扳倒井復糧芝麻香酒以其芝麻香幽雅細膩、口味圓潤豐滿,回味悠長的風格深受消費者喜愛,通過微量成分的剖析,其香味成分含量豐富,尤其是有機酸和含氮化合物,這些豐富的微量成分,不僅突出了扳倒井芝麻香酒的典型風格,而且形成了其幽雅細膩的高貴氣質,這些豐富的微量成分的形成得益于技術創新的結果。
近十幾年來,扳倒井致力于芝麻香酒的深入研究與工藝技術研發,進行生產工藝的改進與創新,在微生物菌群的分離培養及分析檢測技術等方面有了較大的突破和提高,使扳倒井芝麻香酒在香型的典型性和品質上發生了質的飛躍。
一、微量成分的分析
酒的風格質量是由其所含微量成分的數量及它們之間的量比關系決定的,為了深入研究扳倒井芝麻香酒的典型風格,我們在分析檢測技術上加大了投入。目前,企業擁有一臺Agilent7890A-Agilent5975C氣質聯用儀、TekmarvelocityxpT吹掃捕集儀、Agilent6820氣相色譜儀、島津GC-14C氣相色譜儀、SP6890氣相色譜儀,通過對扳倒井酒中酸、醇、酯、含氮化合物、含硫化合物、多元醇、揮發性酚類化合物的分析研究,使我們在酒樣的前處理、色譜技術的分析與應用提升到較高的水平。目前,已定性定量檢測出扳倒井芝麻香酒中八十多種成分,用氣質聯用儀分離出36種含氮化合物,其中29種為吡嗪類,定性定量20多種有機酸,由此可見,扳倒井芝麻香酒中含有豐富的微量成分,尤其是含氮化合物和有機酸含量豐富,含氮化合物是構成芝麻香酒的重要香味成分,有機酸對酒體的豐滿凈爽有很大的作用,豐富的微量成分形成了酒體幽雅細膩、回味悠長的風格。
1.含氮化合物的分析
我們將扳倒井試樣通過酸化、蒸發、濃縮、萃取以及堿性組分的提取,然后結合使用高性能毛細管柱和色譜-質譜聯用鑒定儀,共分離出36種含氮化合物,其中29種為吡嗪類,由此可以看出:含氮化合物是扳倒井芝麻香酒的重要香氣成分。
(1)實驗儀器
Agilent7890A-Agilent5975C氣質聯用儀;
旋轉蒸發器,KD濃縮器,譜庫NIST05;
PEG20m石英毛細管交聯柱內徑0.25mm,柱長40m。
(2)分析條件
色譜條件載氣高純氮,柱前壓100KPa,平均線速為25cm/s;
體積流速為37.5ml/min,空氣375ml/min,氫氣30 ml/min,尾吹30ml/min,分流比30:1,進樣量2μl;
柱溫 60℃[ (4 min) ] 40℃/min 180℃[ (20 min)] 汽化溫度180℃,接口溫度200℃。
質譜鑒定條件,發射電流300mA,真空度4×10-4Pa,電子能量70ev,離子源溫度180℃,接口溫度200℃.
