浓香型白酒大曲生产相关酶研究、利用现状

浓香型白酒大曲生产相关酶研究、利用现状

XX：蒋春华学号：110604029

摘要：白酒在我国具有上千年历史，其独特工艺堪称古代劳动人民的伟大创举。它以透明的外观、幽雅的香气、醇厚的口感深受人们喜爱。对于浓香型白酒而言大曲酒酿造生产中的重要物质，是酿酒生产的糖化、发酵、酒化和生香剂，其品质对曲酒的出酒率和酒质都有极大的影响，常有“曲是酒之骨”之称。浓香型大曲酒发酵属于多种微生物群的共同发酵,是一个复杂的生物化学反应体系。所以对于浓香型白酒大曲生产相关霉的研究是非常有必要的，这样才能更好利用大曲中的相关霉，使酒的品质得到进一步地提高。解决那些发酵周期长、设备利用率低、粮耗高、出酒率低等缺陷。

关键词：浓香型白酒大曲酶研究、利用现状

浓香型白酒大曲中的酶有很多，主要的酶系有糖化酶、液化酶、酸性蛋白酶、酯化酶（红曲霉）、脂肪酶、纤维素酶、半纤维素酶、单宁酶、果胶酶等酶类组成。本文我将对这些酶的相关研究及主要酶类在白酒生产中的应用现状进行简要概述，并阐明大曲酶的利用现状。、

1、糖化酶：糖化酶又称葡萄糖淀粉酶，糖化酶的底物专一性较低，它能很快的把直链淀粉从非还原性末端开始，依次水解α－1、4葡萄糖苷键，也能缓慢水解α－1、6键和α－1、3键，转化为葡萄糖。同时也能水解糊精，糖原的非还原末端释放β-D-葡萄糖。其作用条件为40～65℃、pH 3.0～5.5。应用于酿酒生产，既能保持原酒的风味特色，又能提高出酒率。大曲中糖化酶活力的高低直接关系到酒的质量。

糖化酶的优点：

1）、糖化酶对设备没有腐蚀性，使用安全。使用糖化酶工艺简单、性能稳定、有利于各厂的稳定生产。

2）、使用糖化酶对淀粉水解比较安全，可提高出酒率，麸曲法能减少杂菌感染，节约粮食可降低劳动强度，改善劳动条件。

3）、使用糖化酶有利于生产机械化，有利于实现文明生产。

2、α- 淀粉酶：α-淀粉酶在作用淀粉时，是一种内切葡萄糖苷酶能以随机方式从淀粉分子内部切开α-1，4- 葡萄糖苷键，使淀粉分解成长短不一的短链糊精和少量的低分子量糖类，从而使淀粉醪液的黏度显著下降，达到液化淀粉的作用，故又称为液化酶。其作用条件为60℃~70℃、pH6.0~7.0。在浓香型白酒中应要求有适当的液化酶活力（Ca2+能激活提高

α-淀粉酶的活力），糖化酶就可以其较好的水解作用。

α-淀粉酶已经成为工业应用中最为重要的酶之一，并且大量的微生物可以用高效生产淀粉酶，但是霉的大规模商业化仍然局限于几种特定的真菌和细菌中。对于高效的α-淀粉酶的需求越来越多，这可以通过对现有的酶进行改良。

3、酸性蛋白酶：酒精活性干酵母和糖化酶的应用，大幅度减少了酒曲的用量，造成酒体寡淡。酸性蛋白酶在酿酒的酸性环境中，发酵过程中起协同作用! 具有溶解发酵原料的颗粒;促进微生物繁殖;分解蛋白质生成香味物质，从而使酒体丰满醇厚功能，对巩固和完善酒精活性干酵母和糖化酶技术具有积极意义!

1）、酸性蛋白酶促进原料颗粒溶解：酸性蛋白酶对酿酒原科的颗粒物质溶解性很强!这就给糖化发酵创造了有利条件。使淀粉从中解脱出来，α-淀粉酶才能起到糖化作用。但α-淀粉酶很容易被淀粉及颗粒物质所吸附!因而失去作用能力" 酸性蛋白酶除其自身对颗粒物质有溶解作用外，并能将被吸附的α-淀粉酶从颗粒上解脱出来，使其重新恢复对颗粒物质的溶解作用。在α-淀粉酶活性测定之后!加入颗粒物质吸附，则α-淀粉酶的活性大减" 然后再加入酸性蛋白酶使之解脱" 此时α-淀粉酶液中的酶活性基本上得到恢复，从而证明了酸性蛋白酶对α-淀粉酶有解脱作用，再加上其自身也有颗粒溶解作用!从而使酿酒原料颗粒充分溶解!糖化发酵得以顺利进行。

