酶工程技術(shù)在提高白酒質(zhì)量中的運(yùn)用研究

于博文 方煊宇 王寧寧 金舒寧 田雪健

(山西大學(xué) 山西太原 030006)

“酶”是一種具有特殊性的蛋白質(zhì),是由活性的細(xì)胞所衍生的,極具專注性、被控制性以及高效能的催化性功能。其高效能的催化性功能所適用的環(huán)境條件非常地柔和,可適用于常態(tài)溫度下、常態(tài)壓力下施行。同時(shí),又可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)節(jié)控制。人們將酶大量運(yùn)用在日常生活的多個(gè)領(lǐng)域中,逐漸形成了“酶工程技術(shù)”。

1 酶工程技術(shù)的概要

“酶工程技術(shù)”是現(xiàn)代人類在生物化科技研究中最重要的一次突破,也是最重要的組成結(jié)構(gòu)?！懊腹こ碳夹g(shù)”是指:通過(guò)適用合理環(huán)境下的生物變化反應(yīng)器皿內(nèi),將生物活性酶當(dāng)作催化劑,使某些既定的物質(zhì)按照規(guī)定要求進(jìn)行轉(zhuǎn)化的技術(shù)流程。所以,人們又將“酶工程技術(shù)”稱之為酶特定反應(yīng)工藝技術(shù)。“酶工程技術(shù)”包括如下幾個(gè)范圍:酶的研究制造及大量生產(chǎn)、固定化技術(shù)在酶和活性細(xì)胞或者細(xì)胞器皿中的應(yīng)用、改造和調(diào)整酶的分子結(jié)構(gòu)以及生物傳感器皿等等。“酶工程技術(shù)”已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)方面、醫(yī)療制藥、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、化學(xué)研究分析、環(huán)境治理、重要能源開(kāi)發(fā)利用及生存生命科學(xué)理論化研究等諸多方面。其跨越行業(yè)之多、運(yùn)用范圍之廣,讓人為之贊嘆,特別是近些年在酒業(yè)發(fā)展釀造工藝中的應(yīng)用研究,更使人們不斷地認(rèn)識(shí)到“酶工程技術(shù)”對(duì)白酒在傳統(tǒng)工藝基礎(chǔ)上,提高其香醇質(zhì)量中發(fā)揮出更大的作用及能量。

2 酶工程技術(shù)在提高白酒質(zhì)量中的運(yùn)用研究

近些年,中外行業(yè)領(lǐng)域的專家,對(duì)酶進(jìn)行了大量的分析研究,全世界范圍內(nèi)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)酶的數(shù)量多達(dá)幾千種,酶工程技術(shù)的產(chǎn)業(yè)也得到了前所未有的發(fā)展。因此,人們開(kāi)始嘗試在現(xiàn)代酒業(yè)發(fā)展中運(yùn)用“酶”,特別是在白酒配制工藝中對(duì)其進(jìn)行運(yùn)用與實(shí)踐,取得了意想不到的優(yōu)質(zhì)效果。在白酒工業(yè)中,運(yùn)用酶的種類主要包括:蛋白質(zhì)酶、纖維素化酶、酯化性酶、糖化性酶、α-淀粉化酶等多種酶的類型。具體應(yīng)用的白酒釀造階段包括:白酒的制曲階段、白酒的發(fā)酵階段、白酒的蒸糧及蒸酒階段、白酒的勾兌階段、白酒的丟糟及使用等多個(gè)釀造階段。通過(guò)對(duì)上述白酒的釀造階段的多種酶的應(yīng)用研究表明,酶工程技術(shù)對(duì)白酒釀造的品質(zhì)口感、加強(qiáng)配制白酒濃香型的主體成份、拉升白酒的產(chǎn)出率等發(fā)揮了重要的作用。下面將分別介紹不同酶的種類在提高白酒醇香質(zhì)量中的運(yùn)用。

2.1 酸性質(zhì)的蛋白酶工程技術(shù)的運(yùn)用分析

所謂的酸性蛋白酶是在特定的酸性環(huán)境下,用于催化水解的動(dòng)物、植物蛋白質(zhì)成份的酶性制劑。在白酒的實(shí)際生產(chǎn)中添加該酶,可以增加配制液體中的α- 氨基酸,以改善白酒的獨(dú)特風(fēng)味、提高白酒的產(chǎn)出率、降低發(fā)酵過(guò)程中的雜醇油的含量。在釀酒的配料中,往往液態(tài)化型的淀粉性酶被配料中的淀粉所吸附,致使淀粉酶失去了其液化的功能,從而降低了白酒的產(chǎn)出率。此時(shí),酸性質(zhì)的蛋白酶運(yùn)用,被吸附的淀粉酶從禁錮中被釋放出來(lái),重新開(kāi)始發(fā)揮作用。酸性質(zhì)蛋白酶及淀粉酶充分融合后,最終達(dá)到提高白酒產(chǎn)出率的目的。經(jīng)過(guò)專家的實(shí)踐證明,在白酒釀造過(guò)程中,以各種糧食(如大米、玉米或高粱等)含有大量淀粉成份的主原料中,運(yùn)用酸性質(zhì)蛋白酶后,會(huì)使白酒的出酒產(chǎn)出率提高近3個(gè)百分點(diǎn),同時(shí)也會(huì)大大增強(qiáng)生產(chǎn)設(shè)備的利用效率,從而降低白酒經(jīng)釀造過(guò)程中產(chǎn)生的雜醇油的含量,最終提高白酒的質(zhì)地與醇度。

