樣的理化指標(biāo)見表3。從表3可看出,安琪黃酒酵母與紹興黃酒酵母2個菌種酒樣的酒精度與pH值較高,總酸較低,可見不同菌種的產(chǎn)酒精能力是有一定的差別的。由圖3可知,酵母菌種對黃酒發(fā)酵過程中高級醇積累的影響比較顯著,以安琪黃酒酵母作發(fā)酵劑的酒樣中的高級醇含量最高達(dá)459.5mg/L,以AS2.1392黃酒酵母作發(fā)酵劑的酒樣中的高級醇含量最低141.9mg/L,滬釀2.091黃酒酵母和紹興黃酒酵母2種菌種的酒樣中高級醇含量居中。因?yàn)楦呒壌际墙湍负铣杉?xì)胞蛋白質(zhì)時的副產(chǎn)物,而不同的酵母菌株有著各自不同的生理特性,實(shí)驗(yàn)證實(shí)酵母菌種對黃酒發(fā)酵過程中高級醇積累的影響較大。2.4接種量對黃油發(fā)酵過程高級醇含量的影響用紹興黃酒酵母作發(fā)酵劑,分別采用接種量0.8×107個/mL、1.0×107個/mL、1.2×107個/mL做發(fā)酵實(shí)驗(yàn),其他工藝條件參照2.2,發(fā)酵結(jié)束時各酒樣的理化指標(biāo)見表4,接種量對黃酒發(fā)酵過程中高級醇含量的影響見圖4,其中接種量單位為107個/mL。從表4可看出,酒精度隨著接種量的增大而增大,總糖則相反,在接種量0.8×107個/mL~1.2×107個/mL這一范圍內(nèi),接種量的變化對其他理化指標(biāo)的影響不是很大。由圖4可知,在接種量為0.8×107個/mL~1.2×107個/mL這一范圍內(nèi),高級醇含量基本隨接種量的增加而增加。這可能是由于在接種量0.8×107個/mL~1.2×107個/mL這一范圍內(nèi),酵母在發(fā)酵過程中的繁殖代數(shù)接近,故而接種量越大酒樣中酵母數(shù)就越多,進(jìn)而由酵母產(chǎn)生的高級醇就多。3不同菌種對酒樣高級醇含量的影響3.1糖化劑添加量對于酒樣中高級醇含量的影響較為明顯,在麥曲添加量4%~8%這一范圍內(nèi),酒樣中的高級醇含量隨著麥曲添加量的增加而增加。3.2菌種對于酒樣中高級醇含量的影響較大,在所采用的4種菌種中,以安琪黃酒酵母作