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        響應(yīng)面優(yōu)化藥食同源基質(zhì)制曲工藝及酒體成分分析

        2019-07-05 02:13:06禹曉婷
        食品科學(xué) 2019年12期
        關(guān)鍵詞:制曲糖化酶酒體

        禹曉婷,蘇 偉*,齊 琦,姜 麗

        (1.貴州大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,貴州 貴陽(yáng) 550025;2.貴州大學(xué)釀酒與食品工程學(xué)院,貴州 貴陽(yáng) 550025)

        中國(guó)酒曲歷史悠久,品種多樣,酒曲的種類及品質(zhì)決定著酒體的風(fēng)格、香味物質(zhì)以及營(yíng)養(yǎng)成分的組成,因此有“曲乃酒之骨”和“好曲出好酒”的說(shuō)法[1-3],而藥曲則是指制曲時(shí)加入中藥材。中藥材在傳統(tǒng)藥曲制作中有長(zhǎng)期和廣泛的應(yīng)用。制曲添加中藥材,一方面可以抑制雜菌、促進(jìn)有益微生物的生長(zhǎng)代謝;另一方面也賦予發(fā)酵食品一定的風(fēng)味,還有一個(gè)重要目的是開發(fā)保健功效[4]。在《齊民要術(shù)·河?xùn)|神曲方》、《白醪曲》、《北山酒經(jīng)》和《蘇軾·酒經(jīng)》中均有用藥制曲的記載,因此有“無(wú)藥不成曲”的說(shuō)法[5-7]。趙申升[8]、羅歆[9]、李新社[10]等均在制曲時(shí)加入一定比例的中藥材,得到了糖化能力和液化能力較高的中藥曲。在越南,人們添加肉豆蔻皮、甘草根、細(xì)辛、白豆蔻果、茴香和丁香等制曲,主要目的是加強(qiáng)香氣,抑制有害微生物的生長(zhǎng)[11]。

        傳統(tǒng)酒曲制作大多是以麩皮或者谷物為基質(zhì),不添加任何外加基質(zhì),通過(guò)自然接種微生物,所制得酒曲微生物種類繁多,品質(zhì)參差不齊,加上工藝落后,生產(chǎn)環(huán)境差,設(shè)備簡(jiǎn)陋,造成在米酒發(fā)酵過(guò)程中常常伴有雜菌污染,使米酒品質(zhì)不穩(wěn)定,因此Yu等[12]利用分離的米曲霉CJCM-4對(duì)米曲的制備進(jìn)行優(yōu)化。根霉是小曲的最主要糖化菌[13],對(duì)發(fā)酵酒乙醇、高級(jí)醇含量等都有顯著影響,同時(shí)還具備產(chǎn)多種脂及多種有機(jī)酸的能力,對(duì)米酒的質(zhì)量和風(fēng)味有重要影響[14-15]。本研究采用純種根霉和酵母接種到藥食同源基質(zhì)制曲,既可以避免發(fā)酵過(guò)程中雜菌污染嚴(yán)重的問題,又可以通過(guò)新基質(zhì)賦予酒體豐滿風(fēng)味,同時(shí)增加保健功效,趙婷婷等[16]利用1 株產(chǎn)香酵母協(xié)同米根霉發(fā)酵,生產(chǎn)出滋味豐富的米酒。

        本研究以枸杞、覆盆子、山藥、酸棗仁、芡實(shí)、沙棘、干姜、甘草、桑葚、人參、牛蒡根和瑪卡12 味藥食同源的物質(zhì)作為制曲基質(zhì),該12 味中藥材有滋陰補(bǔ)腎、開胃健脾、通達(dá)氣血等作用。通過(guò)將其制成酒曲,在微生物作用下使藥材中的有效成分充分釋放,并隨著發(fā)酵進(jìn)入酒體,以期達(dá)到增加米酒營(yíng)養(yǎng)成分的效果。

        1 材料與方法

        1.1 材料與試劑

        各藥材質(zhì)量分?jǐn)?shù):瑪卡33.5%、人參6.7%、酸棗仁3.3%、牛蒡根6.7%、甘草3.3%、干姜3.3%、芡實(shí)6.7%、山藥6.7%、桑葚子2.0%、覆盆子4.5%、枸杞20.0%、沙棘3.3%。以上藥材均為市購(gòu),粉碎混合后干燥,密封備用(工廠已粉碎完成)。