2.2 酯化酶工程技術(shù)的運(yùn)用分析

所謂的酯化酶是指將酸與醇酶進(jìn)行融合,最終形成酸酯。最初的理論原型是酶在有機(jī)融劑中發(fā)揮的作用,在合理的控制環(huán)境下,進(jìn)行乙酯的綜合合成,形成己酸性乙酯、乙酸性乙酯、乳酸性乙酯、丁酸性乙酯等酯類物質(zhì)。對(duì)于釀造濃香型白酒,主要是各種促使香味形成的多種物質(zhì)含量,香味醇度是由己酸乙酯的含量及相關(guān)的酯類物質(zhì)的相互作用比例關(guān)系而決定的。因此,酯化酶的運(yùn)用不僅能使各種合成酶發(fā)揮其組合作用,而且能夠在白酒發(fā)酵過(guò)程中提高香味,還能在白酒勾兌過(guò)程中串香。在黃漿性水酯化性液態(tài)及生物性合成酯化性液態(tài)的生產(chǎn)、大曲的生產(chǎn)等方面,酯化酶起到了不可替代的作用。而且酯化酶工程技術(shù)在白酒工業(yè)生產(chǎn)的技術(shù)運(yùn)用,曾在上世紀(jì)八、九十年代被稱為現(xiàn)代生物工程化工程技術(shù)中最重要的工程技術(shù)項(xiàng)目。

2.3 酸性木聚糖酶工程技術(shù)的運(yùn)用分析

酸性木聚糖酶工程技術(shù)的運(yùn)用也是剛剛起步,最早在日本的清酒釀造中試用,并取得了成功,主要功能是用于提高白酒釀造的發(fā)酵率,加速白酒在釀造過(guò)程的發(fā)酵,最終達(dá)到白酒的高產(chǎn)出率、高品質(zhì)的口感及醇度。

3 酶工程技術(shù)在提高白酒質(zhì)量中的運(yùn)用的發(fā)展趨勢(shì)

酶工程技術(shù)在釀酒工業(yè)發(fā)展中占據(jù)著舉足輕重的作用,業(yè)內(nèi)人士已經(jīng)越來(lái)越關(guān)注到酶工程技術(shù)對(duì)提高白酒的醇品質(zhì)起到的決定性作用,但目前對(duì)酶工程技術(shù)的應(yīng)用仍處于初級(jí)階段,雖然大大解決了傳統(tǒng)工藝中的高消耗、低產(chǎn)出的缺點(diǎn),但成本隨之提升。因此,未來(lái)的發(fā)展方向?qū)膬蓚€(gè)方面開(kāi)始。第一,復(fù)合酶的技術(shù)發(fā)展?？梢詫?shí)現(xiàn)酶的重復(fù)使用、進(jìn)一步擴(kuò)大酶的綜合作用。第二,白酒釀造中酵母的改良發(fā)展。通過(guò)現(xiàn)代工程技術(shù)改變酵母的發(fā)酵過(guò)程,可以擴(kuò)大白酒的產(chǎn)出率及提高白酒的質(zhì)地與醇度。

4 結(jié)束語(yǔ)

酶工程技術(shù)的運(yùn)用對(duì)白酒質(zhì)量的提高效果已經(jīng)有目共睹,并在不同種類的釀酒工藝流程中得到廣泛的應(yīng)用。但是,目前國(guó)內(nèi)的酶工程技術(shù)水平與世界水平還存在一定的差距,未來(lái)酶工程技術(shù)在提高白酒質(zhì)量的運(yùn)用方面的研究依然任重而道遠(yuǎn)。

[1]張麗敏,武秀冬,穆麗璇,胡永鋼,張生萬(wàn).清香型白酒陳釀過(guò)程探微[J].山西大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版).2002(03).

[2]仝建波,劉淑玲,蘆飛,李美萍,王東興,張生萬(wàn).乙醇-水締合體系光譜及其應(yīng)用于白酒中乙醇含量測(cè)定方法的研究[J].釀酒科技.2004(01).

[3]杜海.中國(guó)白酒中一種土霉味物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)及其成因研究[D].江南大學(xué) 2009.