2）、酸性蛋白酶有利于微生物增殖: 霉菌的酸性蛋白酶对微生物增殖具有重要作用。因为它分解生成的是L-氨基酸! 能被微生物直接摄取与利用。研究发现，微生物的生长需要有蛋白质为其提供氮源及能量。在发酵初期窖内酸度均偏酸，此时，酒曲中的酸性蛋白酶可强化蛋白质分解为氨基酸，丰富酒中氨基酸的含量!促进微生物的生长。在酒精发酵中，外加蛋白酶对酵母菌生长的影响。由于加入蛋白酶!使原料中的蛋白质得以更好的分解，为芽孢杆菌提供足量的氮源，使酒中杂醇油含量得到控制，改了基础酒的后苦味，使酒体绵甜柔软。氨基酸含量增加有利于酯的形成；可善融性氨基酸渗入窖泥糟醅中，为己酸菌提供了氮源，促使其产生较多的己酸对乳酸乙酯也可间接起到控制作用；强化了酒糟代谢，使原料出酒率提高酒的风味得到了明显改善。同时可以节约原料，降低成本。

3）、酸性蛋白酶促进酒精发酵；酸性蛋白酶促进酒精发酵的原因是增加醪液中的游离氨基酸水平，促进酵母菌生长繁殖，并减少菌体用于合成氨基酸等造成的底物流失和能耗。随着优良菌种的选育和酶制剂生产技术的不断发展，酸性蛋白酶作为发酵促进剂，应用于高效率酒精发酵将会得到广泛采用"。尤其是采用糟水回用发酵工艺，醪液初始pH值在4.0-4.5之间,更有利于酸性蛋白酶水解原料中的蛋白质,增加醪液中的α-氨基酸含量! 提高酵母菌抵抗

或忍耐氨基糖等有害物质的能力!加糟水回用批次! 减少酒糟处理的设备投资和能耗。

4）、酸性蛋白酶：提供生香前体物质和风味物质酒中各种微量成分的含量多少和适当的比例关系是构成各种名优白酒风格香型的重要因素。有研究表明!酱香型大曲的酸性蛋白酶含量高于浓香型大曲近一倍!而浓香大曲又比清香大曲含量高，说明酸性蛋白酶可能与香型具有一定相关性。白酒中的高级醇主要来源于酸性蛋白酶分解蛋白质所生成的氨基酸" 白酒中的高级醇及其派生出来的酸醛、酮、酯等都是白酒的香味重要组分。酸性蛋白酶在酿酒的酸性环境中，将原料蛋白质水解成氨基酸，氨基酸是生成白酒香味成分的前体物质，经过不同微生物及酶的代谢，生成多种香味物质。这些种生香物质前体，可转化为多种酯及其他香味物质。使它在浓香型白酒大曲生产中得到广泛的应用。

4、酯化酶：酯化酶不是酶学上的术语，酶学上名为解脂酶，是脂肪酶、酯合成酶、酶分解酶、磷酸酯酶的统称，是指能催化醇、酸生成酯的一种生物酶。众所周知，浓香型白酒主体香是以己酸乙酯为主的复合香气的。所以己酸乙酯含量的高低及与乳酸乙酯、乙酸乙酯、丁酸乙酯等微量成分的比例关系决定酒质的优劣。数它的耐酸性较强，能将有机酸转化成相应的酯类，从而解除酸对细胞的毒害作用。酯化酶的理论基础为酶在有机溶剂中的作用，在窖外直接将酸与醇催化合成酯类，包括同时合成己酸乙酯、乙酸乙酯、乳酸乙酯、丁酸乙酯等酯类物质，在白酒生产中应用的多为乙酸乙酯合成酶及己酸乙酯合成酶。酯化酶在水相中表现出脂肪水解酶的活力，它可将酒醅中的脂肪水解为甘油及脂肪酸，脂肪酸与乙醇酯化成油酸乙酯、亚油酸乙酯、棕榈酸乙酯等高级脂肪酸酯，因此酯化酶对成品酒的风味同样具有一定作用。它还产生较高的蛋白酶，对丰富酒的香味成分有重要作用。在浓香型白酒生产中应用酯化酶，发酵过程既有传统大曲的糖化功能，也有生香功能，从而能起到缩短发酵周期，同时也提高了出酒率和优质酒率；突出了浓香型白酒己酸乙酯的主体香；酒体协调，促进了酯化反应；能够在较高的酸度下正常发酵，利于酒体“洁净”；较好地解决了酒质和出酒率的矛盾；有利于工艺稳定，提高生产效率；产酒醇甜，赋予成品酒良好的风味。