        Z-20根霉曲(傳統(tǒng)曲) 四川瀘州市釀酒科學(xué)研究所;增香酵母 貴州輕工釀酒研究所;三氯甲烷美國(guó)天地公司;愈創(chuàng)木酚、4-乙基愈創(chuàng)木酚、對(duì)乙基苯酚、苯酚、2-甲酚 德國(guó)DR公司;28 種標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)和內(nèi)標(biāo)物乙酸丁酯 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心;其余試劑均為國(guó)產(chǎn)分析純。

        1.2 儀器與設(shè)備

        Trace GC Ultra-DSQ MS氣相色譜-質(zhì)譜(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)聯(lián)用儀、固相萃取C18柱(1 000 mg/6 mL) 美國(guó)賽默飛世爾公司;FA2004N電子天平 上海菁海儀器有限公司;DHP-420型電熱恒溫培養(yǎng)箱 天津天泰儀器有限公司;HHS6型電熱恒溫水浴鍋 北京科偉永興儀器有限公司;DK-98-II型電子調(diào)溫萬(wàn)用爐 天津市泰斯特儀器有限公司;MB90型水分測(cè)定儀 奧豪斯儀器(常州)有限公司;L5S紫外-可見分光光度計(jì) 上海儀電分析儀器有限公司。

        1.3 方法

        1.3.1 材料預(yù)處理

        市購(gòu)當(dāng)年生長(zhǎng)藥材,洗凈挑出雜質(zhì),干燥并粉碎,干燥后藥材自身含水量在10%~13%為最佳,密封備用。

        1.3.2 制曲工藝流程及操作要點(diǎn)

        1.3.2.1 制曲工藝流程

        取粉碎后藥材潤(rùn)料0.5 h→蒸煮上汽10 min→迅速降溫并打撒→裝入三角瓶→接種根霉和酵母→三角瓶恒溫培曲→扣瓶1 次(24 h左右)→出曲低溫烘干→密封保藏

        1.3.2.2 制曲操作要點(diǎn)

        選用品質(zhì)上佳的各藥食同源藥材并粉碎,混合均勻。潤(rùn)料,控制含水量,浸潤(rùn)藥材30 min,上鍋蒸煮至上汽,10 min后取出迅速打散并降溫至25~30 ℃裝入滅菌三角瓶。根據(jù)藥材質(zhì)量接入根霉與酵母,混合均勻。三角瓶恒溫培養(yǎng)24 h左右瓶?jī)?nèi)布滿菌絲,菌絲聯(lián)結(jié)基質(zhì)成塊后翻曲。再經(jīng)12 h左右生長(zhǎng)完成。取出實(shí)驗(yàn)曲于在低于40 ℃培養(yǎng)箱中逐步升溫干燥。若出現(xiàn)黑灰色孢子,則說(shuō)明基質(zhì)水分過(guò)高,應(yīng)減少潤(rùn)料水分。

        1.3.3 最佳酵母接種量的選擇

        接種酵母是為充分分解藥材中的蛋白質(zhì),降低米酒中沉淀物質(zhì),同時(shí)增加米酒中氨基酸含量[17]。酵母能夠以乙醇為碳源,具備乙醇發(fā)酵能力和醋酸發(fā)酵能力,能產(chǎn)生以酯香為主的多種香味物質(zhì)[18],在根霉接種量0.3%、培曲時(shí)間40 h、基質(zhì)含水量65%和培曲溫度28 ℃條件下,選擇酵母接種量為藥材干質(zhì)量的0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%,以曲液化酶活力為指標(biāo),選擇最佳酵母添加量。

        1.3.4 單因素試驗(yàn)

        固定根霉接種量0.3%、培曲時(shí)間40 h、基質(zhì)含水量65%和培曲溫度28 ℃為單因素試驗(yàn)條件,以糖化酶、液化酶活力值為評(píng)價(jià)指標(biāo),選擇根霉接種量(0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%,以藥材干質(zhì)量計(jì))、培曲時(shí)間(32、36、40、44、48 h)、基質(zhì)含水量(55%、60%、65%、70%、75%)、培曲溫度(26、28、30、32、34 ℃)4 個(gè)因素進(jìn)行單因素試驗(yàn),考察各因素對(duì)產(chǎn)酶能力的影響。

