黄酒酿造过程中氨基酸的变化及变化规律

黄酒酿造过程中氨基酸的变化及变化规律

黄酒是中国的特产。它与啤酒和酒精一起被称为世界三大古老的酒精。它有着丰富的营养价值，被称为“液体蛋糕”。其氨基酸含量远远超过其他酒精。它是啤酒的9.8倍，葡萄酒的3.5倍。这种种类超过21种，尤其是8种必要的人类氨基酸。黄酒中氨基酸的来源主要是米饭和麦曲中所含蛋白质经蛋白酶分解后产生的氨基酸和酵母等微生物自溶后内容物释放产生。黄酒中氨基酸的功能主要有：是黄酒中的重要风味物质，不同的氨基酸分别呈甜、苦、鲜、酸、咸等味道，赋予了黄酒独特的口味；为微生物生长繁殖提供了丰富的氮源；是黄酒色泽的重要来源；赋予黄酒较高的营养保健功能，等等。以往对黄酒中氨基酸的研究，往往局限于成品黄酒的氨基酸成分分析，目前尚无对黄酒酿造过程中的氨基酸变化进行研究的文献报道，本文拟通过对黄酒酿造过程的氨基酸含量进行跟踪检测，揭示其变化规律，为以后控制黄酒中的氨基酸含量及种类奠定基础。1材料和方法1.1ateraccqfig混合器和超声波清洗器城镇图书馆Waters2695色谱系统，Waters2996二级管阵列检测器，WatersAccQ·Tag专用柱（3.9mm×150mm×4μm），保护柱（3.9mm×20mm×4μm）,XW-80A旋涡混合器（上海精科），KQ5200超声波清洗器（江苏昆山），可调式移液枪（德国Brand）。1.2氨基酸pahsAccQ·Flour衍生试剂[包括AccQ·Flour缓冲液、AQC衍生粉末(2A)、稀释液(2B)]（Waters公司），AccQ·TagA浓液（Waters公司），17种氨基酸标准试剂（Waters公司）；色谱纯乙腈（美国Sigma-Alrich公司）；纯净水（娃哈哈）；色氨酸和γ-氨基丁酸标样（Sigma公司）。1.3方法1.3.1超声脱气再压缩流动相A：按1∶10(v/v）将AccQ·TagA浓液用纯净水稀释，超声脱气1min，备用；流动相B：将色谱纯乙腈经超声脱气后备用；流动相C：纯净水经超声脱气后备用。19种氨基酸标样的配制：将浓度为1mmol/L的17种氨基酸混合标准液稀释至不同浓度，再与适当浓度的γ-氨基丁酸和色氨酸溶液按一定比例混合，配制成浓度分别为0.1mmol/L、0.2mmol/L、0.3mmol/L、0.4mmol/L和0.5mmol/L的19种氨基酸混合标准溶液。1.3.2衍生小瓶accqflour缓冲液发酵醪经纱布过滤，再将滤液用滤纸过滤，最后用0.45μm滤膜过滤，样品经适当稀释后待用。用移液枪准确吸取此液10μL，加入0.4cm×5cm的衍生小管中，再向其中加入AccQ·Flour缓冲液70μL，边振荡边加入AccQ·Flour衍生试剂15μL，用封口带将口封好，于50～60℃烘箱中保温10min，取出转入进样小瓶中，待测。1.3.3色度分析方法分析条件：柱温37℃，检测波长248nm，流速为1mL/min，进样量10mL，梯度流量见表1。2结果与分析2.1培养基氨基酸含量机械化黄酒酿造流程为：菌种斜面→液体试管培养→三角瓶种子培养→小酒母扩培→大酒母扩培→发酵罐发酵（前酵和后酵）→压榨→杀菌→贮存。与传统手工黄酒淋饭酒母制备工艺不同，机械化黄酒酒母是采用纯种酵母进行扩培后制备的，纯种酒母具有不受季节限制、所需设备少、劳动强度低、质量稳定、适合大罐发酵生产的优势，目前纯种酒母的制备主要采用速酿酒母和高温糖化酒母两种方式。本厂目前采用高温糖化法制备酒母，即先采用55～60℃的高温糖化，然后100℃高温灭菌，培养液经冷却后接入酵母。小酒母采用麦芽汁培养基，大酒母采用米饭和麦曲糖化液作为培养基，表2为酒母培养前后培养基中氨基酸含量变化结果。