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扳倒井复粮芝麻香酒微量成分的剖析与工艺技术的创新
来源: 《澳门庄闲网站游戏 》  2007-11-21 07:30 作者:赵纪文 张锋国 胡凤艳 信春晖 邵先军
     扳倒井复粮芝麻香酒以其芝麻香幽雅细腻、口味圆润丰满,回味悠长的风格深受消费者喜爱,通过微量成分的剖析,其香味成分含量丰富,尤其是有机酸和含氮化合物,这些丰富的微量成分,不仅突出了扳倒井芝麻香酒的典型风格,而且形成了其幽雅细腻的高贵气质,这些丰富的微量成分的形成得益于技术创新的结果。
  近十几年来,扳倒井致力于芝麻香酒的深入研究与工艺技术研发,进行生产工艺的改进与创新,在微生物菌群的分离培养及分析检测技术等方面有了较大的突破和提高,使扳倒井芝麻香酒在香型的典型性和品质上发生了质的飞跃。
     一、微量成分的分析
     酒的风格质量是由其所含微量成分的数量及它们之间的量比关系决定的,为了深入研究扳倒井芝麻香酒的典型风格,我们在分析检测技术上加大了投入。目前,企业拥有一台Agilent7890A-Agilent5975C气质联用仪、TekmarvelocityxpT吹扫捕集仪、Agilent6820气相色谱仪、岛津GC-14C气相色谱仪、SP6890气相色谱仪,通过对扳倒井酒中酸、醇、酯、含氮化合物、含硫化合物、多元醇、挥发性酚类化合物的分析研究,使我们在酒样的前处理、色谱技术的分析与应用提升到较高的水平。目前,已定性定量检测出扳倒井芝麻香酒中八十多种成分,用气质联用仪分离出36种含氮化合物,其中29种为吡嗪类,定性定量20多种有机酸,由此可见,扳倒井芝麻香酒中含有丰富的微量成分,尤其是含氮化合物和有机酸含量丰富,含氮化合物是构成芝麻香酒的重要香味成分,有机酸对酒体的丰满净爽有很大的作用,丰富的微量成分形成了酒体幽雅细腻、回味悠长的风格。
     1.含氮化合物的分析
     我们将扳倒井试样通过酸化、蒸发、浓缩、萃取以及碱性组分的提取,然后结合使用高性能毛细管柱和色谱-质谱联用鉴定仪,共分离出36种含氮化合物,其中29种为吡嗪类,由此可以看出:含氮化合物是扳倒井芝麻香酒的重要香气成分。
     (1)实验仪器
     Agilent7890A-Agilent5975C气质联用仪;
     旋转蒸发器,KD浓缩器,谱库NIST05;
     PEG20m石英毛细管交联柱内径0.25mm,柱长40m。
     (2)分析条件
     色谱条件载气高纯氮,柱前压100KPa,平均线速为25cm/s;
     体积流速为37.5ml/min,空气375ml/min,氢气30 ml/min,尾吹30ml/min,分流比30:1,进样量2μl;
     柱温   60℃[ (4 min) ] 40℃/min 180℃[ (20 min)] 汽化温度180℃,接口温度200℃。
     质谱鉴定条件,发射电流300mA,真空度4×10-4Pa,电子能量70ev,离子源温度180℃,接口温度200℃.