        1.3.5 制曲工藝響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)

        在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,以基質(zhì)含水量、根霉接種量、培曲時(shí)間和培曲溫度4 個(gè)因素為自變量,以糖化酶活力為響應(yīng)值,根據(jù)Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)原理進(jìn)行4因素3水平試驗(yàn)設(shè)計(jì),并進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合優(yōu)化制曲工藝[19-20],試驗(yàn)因素水平見表1。

        表1 響應(yīng)面試驗(yàn)因素與水平Table 1 Factors and levels used in response surface methodology

        1.3.6 實(shí)驗(yàn)曲指標(biāo)測(cè)定

        含水量的測(cè)定:采用干燥法[21];糖化酶、液化酶活力測(cè)定:采用文獻(xiàn)[22]方法;蛋白酶活力測(cè)定:采用SB/T 10317—1999《蛋白酶活力測(cè)定法》方法;纖維素酶測(cè)定:采用二硝基水楊酸法[23];果膠酶測(cè)定:采用分光光度法[24];脂肪酶活力測(cè)定:參考GB/T 23535—2009《糧食、油料的脂肪酶活動(dòng)度的測(cè)定》方法。

        1.3.7 米酒揮發(fā)性成分的測(cè)定

        米酒揮發(fā)性成分測(cè)定具體方法參照文獻(xiàn)[25-27]。

        1.4 數(shù)據(jù)處理

        采用Design-Expert V8.0.6響應(yīng)面設(shè)計(jì)軟件Origin 8.0和IBM SPSS Statistics 25進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,結(jié)果以 ±s表示。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 酵母最佳接種量的確定

        由圖1可知,當(dāng)酵母添加量為1.5%時(shí),曲液化酶活力達(dá)到最大值(1.32±0.032)g/(g·h),此時(shí)α-淀粉酶將淀粉水解為糊精及少量麥芽糖和葡萄糖,發(fā)酵液濃度和黏度降低。酵母添加量過(guò)少,導(dǎo)致藥材中有機(jī)物利用率低,酵母聚集生長(zhǎng)差;酵母添加量過(guò)多,酵母生長(zhǎng)所需要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不足,同樣會(huì)導(dǎo)致液化酶活力降低。因此酵母添加量1.5%是實(shí)驗(yàn)曲制作的最佳接種量。

        圖1 酵母添加量對(duì)液化酶活力的影響Fig. 1 Effect of yeast inoculum amount on liquefaction enzyme activity

        2.2 單因素試驗(yàn)結(jié)果

        2.2.1 根霉接種量對(duì)酶活力的影響

        圖2 根霉接種量對(duì)糖化酶、液化酶活力的影響Fig. 2 Effects of Rhizopus inoculum size on liquefaction enzyme and glucoamylase activity

        由圖2可知,接種量在0.1%~0.5%范圍內(nèi)變化時(shí),糖化酶、液化酶活力呈先上升后快速下降的趨勢(shì)。當(dāng)接種量為0.3%時(shí),酶活力最高,隨著接種量繼續(xù)增大,酶活力開始逐漸降低。這是因?yàn)楫?dāng)接種量較大時(shí),根霉將基質(zhì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)都用來(lái)自身生長(zhǎng),使生長(zhǎng)發(fā)育加快,導(dǎo)致較早進(jìn)入衰老期,不利于酶等代謝產(chǎn)物的合成分泌[28]。合適的接種量有利于在較短的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生更多高活性的糖化酶。因此,設(shè)計(jì)響應(yīng)面試驗(yàn)時(shí)選用根霉接種量0.2%、0.3%、0.4%。