(3)分析結果(見圖一、表一)
圖一為含氮化合物離子流圖
表一為扳倒井芝麻香酒定性檢出的含氮化合物
2.游離有機酸的分析
酸不全是酯類的前驅物,更是白酒中重要的呈味物質,我們將扳倒井芝麻香酒取一定量加入內標調PH8,然后移入旋轉蒸發器,減壓濃縮至干(溫度不超40℃為宜),再用甲酸、乙醇溶解取上清液進樣2μl,用高性能的毛細管柱結合Agilent6820色譜儀分析出20多種有機酸,由此可見,扳倒井芝麻香酒中有機酸含量豐滿,它對酒體的細膩、豐滿、凈爽有很大的作用。
(1)實驗儀器
Agilent6820氣相色譜儀;
旋轉蒸發器 Agilent FFAP交聯毛細管柱;
柱長25m 液膜厚0.33μm。
(2)色譜條件
高純氮氣,平均線迅度為18.9cm/s,氫30ml/min,空氣300ml/min,分流比27:1 尾吹30ml/min。
(3)分析結果(見圖二)
圖二為扳倒井芝麻香有機酸色譜圖
3.微量成分的分析
(1)實驗儀器
島津GC-14C 氣相色譜儀,SCE公司的FFAP柱,內徑0.32mm,柱長25m,液膜厚0.25μm。
(2)色譜條件
載氣(高純氮)柱前壓30KPa,柱體積流速為1.14ml/min,平均線速度為19.5cm/s,空氣體積流速為400ml/min,氫氣30ml/min,尾吹30ml/min,分流比42:1。
柱溫50℃[(2 min) ] 3.5℃/min 200℃[(10 min)]。
(3)采用直接進樣三內柱定量法獲得80多個組分峰
分析結果見圖三 扳倒井芝麻香毛細管氣相色譜圖。
二、工藝技術的創新
1.多糧為原料
傳統的芝麻香酒是以高粱為原料加少量麩皮,通過實驗,扳倒井芝麻香酒采用高粱、小麥、小米、麩皮、玉米、大米六種糧食為原料,它們除了為生化反應提供物質基礎外,每種原料都有其獨特的優點,發揮獨特作用。
高粱蒸煮后疏松適度,粘而不糊,其含有的單寧及花青素經蒸煮和發酵后,其衍生物為香蘭酸等酚元化合物,能賦予白酒特殊的芳香。
小麥淀粉含量高,富含面筋等營養成分,含氨基酸20多種,維生素含量也很豐富,小麥蛋白質的組分以麥膠蛋白和麥谷蛋白為主,小麥中的碳水化合物除淀粉,還有少量的蔗糖、葡萄糖、果糖以及少量糊精,非常適宜各類微生物的生長,是美拉德反應的物質基礎,有助于雜環類化合物的生成。
麩皮中蛋白質由許多低分子量的酶蛋白及球蛋白組成,麩皮中的氨態氮含量特別高,麩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-乙基愈創術酚、4-甲基愈創木酚、4-乙烯基愈創木酚等酚類化合物,有助于焦香的生成,小米支鏈淀粉含量高,每100g小米含有硫胺素0.16mg,核黃素0.1mg,尼克酸0.8mg,蛋白質、單寧含量適當,并含有多種維生素及無機元素,非常適宜各類微生物生長,蒸煮后會產生特殊的小米香味,而且疏松適度,粘而不糊,發酵后可以增加酒體的成熟感。
玉米中含有較多的植酸,可發酵為環己醇及磷酸,磷酸能促進甘油(丙三醇)的生成,使酒體變得醇甜,大米在混蒸混燒過程中,可將飯的香氣成分帶入酒中,使酒質爽凈,扳倒井在制酒過程中將六種糧食按一定比例搭配在一起,使原料中的氮碳比為1:5左右,不僅使美拉德反應的一系列產物大大增加,而且不同的原料由不同的分子構成,決定了其代謝產物的不同,這種原料的復合性形成了微量成分的多樣性,增加了芝麻香酒的復合香氣。