     (3)分析结果(见图一、表一)
     图一为含氮化合物离子流图
     表一为扳倒井芝麻香酒定性检出的含氮化合物
     2.游离有机酸的分析
     酸不全是酯类的前驱物,更是白酒中重要的呈味物质,我们将扳倒井芝麻香酒取一定量加入内标调PH8,然后移入旋转蒸发器,减压浓缩至干(温度不超40℃为宜),再用甲酸、乙醇溶解取上清液进样2μl,用高性能的毛细管柱结合Agilent6820色谱仪分析出20多种有机酸,由此可见,扳倒井芝麻香酒中有机酸含量丰满,它对酒体的细腻、丰满、净爽有很大的作用。
     (1)实验仪器
     Agilent6820气相色谱仪;
     旋转蒸发器  Agilent  FFAP交联毛细管柱;
     柱长25m  液膜厚0.33μm。
     (2)色谱条件
     高纯氮气,平均线迅度为18.9cm/s,氢30ml/min,空气300ml/min,分流比27:1 尾吹30ml/min。
     (3)分析结果(见图二)
     图二为扳倒井芝麻香有机酸色谱图
     3.微量成分的分析
     (1)实验仪器
     岛津GC-14C 气相色谱仪,SCE公司的FFAP柱,内径0.32mm,柱长25m,液膜厚0.25μm。
     (2)色谱条件
     载气(高纯氮)柱前压30KPa,柱体积流速为1.14ml/min,平均线速度为19.5cm/s,空气体积流速为400ml/min,氢气30ml/min,尾吹30ml/min,分流比42:1。
     柱温50℃[(2 min) ] 3.5℃/min 200℃[(10 min)]。
     (3)采用直接进样三内柱定量法获得80多个组分峰
     分析结果见图三 扳倒井芝麻香毛细管气相色谱图。
     二、工艺技术的创新
     1.多粮为原料
     传统的芝麻香酒是以高粱为原料加少量麸皮,通过实验,扳倒井芝麻香酒采用高粱、小麦、小米、麸皮、玉米、大米六种粮食为原料,它们除了为生化反应提供物质基础外,每种原料都有其独特的优点,发挥独特作用。
     高粱蒸煮后疏松适度,粘而不糊,其含有的单宁及花青素经蒸煮和发酵后,其衍生物为香兰酸等酚元化合物,能赋予白酒特殊的芳香。
     小麦淀粉含量高,富含面筋等营养成分,含氨基酸20多种,维生素含量也很丰富,小麦蛋白质的组分以麦胶蛋白和麦谷蛋白为主,小麦中的碳水化合物除淀粉,还有少量的蔗糖、葡萄糖、果糖以及少量糊精,非常适宜各类微生物的生长,是美拉德反应的物质基础,有助于杂环类化合物的生成。
     麸皮中蛋白质由许多低分子量的酶蛋白及球蛋白组成,麸皮中的氨态氮含量特别高,麸皮中的阿魏酸含量高,在微生物作用下生成香草醛、香草酸、香草酸酯、4-乙基愈创术酚、4-甲基愈创木酚、4-乙烯基愈创木酚等酚类化合物,有助于焦香的生成,小米支链淀粉含量高,每100g小米含有硫胺素0.16mg,核黄素0.1mg,尼克酸0.8mg,蛋白质、单宁含量适当,并含有多种维生素及无机元素,非常适宜各类微生物生长,蒸煮后会产生特殊的小米香味,而且疏松适度,粘而不糊,发酵后可以增加酒体的成熟感。
     玉米中含有较多的植酸,可发酵为环己醇及磷酸,磷酸能促进甘油(丙三醇)的生成,使酒体变得醇甜,大米在混蒸混烧过程中,可将饭的香气成分带入酒中,使酒质爽净,扳倒井在制酒过程中将六种粮食按一定比例搭配在一起,使原料中的氮碳比为1:5左右,不仅使美拉德反应的一系列产物大大增加,而且不同的原料由不同的分子构成,决定了其代谢产物的不同,这种原料的复合性形成了微量成分的多样性,增加了芝麻香酒的复合香气。