        2.2.2 培曲時(shí)間對(duì)酶活力的影響

        由圖3可知,當(dāng)培養(yǎng)時(shí)間在32~48 h時(shí),糖化酶、液化酶活力隨培養(yǎng)時(shí)間增加呈先上升后下降的趨勢(shì),在40 h時(shí)酶活力最大,32~36 h酶活力增加幅度小的原因是根霉生長(zhǎng)處于遲緩期,菌體攝取營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)主要用于自身細(xì)胞質(zhì)生長(zhǎng),酶分泌較少。當(dāng)進(jìn)入菌絲體快速生長(zhǎng)階段,產(chǎn)生大量代謝產(chǎn)物,隨著菌體大量生長(zhǎng)代謝,基質(zhì)中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被消耗,菌體生長(zhǎng)緩慢,逐漸進(jìn)入衰亡期,代謝物逐漸變少[29],因此酶活力降低。傳統(tǒng)的培曲時(shí)間一般較長(zhǎng),一般為幾天到幾十天不等[1],本研究?jī)H用40 h左右便使酒曲達(dá)到相同效果的酶活力,說(shuō)明添加中藥對(duì)酵母和根霉生長(zhǎng)產(chǎn)酶均有積極作用。因此,選培養(yǎng)時(shí)間為36、40、44 h設(shè)計(jì)響應(yīng)面試驗(yàn)。

        圖3 培曲時(shí)間對(duì)根霉糖化酶、液化酶活力的影響Fig. 3 Effect of cultivation time on liquefaction enzyme and glucoamylase activity

        2.2.3 基質(zhì)含水量對(duì)酶活力的影響

        圖4 基質(zhì)含水量對(duì)根霉糖化酶、液化酶活力的影響Fig. 4 Effect of matrix moisture contents on liquefaction enzyme and glucoamylase activity

        由圖4可知,當(dāng)藥材含水量在55%~75%之間時(shí),糖化酶、液化酶活力均呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì),當(dāng)基質(zhì)含水量在65%時(shí),酶活力最大。根霉屬好濕型微生物,喜歡生長(zhǎng)在潮濕的環(huán)境,因此水分的改變對(duì)根霉在麩皮中的繁殖有很大影響。當(dāng)基質(zhì)含水量低時(shí),根霉水分短缺,菌體繁殖漸次變慢至停止;增大基質(zhì)含水量,根霉生長(zhǎng)雖快,但基質(zhì)聚集成團(tuán),基質(zhì)內(nèi)菌體通過(guò)無(wú)氧呼吸產(chǎn)乙醇而妨礙根霉菌絲的連續(xù)繁殖,基質(zhì)中出現(xiàn)灰黑孢子, 有異味等問題,降低了糖化酶活力。因此,選擇基質(zhì)含水量為60%、65%、70%進(jìn)行響應(yīng)面設(shè)計(jì)。

        2.2.4 培曲溫度對(duì)酶活力的影響

        由圖5可以看出,當(dāng)培曲溫度在26~34 ℃時(shí),糖化酶、液化酶活力均呈先增高后降低的趨勢(shì),當(dāng)培曲溫度在28 ℃時(shí),酶活力均達(dá)到最大。溫度主要是通過(guò)影響微生物體內(nèi)的核酸、蛋白質(zhì)等生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能影響微生物生長(zhǎng)、繁殖以及新陳代謝。過(guò)高的環(huán)境溫度會(huì)導(dǎo)致部分生物大分子變性失活,而過(guò)低的溫度會(huì)使酶活力鈍化,細(xì)胞的新陳代謝活動(dòng)減弱。因此,選擇培曲溫度為26、28、30 ℃。

        圖5 培曲溫度對(duì)根霉糖化酶、液化酶活力的影響Fig. 5 Effect of culture temperature on liquefaction enzyme and glucoamylase activity

        2.3 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果

        2.3.1 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果

        以霉菌接種量、培曲時(shí)間、基質(zhì)含水量、培曲溫度為因素,糖化酶活力為響應(yīng)值進(jìn)行制曲優(yōu)化試驗(yàn)。響應(yīng)面Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果見表2。

        表2 Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果Table 2 Box-Behnken design with experiment and predicted values of glucoamylase activity