2.高溫堆積,高溫發酵,中高溫流酒
高溫堆積是扳倒井芝麻香酒生產的重要環節。
高溫堆積對含氮化合物的形成至關重要,在堆積過程中各種酵母菌大量繁殖,然后消亡自溶,為糟醅增加了動物性蛋白質,同時,嗜熱芽孢桿菌在高溫多水條件下分解蛋白質,形成了高沸點酸類成分及酚類化合物,而且糟醅中的淀粉酶解成了糖,在高溫條件下發生美拉德反應產生更多的雜環類等復雜香氣成分,通過高溫堆積,香類物質大量積累,高級酸、乙縮醛,雙乙酰,2,3-丁二醇及有機酸、酯類、雜環類化合物含量顯著增加,這也是扳倒井芝麻香幽雅細膩、口味圓潤的重要成因,因此,扳倒井非常重視高溫堆積工藝,建有專門的高溫堆積房,并建有控溫系統,不論在春秋、冬季都能保證堆積過程中的溫度控制,一般堆積時間為36h,最高堆積溫度45℃。
高溫發酵是扳倒井芝麻香形成的重要一環,因為芝麻香中重要的香氣成分含氮化合物的生成與蛋白質的降解合成是分不開的,而分解蛋白質的蛋白酶及肽酶作用的最適溫度為40℃-45℃, 為此,入池溫度一般控制在32℃-34℃,窖內升溫幅度10℃-12℃,升至的最高溫度正好是蛋白酶及肽酶作用的最適溫度。
芝麻香流酒溫度非常關鍵,一般控制在35℃左右,這有利于芝麻香風味物質的蒸出與收集。
3.生物香醅袋技術的應用
酒醅在高溫堆積后,酵母菌及其它微生物菌群大量死亡,酒醅入窖后,其發酵、產酯、產香的能力大為減弱,導致出酒率降低,為此,將高溫大曲、中溫曲、生香酵母菌、細菌麩曲按比例混合和后,再按2:1的量與少量酒醅混合裝入數個特制的袋中,制成生物香醅袋,分別放入窖酒醅不同層面制成生物香醅袋,為酒醅提供了持續不斷的菌源,增加了酒液醅的發酵后勁,這種生物香醅袋技術不僅提高了芝麻香酒的產酒率,而且使酒體芝麻香馥郁豐滿。
4.建成國內最大復糧芝麻香酒生產基地
為了適應市場發展的需求,扳倒井公司建立年產2000千升的全國最大的芝麻香發酵車間,大大提高了發酵釀造的均一性、穩定性,為微生物的生長提供了有利的生產環境,這為保證生產質量提供了堅實的基礎。
三、微生物技術的創新
人們常說曲為酒骨,曲定酒型,要想使芝麻香酒工藝有較大的技術性突破,必須從微生物菌種上突破。為此,我們利用基因工程技術及定點突變技術成功構建了高溫細菌的突變菌種BJ-1-1、,BJ-2-2、,BJ-3-3、,BJ-4-4、,BJ-5-5,、BJ-6-6應用于細菌麩曲的培養,采用系統選育和誘變選育相結合的二步選育法選育出的高溫酵母菌種BX-1,BX-3,應用于生香酵母的培養,極大地提高了扳倒井芝麻香酒的幽雅細膩感。
1.細菌麩曲的培養
一般芽孢桿菌,如枯草芽孢桿菌、嗜熱芽孢桿菌、臘狀芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌生長最適PH為7左右,耐酸性差,在偏酸性條件下不易代謝生長。一般制酒環境都為偏酸性環境,為此,我們采用了誘變和定點突變技術培養出在偏酸性條件下也能代謝生長的高溫細菌。