从表2中可以看出，无论是小酒母还是大酒母，在酵母培养前后，氨基酸含量发生了极大的变化，培养基中氨基酸含量急剧减少，除脯氨酸以外，各种氨基酸含量均大幅下降，这是因为酵母在繁殖生长过程中消耗了大量的氨基酸，氨基酸作为酵母生长不可缺少的氮源的主要来源，同时，可以看出，黄酒酵母生长繁殖几乎不消耗脯氨酸，即脯氨酸并不能被酵母吸收利用，这与啤酒酵母培养生长特性相一致。另外，可以看出小酒母与大酒母培养基中氨基酸含量差异较大，小酒母氨基酸含量是大酒母的5.7倍，麦芽汁培养基氨基酸含量远远大于米饭、麦曲糖化液培养基，这是本厂采用麦芽汁代替米饭糖化液作为小酒母培养基的主要原因。笔者在工作中，曾经遇到某批次发酵情况异常，酵母数量较少且形体较小，酒度上升缓慢，一直未找出原因，通过对酒母培养基发酵前后氨基酸含量的对比发现，氨基酸被酵母几乎消耗殆尽，可能原因是氨基酸含量不够导致酵母生产不旺盛、不够强壮，因此，采用麦芽汁作为小酒母培养基能够解决氨基酸含量不够的问题，确保小酒母足够强健，之后发酵恢复正常，至此，本厂小酒母培养采用麦芽汁作为培养基。同样，为提高大酒母培养基中氨基酸含量，也已采取了较多措施，如适量添加部分米浆水、增加麦曲添加量、添加酸性蛋白酶等。2.2不同发酵阶段的氨基酸含量变化黄酒发酵过程中，氨基酸主要来源：一是来源于原料大米和小麦中蛋白质的分解，米和小麦中均含有丰富的蛋白质，其精白度在90%左右的蛋白质含量在6%～8%，小麦蛋白质含量高达12%左右，为黄酒酿造提供了足够的蛋白质；二是来源于黄酒酿造中的微生物，微生物细胞本身含有丰富的蛋白质，如麦曲中的霉菌、发酵醪中的酵母、细菌等死亡后内容物不断自溶于发酵醪中。黄酒的发酵过程是动态过程，其氨基酸含量变化也是动态过程，一方面酵母生长发酵，消耗部分氨基酸；另一方面，麦曲中所含的蛋白酶不断水解蛋白质成氨基酸，发酵后期，酵母等自溶后内容物析出，氨基酸含量增加。表3给出了黄酒发酵过程中氨基酸含量变化情况。从表3可以看出，发酵开始1～4d氨基酸总量快速增加，而发酵至7d以后，氨基酸含量增长明显放缓。这可能是因为发酵前期，麦曲中蛋白酶迅速发生作用，将发酵醪中的蛋白质进行水解，发酵醪中的氨基酸含量迅速增加，而发酵至7d以后，发酵醪中酒精度迅速提高，达到15%vol～17%vol，酒精含量的增加影响了蛋白酶的活力。此外，从表3中还可以看出，在发酵过程中，各种氨基酸的变化量和变化幅度有着较大的区别，谷氨酸、甘氨酸和天冬氨酸增幅最大，分别达到53.7倍、39.1倍和15.4倍，而氨基酸含量增加最大的是丙氨酸、精氨酸和谷氨酸，分别达到500.2mg/L、349.2mg/L和216.1mg/L。增幅最小的分别是脯氨酸、γ-氨基丁酸和组氨酸，含量增加最小的分别是γ-氨基丁酸、色氨酸和苏氨酸。可见黄酒发酵过程中产生的各种氨基酸增加量是不平衡的，这可能与黄酒酿造原料中蛋白质组成有关，蛋白质本身含有的氨基酸种类及数量决定了水解后氨基酸种类和含量,另外酵母在生长繁殖过程中,对氨基酸摄入具有优先选择,及部分氨基酸可能优先被酵母利用,导致一定程度上这种氨基酸含量不能迅速增加,这都有待于以后进一步深入探讨。2.3两组行比较结果笔者对采用机制纯种生麦曲和纯种爆麦曲两种麦曲酿制的黄酒成品氨基酸含量进行比较，结果见表4。从表4结果来看，纯种生麦曲比纯种爆麦曲酿制的黄酒的氨基酸总量要高23%，除谷氨酸、胱氨酸外，纯种生麦曲酿制的黄酒所含其余种类的氨基酸均明显大于爆麦曲，这可能是纯种生麦曲蛋白酶活力大于爆麦曲的原因。3不同酿酒阶段发酵过程氨基酸含量的变化对黄酒酿造过程中氨基酸变化情况进行了跟踪检测，包括酒母培养前后和黄酒酿造发酵过程，结果表明：氨基酸含量是关系黄酒酵母生长繁殖的重要因素之一，建议生产厂在酒母制备时应充分考虑培养基中氨基酸含量指标，以确保酒母质量的稳定；黄酒发酵过程中，氨基酸的含量总体呈现“先急后缓”趋势，前期增长幅度大，后期增长缓慢；黄酒酿造过程中各种氨基酸的增长是不平衡的，一部分增长快、增幅大，另一部分增长慢、增幅小；比较了机制生麦曲黄酒和爆麦曲黄酒