        2.3.2 模型方差分析及響應(yīng)面分析

        表3 回歸方程方差分析Table 3 Analysis of variances for the developed regression equation

        從表3可看出,模型極顯著,失擬項(xiàng)不顯著,說(shuō)明該回歸模型預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)值有較好的擬合水平,該模型適用于對(duì)中藥制曲工藝進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)?;貧w系數(shù)R2為0.983 5,表明該模型相關(guān)度好。=0.967 0,表明有96.7%的響應(yīng)值變化可以用模型來(lái)解釋,模型具有良好的擬合度,試驗(yàn)誤差較小,可以對(duì)結(jié)果進(jìn)行準(zhǔn)確分析和預(yù)測(cè)?;貧w方程中各變量對(duì)指標(biāo)(響應(yīng)值)影響的顯著性,由F檢驗(yàn)判定,結(jié)果表明:D、CD、A2、B2、C2、D2達(dá)到極顯著水平,AB達(dá)到顯著水平。僅考慮顯著項(xiàng),得到的二次多元回歸方程為:糖化酶活力=776.87-7.70A-0.33B+9.39C+30.31D+19.58AB+1.50AC+4.50BC+3.75BD-28.67CD-104.03A2-106.40B2-107.91C2-145.11D2?;貧w方程一次項(xiàng)系數(shù)絕對(duì)值的大小,決定了各因素對(duì)響應(yīng)值影響的主次順序,所以各因素對(duì)響應(yīng)值影響排序?yàn)椋号嗲鷾囟龋净|(zhì)含水量>根霉接種量>培曲時(shí)間。

        2.3.3 響應(yīng)面分析與條件優(yōu)化

        等高線圖可以直觀地反映兩變量交互作用的顯著程度,圓形表示兩因素交互作用不顯著,而橢圓形與之相反[30]。根據(jù)回歸方程繪制響應(yīng)面見圖6。

        圖6 各因素交互作用對(duì)曲糖化酶活力的響應(yīng)面和等高線圖Fig. 6 Response surface and contour plots showing interactive effects of various factors on glucoamylase activity

        從圖6a可以看出,基質(zhì)含水量65%、培曲溫度28 ℃時(shí),霉菌接種量和培曲時(shí)間交互作用顯著。從三維立體圖可以看出,增大根霉接種量和培曲時(shí)間有利于糖化酶活力的提高,糖化酶活力在極大值點(diǎn)。當(dāng)培曲時(shí)間保持不變時(shí),隨著根霉接種量增加,糖化酶活力先增高后降低,但不管培曲時(shí)間較長(zhǎng)還是較短,糖化酶活力升高和降低的幅度較一致;當(dāng)保持根霉接種量不變時(shí),隨著培曲時(shí)間增加,糖化酶活力也呈先增加后降低的趨勢(shì)。由等高線圖可知,根霉接種量對(duì)糖化酶活力的影響比培曲時(shí)間要大,這與方差分析結(jié)果一致。當(dāng)培曲時(shí)間在37.96~41.94 h,根霉接種量在0.25%~0.35%時(shí),對(duì)糖化酶活力提高最為有利。

        從圖6b可以看出,當(dāng)根霉接種量0.3%、培曲時(shí)間40 h時(shí),培曲溫度和基質(zhì)含水量交互作用顯著。從三維立體圖可以看出,響應(yīng)面坡度較大較為陡峭,這說(shuō)明糖化酶活力對(duì)培曲溫度和基質(zhì)含水量改變有較高的敏感度。當(dāng)培曲溫度和基質(zhì)含水量分別保持不變時(shí),隨著基質(zhì)含水量和培曲溫度的分別增加,糖化酶活力均呈現(xiàn)出急劇增加后又急劇降低的趨勢(shì),由等高線圖可知,培曲溫度對(duì)糖化酶活力的影響比基質(zhì)含水量大,與方差分析結(jié)果一致。當(dāng)基質(zhì)含水量在60.90%~69.5%,培曲溫度在26.75 ~29.67 ℃時(shí),對(duì)糖化酶活力的提高最有利。

        利用Design-Expert 8.0.6軟件進(jìn)行最佳工藝參數(shù)組合,優(yōu)化結(jié)果為:根霉接種量0.3%、培曲時(shí)間39.99 h、基質(zhì)含水量65.15%和培曲溫度28.20 ℃,在此條件下曲糖化酶活力預(yù)測(cè)值為778.65 mg/(g·h)??紤]到實(shí)際操作情況,將各條件修正到根霉接種量0.3%、培曲時(shí)間40 h、基質(zhì)含水量65%和培曲溫度28 ℃,在該條件下進(jìn)行3 次實(shí)驗(yàn),得到的結(jié)果平均值為(779.233±0.577)mg/(g·h),與預(yù)測(cè)值接近,說(shuō)明該模型很好地預(yù)測(cè)了曲的糖化酶活力,優(yōu)化工藝條件可靠。