首先,我們選用優質高溫大曲裝入一種特制的香醅袋,放入芝麻香中部糟醅中發酵40天后取出,然后通過分離篩選出20種細菌,通過進一步分離篩選,富集培養,分選出6株細菌。通過表型特征及16srDNA的序列分析,它們分別為地衣芽孢桿菌、蠟狀芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌、3株嗜熱芽孢桿菌,我們將六株菌株分別通過MRS液體營養基培養,處于對數生長期階段通過紫外線誘變后,挑取變色圈和透明圈較大的突變株進行培養復篩,得到誘變菌株BJ-1、BJ-2、BJ-3、BJ-4、BJ-5、BJ-6,再通過分別培養,加入亞硝基胍(NTG)進行再一次誘變培育,選出突變菌株BJ-1-1、BJ-2-2、BJ-3-3、BJ-4-4、BJ-5-5、BJ-6-6。通過將六株突變菌株與出發菌株比較,發現其耐酸性能較強,一般能耐酸到PH4-5之間,而其水解淀粉、分解蛋白質、分解脂肪的能力非常強,優于出發菌。
我們將六株突變菌株通過液體富集培養,然后以麩皮為主要原料固態法培養制成簾子曲,該細菌麩曲不僅耐酸性強而且有較強的分解蛋白質和水解淀粉的
文章來源華夏酒報能力,它們不僅是菌體芳香物質的菌源,而且對美拉德反應有著較強的催化作用,促進了酒體中更多復雜成分的生成,增加了扳倒井芝麻香酒的優雅細膩。
2.生香酵母菌
生香酵母對形成酒的酯類香氣和提高產量,提高質量起到很大的作用。酵母菌耐高溫的能力不強,但由于芝麻香酒采用高溫發酵工藝,傳統生香酵母發酵的持續性后勁比較弱,芝麻香出酒率比較低,為此,我們從優質高溫大曲和高溫堆積中分離了3株高溫酵母菌,通過液體培養將處于生長對數期的菌液通過紫外線(UV)誘變,分離純化,通過液體分別培養再將處于對數生長期的菌懸液與一定濃度的DES按比例混合,在較高溫度下培養20h,通過菌株劃線分離純化得到誘變酵母菌種BX-Ⅰ、BX-Ⅱ、BX-Ⅲ,我們將誘變菌株BX-Ⅰ、BX-Ⅱ、BX-Ⅲ處于對數生長期的菌懸液于60℃水浴鍋熱沖擊10min,熱沖擊結束后涂布平板,活菌計數,其存活率非常高,說明誘變酵母菌耐高溫效果非常好,生香酵母的培養以麩皮玉米面鮮酒糟為母料,采用固態法培養,除選用漢遜酵母5株、假絲酵母4株、球擬酵母3株、酒精酵母外,還選用耐高溫誘變酵母菌種BX-Ⅰ、BX-Ⅱ、BX-Ⅲ,通過此法培養的生香酵母,不僅產酯產香能力強,耐高溫能力強,而且發酵的持續性后勁比較強,極大地提高了產量及質量。
3.高溫大曲
扳倒井芝麻香酒采用高溫大曲使酒中的含氮化合物更加豐富,因為高溫制曲為美拉德反應提供了有利條件,而美拉德反應能生成呋喃、吡嗪等突出芝麻香氣的雜環類化合物,高溫制曲用小麥為原料,因為小麥蛋白質是以麥膠蛋白和麥谷蛋白為主,小麥中含有20多種氨基酸,維生素含量豐富,還含有少量的蔗糖、葡萄糖、果糖,非常適宜微生物生長,是美拉德反應的物質基礎。高溫制曲的前發酵階段,由于溫度、水分適宜,霉菌、酵母菌大量繁殖,各種酶活力較強,曲坯中還原糖和氨基酸的含量不斷上升,美拉德反應的底物濃度高,有利于反應的進行。隨著發酵時間延長,曲坯品溫逐漸上升到65℃,淀粉和蛋白質的分解進一步加劇,曲坯中的氨基酸、多肽、糖類大為增加。美拉德反應速度隨溫度升高而加快,并形成了大量香味物質,高溫制曲達到最高溫度65°以后,霉菌、酵母菌大量死亡。高溫細菌主要是芽孢桿菌生長旺盛,產生較高的蛋白水解酶,并將小麥中的蛋白質分解為大量游離氨基酸,為美拉德反應提供了足量的前驅物質。有試驗表明,高溫大曲中的地衣芽孢桿菌所分泌的生物酶,對美拉德反應有較強的催化作用,因此,高溫制曲,培養了高溫細菌,高溫細菌促進了美拉德反應,所以,高溫大曲的使用不僅為扳倒井芝麻香酒提供了更多香氣成分,而且在發酵過程中還促進了美拉德反應,使酒體中氮類等雜環類化合物含量豐富,突出了芝麻香的典型性。