5、复合酶：将蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶等进行复配，开发出的复合增香酶，充分利用酶的水解、酯化功能，促使香味组分的合成，大幅度增加香味成分的含量，提高白酒品质。它能够充分转化原料中的有效有机成分，并且在发酵过程中促使主体香味和其他微量香味组分综合提高的效果，从而提高了白酒的质量档次。复合酶在提高优质品率的功效上，不仅是单纯提高了主体香味物质，而且对于多碳链脂肪酸酯、醛、酮、醇、酸等微量香味组分，都有不同程度的改变，特别是高级脂肪酸酯、多元高级醇、氨基酸类的增加使酒质窖香浓郁、

绵甜爽冽，香味协调、余味悠长；复合酶的作用使得原料中难以分解转化的脂肪、蛋白质、纤维素等物质得到充分转化，对丢糟中的残余物质进行充分分解，可提高原料出酒率；明显缩短了传统发酵周期；促使原料中微量蛋白质、脂肪的充分分解，使得酒体中的异味减少，缩短了白酒的老熟贮存时间。

6、纤维素酶：它的作用在于破解纤维素及半纤维素构成的致密网状细胞结构，充分释放出其中的有效物质。释放出的淀粉、蛋白质等大分子物质在相应酶类的作用下转化，纤维素酶可以将高粱、小麦等原料淀粉中3%左右的纤维素和半纤维素转化成可发酵性糖，再经酵母发酵转化为酒精，从而提高出酒率。纤维素酶对纤维素有降解作用可以破坏间质细胞壁的结构，使其包含的淀粉释放出来利于糖化酶的作用，同时释放出的呈香前体物质在酯化酶作用下转化为呈香物质，增加了原酒中芳香物的量，可改善酒质。由于芳香物的增多，相应的了辛辣物质含量而使原酒更加醇厚，风格突出。

酒糟中淀粉含量不高，而纤维素含量很高，有些淀粉在植物细胞壁中，糖化酶无法将这部分淀粉糖化，因此单在植物细胞壁中，糖化酶无法将这部分淀粉糖化，因此单独提高糖化酶加入量对酒糟生成还原糖作用效果不明显，添加纤维素酶不但能将丢糟中的纤维素降解转化为可发酵糖，而且由于纤维素酶对纤维素的降解，破坏了原料的植物细胞壁，使其包含的淀粉释放出来，有利于糖化

料的植物细胞壁，使其包含的淀粉释放出来，有利于糖化的植物细胞壁，使其包含的淀粉释放出来，有利于糖化料转化为可发酵性糖，有利于酒糟的利用。从而提高原料利用率。

7、半纤维素酶：木聚糖是自然界中的一种丰富的再生资源，是最具代表性的半纤维素，比纤维素更易被微生物降解转化，降解产物木糖在木聚糖酶的作用下可转变为乙醇。木聚糖酶为一类以内切方式水解木聚糖分子中β-1，4-木糖苷键的酶，其水解产物主要为木二糖和木糖以上的低聚木糖，也有少量木糖和阿拉伯糖。其作用条件是pH值为3.0~10.5，稳定pH值为3.0~10.0。反应最适pH值为4.0~7.0，最适温度为40℃~60℃。半纤维素酶和纤维素酶对纤维素有降解作用，可以破坏间质细胞壁的结构，使其包含的淀粉释放出来，利于糖化酶的作用，从而提高原料利用率。

8、单宁酶：单宁酶为单宁酰基水解酶，也称鞣酸酶。将单宁酸加水分解，生成没食子酸及葡萄糖。减少单宁、食子酸对酵母发酵生长的妨碍。产生单宁酶微生物为霉菌如黑曲霉及米曲霉等。

9、果胶酶：在大曲中普遍存在于细菌和真菌中，分解果胶质的多种酶的总称，分为解聚酶及果胶酯酶。其主要作用降解果胶物质，降低物料的黏度。促进细胞分离。

结语：在酿酒的生产过程中，大曲是发酵重要的动力源。大曲酒酿造过程的实质是微生物利用自身酶系，进行底物催化的一系列反应，当反应终止或稳定时，由环境选择实现微生物竞争更迭而进入下个酶系和菌系循环反应。大曲丰富的微生物群及其功能酶系在酿酒的三系（菌系、酶系、物系）中自由流通，所网罗的菌种丰度、协调性及在制曲过程中形成的风味前驱物质，是酒体质量、产量的重要保障，由此酒曲成为酿酒品控的核心指标之一。大曲中所含酶系的种类和数量直接影响着白酒产品的风味质量。故对大曲酶系中酶的种类和数量进行优化组合，用于突出和提高特定产品的风味风格及质量是今后我国传统工艺白酒生产研究的重点。

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