        2.4 酶系分析結(jié)果

        采用最佳優(yōu)化方案制曲與傳統(tǒng)曲進(jìn)行糖化酶、液化酶、蛋白酶、纖維素酶、果膠酶以及脂肪酶活力分析比較,見表4。

        表4 酒曲酶系分析比較Table 4 Comparison of multi-enzyme analysis of new and traditional koji

        由表4可知,實(shí)驗(yàn)曲和傳統(tǒng)曲之間同種酶其酶活力也可能存在顯著性差異。實(shí)驗(yàn)曲的糖化酶、液化酶活力較傳統(tǒng)曲有明顯提高,糖化酶活力為(779.233±0.577)mg/(g·h),約是傳統(tǒng)曲的1.3 倍,液化酶活力為(2.730±0.231)g/(g·h),約為傳統(tǒng)曲的2.8 倍,差異極顯著(P<0.001),這說(shuō)明實(shí)驗(yàn)曲具有明顯強(qiáng)化酒發(fā)酵的能力,對(duì)根霉和酵母的生長(zhǎng)有促進(jìn)作用。實(shí)驗(yàn)曲的蛋白酶活力較傳統(tǒng)曲高,酸性和中性蛋白酶存在極顯著差異(P<0.001),堿性蛋白酶差異顯著(P=0.027),這可以解決釀酒過(guò)程中蛋白質(zhì)分解不完全,出現(xiàn)沉淀等問題,同時(shí)也可增加酒釀中氨基酸含量。實(shí)驗(yàn)曲的酸性纖維素酶活力約為傳統(tǒng)曲酶活力的1.6 倍,說(shuō)明藥材中的某些物質(zhì)可以促進(jìn)微生物生長(zhǎng),同時(shí)促進(jìn)微生物分泌纖維素酶[31]。兩種曲果膠酶活力分別為(260.730±3.300)U/g和(235.427±3.810)U/g,酶活力相差不大。纖維素酶可降解發(fā)酵原料中的纖維素,果膠酶能夠分解酒曲原料中果膠物質(zhì)生成甲醇和聚半乳糖醛酸,兩者都能夠提高原料的利用率[32]。實(shí)驗(yàn)曲脂肪酶活力((18.888±3.849)U/g)較傳統(tǒng)曲((15.555±1.924)U/g)高,說(shuō)明實(shí)驗(yàn)曲能夠更好的將原料中的脂肪類物質(zhì)轉(zhuǎn)化為脂肪酸、甘油二酯等物質(zhì),可以更好地為酒體中的香氣成分做貢獻(xiàn)。

        2.5 酒曲釀酒GC-MS揮發(fā)性成分分析

        圖7 實(shí)驗(yàn)曲釀造米酒中揮發(fā)性成分GC-MS總離子流圖Fig. 7 GC-MS total ion chromatogram of volatile components in new rice mwine

        圖8 傳統(tǒng)曲釀造米酒中揮發(fā)性成分GC-MS總離子流圖Fig. 8 GC-MS total ion current chromatogram of volatile components in traditional rice wine