     2.高温堆积,高温发酵,中高温流酒
     高温堆积是扳倒井芝麻香酒生产的重要环节。
     高温堆积对含氮化合物的形成至关重要,在堆积过程中各种酵母菌大量繁殖,然后消亡自溶,为糟醅增加了动物性蛋白质,同时,嗜热芽孢杆菌在高温多水条件下分解蛋白质,形成了高沸点酸类成分及酚类化合物,而且糟醅中的淀粉酶解成了糖,在高温条件下发生美拉德反应产生更多的杂环类等复杂香气成分,通过高温堆积,香类物质大量积累,高级酸、乙缩醛,双乙酰,2,3-丁二醇及有机酸、酯类、杂环类化合物含量显著增加,这也是扳倒井芝麻香幽雅细腻、口味圆润的重要成因,因此,扳倒井非常重视高温堆积工艺,建有专门的高温堆积房,并建有控温系统,不论在春秋、冬季都能保证堆积过程中的温度控制,一般堆积时间为36h,最高堆积温度45℃。
     高温发酵是扳倒井芝麻香形成的重要一环,因为芝麻香中重要的香气成分含氮化合物的生成与蛋白质的降解合成是分不开的,而分解蛋白质的蛋白酶及肽酶作用的最适温度为40℃-45℃, 为此,入池温度一般控制在32℃-34℃,窖内升温幅度10℃-12℃,升至的最高温度正好是蛋白酶及肽酶作用的最适温度。
     芝麻香流酒温度非常关键,一般控制在35℃左右,这有利于芝麻香风味物质的蒸出与收集。
     3.生物香醅袋技术的应用
     酒醅在高温堆积后,酵母菌及其它微生物菌群大量死亡,酒醅入窖后,其发酵、产酯、产香的能力大为减弱,导致出酒率降低,为此,将高温大曲、中温曲、生香酵母菌、细菌麸曲按比例混合和后,再按2:1的量与少量酒醅混合装入数个特制的袋中,制成生物香醅袋,分别放入窖酒醅不同层面制成生物香醅袋,为酒醅提供了持续不断的菌源,增加了酒液醅的发酵后劲,这种生物香醅袋技术不仅提高了芝麻香酒的产酒率,而且使酒体芝麻香馥郁丰满。
     4.建成国内最大复粮芝麻香酒生产基地
     为了适应市场发展的需求,扳倒井公司建立年产2000千升的全国最大的芝麻香发酵车间,大大提高了发酵酿造的均一性、稳定性,为微生物的生长提供了有利的生产环境,这为保证生产质量提供了坚实的基础。
     三、微生物技术的创新
     人们常说曲为酒骨,曲定酒型,要想使芝麻香酒工艺有较大的技术性突破,必须从微生物菌种上突破。为此,我们利用基因工程技术及定点突变技术成功构建了高温细菌的突变菌种BJ-1-1、,BJ-2-2、,BJ-3-3、,BJ-4-4、,BJ-5-5,、BJ-6-6应用于细菌麸曲的培养,采用系统选育和诱变选育相结合的二步选育法选育出的高温酵母菌种BX-1,BX-3,应用于生香酵母的培养,极大地提高了扳倒井芝麻香酒的幽雅细腻感。
     1.细菌麸曲的培养
     一般芽孢杆菌,如枯草芽孢杆菌、嗜热芽孢杆菌、腊状芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌生长最适PH为7左右,耐酸性差,在偏酸性条件下不易代谢生长。一般制酒环境都为偏酸性环境,为此,我们采用了诱变和定点突变技术培养出在偏酸性条件下也能代谢生长的高温细菌。
