酶工程技术在提高白酒质量中的运用研究

2015-08-15于博文方煊宇王宁宁金舒宁田雪健

生物技术世界 2015年5期

于博文方煊宇王宁宁金舒宁田雪健

(山西大学山西太原 030006)

“酶”是一种具有特殊性的蛋白质,是由活性的细胞所衍生的,极具专注性、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适用的环境条件非常地柔和,可适用于常态温度下、常态压力下施行。同时,又可以根据实际情况进行调节控制。人们将酶大量运用在日常生活的多个领域中,逐渐形成了“酶工程技术”。

1 酶工程技术的概要

“酶工程技术”是现代人类在生物化科技研究中最重要的一次突破,也是最重要的组成结构。“酶工程技术”是指:通过适用合理环境下的生物变化反应器皿内,将生物活性酶当作催化剂,使某些既定的物质按照规定要求进行转化的技术流程。所以,人们又将“酶工程技术”称之为酶特定反应工艺技术。“酶工程技术”包括如下几个范围:酶的研究制造及大量生产、固定化技术在酶和活性细胞或者细胞器皿中的应用、改造和调整酶的分子结构以及生物传感器皿等等。“酶工程技术”已经广泛应用于工业方面、医疗制药、农业生产、化学研究分析、环境治理、重要能源开发利用及生存生命科学理论化研究等诸多方面。其跨越行业之多、运用范围之广,让人为之赞叹,特别是近些年在酒业发展酿造工艺中的应用研究,更使人们不断地认识到“酶工程技术”对白酒在传统工艺基础上,提高其香醇质量中发挥出更大的作用及能量。

2 酶工程技术在提高白酒质量中的运用研究

近些年,中外行业领域的专家,对酶进行了大量的分析研究,全世界范围内已经发现酶的数量多达几千种,酶工程技术的产业也得到了前所未有的发展。因此,人们开始尝试在现代酒业发展中运用“酶”,特别是在白酒配制工艺中对其进行运用与实践,取得了意想不到的优质效果。在白酒工业中,运用酶的种类主要包括:蛋白质酶、纤维素化酶、酯化性酶、糖化性酶、α-淀粉化酶等多种酶的类型。具体应用的白酒酿造阶段包括:白酒的制曲阶段、白酒的发酵阶段、白酒的蒸粮及蒸酒阶段、白酒的勾兑阶段、白酒的丢糟及使用等多个酿造阶段。通过对上述白酒的酿造阶段的多种酶的应用研究表明,酶工程技术对白酒酿造的品质口感、加强配制白酒浓香型的主体成份、拉升白酒的产出率等发挥了重要的作用。下面将分别介绍不同酶的种类在提高白酒醇香质量中的运用。

2.1 酸性质的蛋白酶工程技术的运用分析

所谓的酸性蛋白酶是在特定的酸性环境下,用于催化水解的动物、植物蛋白质成份的酶性制剂。在白酒的实际生产中添加该酶,可以增加配制液体中的α- 氨基酸,以改善白酒的独特风味、提高白酒的产出率、降低发酵过程中的杂醇油的含量。在酿酒的配料中,往往液态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,从而降低了白酒的产出率。此时,酸性质的蛋白酶运用,被吸附的淀粉酶从禁锢中被释放出来,重新开始发挥作用。酸性质蛋白酶及淀粉酶充分融合后,最终达到提高白酒产出率的目的。经过专家的实践证明,在白酒酿造过程中,以各种粮食(如大米、玉米或高粱等)含有大量淀粉成份的主原料中,运用酸性质蛋白酶后,会使白酒的出酒产出率提高近3个百分点,同时也会大大增强生产设备的利用效率,从而降低白酒经酿造过程中产生的杂醇油的含量,最终提高白酒的质地与醇度。

2.2 酯化酶工程技术的运用分析

所谓的酯化酶是指将酸与醇酶进行融合,最终形成酸酯。最初的理论原型是酶在有机融剂中发挥的作用,在合理的控制环境下,进行乙酯的综合合成,形成己酸性乙酯、乙酸性乙酯、乳酸性乙酯、丁酸性乙酯等酯类物质。对于酿造浓香型白酒,主要是各种促使香味形成的多种物质含量,香味醇度是由己酸乙酯的含量及相关的酯类物质的相互作用比例关系而决定的。因此,酯化酶的运用不仅能使各种合成酶发挥其组合作用,而且能够在白酒发酵过程中提高香味,还能在白酒勾兑过程中串香。在黄浆性水酯化性液态及生物性合成酯化性液态的生产、大曲的生产等方面,酯化酶起到了不可替代的作用。而且酯化酶工程技术在白酒工业生产的技术运用,曾在上世纪八、九十年代被称为现代生物工程化工程技术中最重要的工程技术项目。

2.3 酸性木聚糖酶工程技术的运用分析

酸性木聚糖酶工程技术的运用也是刚刚起步,最早在日本的清酒酿造中试用,并取得了成功,主要功能是用于提高白酒酿造的发酵率,加速白酒在酿造过程的发酵,最终达到白酒的高产出率、高品质的口感及醇度。

3 酶工程技术在提高白酒质量中的运用的发展趋势

酶工程技术在酿酒工业发展中占据着举足轻重的作用,业内人士已经越来越关注到酶工程技术对提高白酒的醇品质起到的决定性作用,但目前对酶工程技术的应用仍处于初级阶段,虽然大大解决了传统工艺中的高消耗、低产出的缺点,但成本随之提升。因此,未来的发展方向将从两个方面开始。第一,复合酶的技术发展。可以实现酶的重复使用、进一步扩大酶的综合作用。第二,白酒酿造中酵母的改良发展。通过现代工程技术改变酵母的发酵过程,可以扩大白酒的产出率及提高白酒的质地与醇度。