        表5 米酒揮發(fā)性成分分析結(jié)果Table 5 Volatile component analysis results of rice wines

        實(shí)驗(yàn)曲釀造米酒和傳統(tǒng)曲釀造米酒GC-MS總離子圖見圖7和圖8,鑒定的香氣物質(zhì)見表5,共檢測(cè)了33 種成分,其中醇類7 種、酯類8 種、酸類10 種、醛類3 種、酚類5 種。實(shí)驗(yàn)曲釀造米酒中醇類物質(zhì)含量均高于傳統(tǒng)釀造米酒,特別是異戊醇、正乙醇質(zhì)量濃度高達(dá)(109.394±14.474)μg/100 mL和(100.364±24.177)μg/100 mL,是傳統(tǒng)曲釀造米酒的11 倍和14.5 倍,這使得米酒的果香味與清香味大大增加。醇類是酒體呈香的主體成分,少量的高級(jí)醇能賦予酒體高雅的水果香,同時(shí)還是形成酯類物質(zhì)的前體,對(duì)于酒體風(fēng)格的體現(xiàn)有重要的作用[36]。酯類物質(zhì)中,以乳酸乙酯、丁酸乙酯為主體香氣物質(zhì),質(zhì)量濃度分別達(dá)到了(259.894±10.748)μg/100 mL和(187.552±0.845)μg/100 mL,與傳統(tǒng)酒曲釀造米酒比較,質(zhì)量濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其(19.922±0.267)μg/100 mL和(0.867±0.013)μg/100 mL,賦予酒體多種果香味,是酒中香氣組成的重要物質(zhì),影響酒體的香型及風(fēng)格[37]。酸類物質(zhì)能與醇類物質(zhì)反應(yīng)生成相應(yīng)的酯類物質(zhì),從而賦予酒體香味,適量的酸類物質(zhì)能提高酒體的整體協(xié)調(diào)性,過(guò)高或過(guò)低都會(huì)給酒體呈香帶來(lái)負(fù)面影響[38]。其乙酸含量相對(duì)都較大,實(shí)驗(yàn)曲釀酒乙酸質(zhì)量濃度達(dá)到(560.939±18.185)μg/100 mL,而傳統(tǒng)曲釀酒為(135.240±5.113)μg/100 mL,這與易欣等[39]研究一致。醛類物質(zhì)對(duì)酒體香味也有一定影響,乙醛能賦予酒體果香、咖啡香、且?guī)в幸欢ㄇ逑悖瑢?shí)驗(yàn)曲釀造米酒中3 種醛類物質(zhì)含量均高于傳統(tǒng)曲釀酒。

        3 結(jié) 論

        以藥食同源物質(zhì)制曲,通過(guò)單因素試驗(yàn)和Box-Behnken設(shè)計(jì)試驗(yàn),采用響應(yīng)面分析法優(yōu)化藥食同源物質(zhì)制曲工藝條件,確定的優(yōu)化工藝條件參數(shù)為:根霉接種量0.3%、培曲時(shí)間40 h、基質(zhì)含水量65%和培曲溫度28 ℃,在此條件下實(shí)驗(yàn)曲糖化酶活力為(779.233±0.577) mg/(g·h)。在本實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)建立的二次線性回歸模型準(zhǔn)確有效,可用來(lái)預(yù)測(cè)設(shè)定條件范圍內(nèi)及其周圍的藥食同源物質(zhì)制曲工藝參數(shù),對(duì)實(shí)驗(yàn)有較好擬合性,有一定的實(shí)用價(jià)值。對(duì)實(shí)驗(yàn)曲酶系測(cè)定結(jié)果表明,糖化酶、液化酶、酸性與中性蛋白酶、纖維素酶活力等均極顯著高于傳統(tǒng)曲(P<0.000 1),說(shuō)明實(shí)驗(yàn)曲具有良好的發(fā)酵性能。對(duì)實(shí)驗(yàn)曲釀酒主要33 種物質(zhì)分析表明,醇類以正丙醇(75.488±17.389)μg/100 mL、異戊醇(109.394±14.474)μg/100 mL、正乙醇(100.364±24.177)μg/100 mL為主,酯類物質(zhì)中以乙酸乙酯(76.468±1.513)μg/100 mL、乳酸乙酯(19.922±0.267)μg/100 mL居多,賦予酒體果香和酯香,酸類以乙酸(135.240±5.113)μg/100 mL、丙酸(34.879±17.671)μg/100 mL居多,說(shuō)明采用藥食同源基質(zhì)制曲,在微生物作用下,基質(zhì)中的有效成分能夠很好地融入酒體,提高米酒的營(yíng)養(yǎng)成分。發(fā)酵所得的黑糯米酒暗紅發(fā)亮,酒體清澈,質(zhì)地均勻,有淡淡藥香,酸甜可口,口感醇厚柔和,是一種能受到消費(fèi)者喜愛的米酒。

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