     首先,我们选用优质高温大曲装入一种特制的香醅袋,放入芝麻香中部糟醅中发酵40天后取出,然后通过分离筛选出20种细菌,通过进一步分离筛选,富集培养,分选出6株细菌。通过表型特征及16srDNA的序列分析,它们分别为地衣芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、3株嗜热芽孢杆菌,我们将六株菌株分别通过MRS液体营养基培养,处于对数生长期阶段通过紫外线诱变后,挑取变色圈和透明圈较大的突变株进行培养复筛,得到诱变菌株BJ-1、BJ-2、BJ-3、BJ-4、BJ-5、BJ-6,再通过分别培养,加入亚硝基胍(NTG)进行再一次诱变培育,选出突变菌株BJ-1-1、BJ-2-2、BJ-3-3、BJ-4-4、BJ-5-5、BJ-6-6。通过将六株突变菌株与出发菌株比较,发现其耐酸性能较强,一般能耐酸到PH4-5之间,而其水解淀粉、分解蛋白质、分解脂肪的能力非常强,优于出发菌。
     我们将六株突变菌株通过液体富集培养,然后以麸皮为主要原料固态法培养制成帘子曲,该细菌麸曲不仅耐酸性强而且有较强的分解蛋白质和水解淀粉的文章来源澳门庄闲网站游戏 能力,它们不仅是菌体芳香物质的菌源,而且对美拉德反应有着较强的催化作用,促进了酒体中更多复杂成分的生成,增加了扳倒井芝麻香酒的优雅细腻。
     2.生香酵母菌
     生香酵母对形成酒的酯类香气和提高产量,提高质量起到很大的作用。酵母菌耐高温的能力不强,但由于芝麻香酒采用高温发酵工艺,传统生香酵母发酵的持续性后劲比较弱,芝麻香出酒率比较低,为此,我们从优质高温大曲和高温堆积中分离了3株高温酵母菌,通过液体培养将处于生长对数期的菌液通过紫外线(UV)诱变,分离纯化,通过液体分别培养再将处于对数生长期的菌悬液与一定浓度的DES按比例混合,在较高温度下培养20h,通过菌株划线分离纯化得到诱变酵母菌种BX-Ⅰ、BX-Ⅱ、BX-Ⅲ,我们将诱变菌株BX-Ⅰ、BX-Ⅱ、BX-Ⅲ处于对数生长期的菌悬液于60℃水浴锅热冲击10min,热冲击结束后涂布平板,活菌计数,其存活率非常高,说明诱变酵母菌耐高温效果非常好,生香酵母的培养以麸皮玉米面鲜酒糟为母料,采用固态法培养,除选用汉逊酵母5株、假丝酵母4株、球拟酵母3株、酒精酵母外,还选用耐高温诱变酵母菌种BX-Ⅰ、BX-Ⅱ、BX-Ⅲ,通过此法培养的生香酵母,不仅产酯产香能力强,耐高温能力强,而且发酵的持续性后劲比较强,极大地提高了产量及质量。
     3.高温大曲
     扳倒井芝麻香酒采用高温大曲使酒中的含氮化合物更加丰富,因为高温制曲为美拉德反应提供了有利条件,而美拉德反应能生成呋喃、吡嗪等突出芝麻香气的杂环类化合物,高温制曲用小麦为原料,因为小麦蛋白质是以麦胶蛋白和麦谷蛋白为主,小麦中含有20多种氨基酸,维生素含量丰富,还含有少量的蔗糖、葡萄糖、果糖,非常适宜微生物生长,是美拉德反应的物质基础。高温制曲的前发酵阶段,由于温度、水分适宜,霉菌、酵母菌大量繁殖,各种酶活力较强,曲坯中还原糖和氨基酸的含量不断上升,美拉德反应的底物浓度高,有利于反应的进行。随着发酵时间延长,曲坯品温逐渐上升到65℃,淀粉和蛋白质的分解进一步加剧,曲坯中的氨基酸、多肽、糖类大为增加。美拉德反应速度随温度升高而加快,并形成了大量香味物质,高温制曲达到最高温度65°以后,霉菌、酵母菌大量死亡。高温细菌主要是芽孢杆菌生长旺盛,产生较高的蛋白水解酶,并将小麦中的蛋白质分解为大量游离氨基酸,为美拉德反应提供了足量的前驱物质。有试验表明,高温大曲中的地衣芽孢杆菌所分泌的生物酶,对美拉德反应有较强的催化作用,因此,高温制曲,培养了高温细菌,高温细菌促进了美拉德反应,所以,高温大曲的使用不仅为扳倒井芝麻香酒提供了更多香气成分,而且在发酵过程中还促进了美拉德反应,使酒体中氮类等杂环类化合物含量丰富,突出了芝麻香的典型性。
     4.中温大曲
     由于高温大曲糖化发酵力低,而中温大曲的糖化发酵力比高温曲高,可以弥补高温曲的不足,中温曲制曲原料为小麦、大麦、豌豆。豌豆中蛋白质含量高,且硫胺素含量最高,热解产生呋喃、,呋喃硫醇,、噻吩、噻唑等化合物,与大麦共用具有良好的曲香味和清香味。制曲最高温度55℃,大曲糖化力、液化力、发酵力比较高,有利于出酒率。
     5.河内白曲
     制曲原料为麸皮+20%鲜酒糟,麸皮中含有丰富的淀粉、粗蛋白、灰分,麸皮的氮源、木质素,是芝麻香生成的基础物质。该菌能分泌α-淀粉酶,葡萄淀粉酶,酸性蛋白酶及羟基肽酶等多种酶系,其中,突出的是酸性蛋白酶分泌较多,该酶能分解蛋白质为L-氨基酸,可供微生物直接利用,对白酒的香味成分生成及颗粒物质的溶解都能起到重要作用。
     扳倒井芝麻香中将高温大曲、中温曲、细菌麸曲、生香酵母、河内白曲按比例混合在一起,组成了一种复合的糖化发酵剂,使每一种菌曲都充分发挥了作用。
     高温大曲中的高温细菌促进了美拉德反应,使酒体中生成较多的含氮类等杂环类化合物,中温大曲不仅产酯产香能力强,而且糖化、液化、发酵能力强,提高了出酒率,生香酵母,产酯产香能力强,而且耐高温能力强,增加了发酵的后劲。河内白曲糖化、酶解能力强,能提供较多的酸性蛋白酶,细菌麸曲中的嗜热芽孢杆菌不仅促进美拉德反应,而且能产生更多微量复杂成分,这五种菌曲的应用不仅为生化反应提供了丰富的菌源,而且自身赋予酒体独特的香气成分,丰富的菌源产生丰富的微量成分,使得扳倒井芝麻香酒优雅细腻、圆润典型性突出。
     四、结论
     1.扳倒井芝麻香酒中微量成分含量丰富,尤其是含氮化合物及有机酸含量丰富,通过GC-MS气质联用仪鉴定分析共分离出36种含氮化合物,其中有29种为吡嗪类,鉴定出26种有机酸,能够定性定量的微量成分80多种,丰富的微量成分形成了扳倒井芝麻香幽雅、细腻圆润、回味悠长的典型风格。
     2.制酒原料采用高粱、小麦、小米、麸皮、玉米、大米,按一定比例搭配,使原料中的氮、碳比为1:5左右,不仅使美拉德反应的一系列产物大大增加,而且不同原料的独特性形成了微量成分的多样性,增加了芝麻香酒的复合香气。
     3.重视堆积工艺,建有专门的堆积房,设有温度控制系统,高温堆积工艺的严格控制,使得扳倒井芝麻香酒具有与众不同的特点,口感圆润。
     4.生物香醅袋技术的应用极大地提高了酒醅持续发酵的后劲,提高了质量,提高了产量。
     5.我们利用基因工程技术及定点突变技术成功构建了高温细菌的6株突变菌种BJ-1-1至BJ-6-6,应用于细菌麸曲的培养,采用系统选育和诱变选育相结合选育出的耐高温产香酵母菌种BX-Ⅰ、BX-Ⅱ、BX-Ⅲ,应用生香酵母的培养,通过采用高温大曲、中温曲、河内白曲、生香酵母、细菌麸皮的综合使用,不仅为生化反应提供了丰富的菌源,代谢生成了丰富的突出芝麻香典型风格的微量成分,而且极大地提高了产香及持续发酵的后劲,使出酒率、优质酒率大幅提高。
     6.通过工艺技术的创新,微生物技术的创新酿制出了芝麻香幽雅细腻、口味圆润丰满、回味悠长的扳倒井芝麻香酒。
  目前,建成了2000千升国内最大的芝麻香发酵车间,大大提高了发酵酿造的均一性、稳定性,为微生物的生长提供了有利的生产环境,为保证生产质量提供了坚实的基础。
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编辑:张怡
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