4.中溫大曲
由于高溫大曲糖化發酵力低,而中溫大曲的糖化發酵力比高溫曲高,可以彌補高溫曲的不足,中溫曲制曲原料為小麥、大麥、豌豆。豌豆中蛋白質含量高,且硫胺素含量最高,熱解產生呋喃、,呋喃硫醇,、噻吩、噻唑等化合物,與大麥共用具有良好的曲香味和清香味。制曲最高溫度55℃,大曲糖化力、液化力、發酵力比較高,有利于出酒率。
5.河內白曲
制曲原料為麩皮+20%鮮酒糟,麩皮中含有豐富的淀粉、粗蛋白、灰分,麩皮的氮源、木質素,是芝麻香生成的基礎物質。該菌能分泌α-淀粉酶,葡萄淀粉酶,酸性蛋白酶及羥基肽酶等多種酶系,其中,突出的是酸性蛋白酶分泌較多,該酶能分解蛋白質為L-氨基酸,可供微生物直接利用,對白酒的香味成分生成及顆粒物質的溶解都能起到重要作用。
扳倒井芝麻香中將高溫大曲、中溫曲、細菌麩曲、生香酵母、河內白曲按比例混合在一起,組成了一種復合的糖化發酵劑,使每一種菌曲都充分發揮了作用。
高溫大曲中的高溫細菌促進了美拉德反應,使酒體中生成較多的含氮類等雜環類化合物,中溫大曲不僅產酯產香能力強,而且糖化、液化、發酵能力強,提高了出酒率,生香酵母,產酯產香能力強,而且耐高溫能力強,增加了發酵的后勁。河內白曲糖化、酶解能力強,能提供較多的酸性蛋白酶,細菌麩曲中的嗜熱芽孢桿菌不僅促進美拉德反應,而且能產生更多微量復雜成分,這五種菌曲的應用不僅為生化反應提供了豐富的菌源,而且自身賦予酒體獨特的香氣成分,豐富的菌源產生豐富的微量成分,使得扳倒井芝麻香酒優雅細膩、圓潤典型性突出。
四、結論
1.扳倒井芝麻香酒中微量成分含量豐富,尤其是含氮化合物及有機酸含量豐富,通過GC-MS氣質聯用儀鑒定分析共分離出36種含氮化合物,其中有29種為吡嗪類,鑒定出26種有機酸,能夠定性定量的微量成分80多種,豐富的微量成分形成了扳倒井芝麻香幽雅、細膩圓潤、回味悠長的典型風格。
2.制酒原料采用高粱、小麥、小米、麩皮、玉米、大米,按一定比例搭配,使原料中的氮、碳比為1:5左右,不僅使美拉德反應的一系列產物大大增加,而且不同原料的獨特性形成了微量成分的多樣性,增加了芝麻香酒的復合香氣。
3.重視堆積工藝,建有專門的堆積房,設有溫度控制系統,高溫堆積工藝的嚴格控制,使得扳倒井芝麻香酒具有與眾不同的特點,口感圓潤。
4.生物香醅袋技術的應用極大地提高了酒醅持續發酵的后勁,提高了質量,提高了產量。
5.我們利用基因工程技術及定點突變技術成功構建了高溫細菌的6株突變菌種BJ-1-1至BJ-6-6,應用于細菌麩曲的培養,采用系統選育和誘變選育相結合選育出的耐高溫產香酵母菌種BX-Ⅰ、BX-Ⅱ、BX-Ⅲ,應用生香酵母的培養,通過采用高溫大曲、中溫曲、河內白曲、生香酵母、細菌麩皮的綜合使用,不僅為生化反應提供了豐富的菌源,代謝生成了豐富的突出芝麻香典型風格的微量成分,而且極大地提高了產香及持續發酵的后勁,使出酒率、優質酒率大幅提高。
6.通過工藝技術的創新,微生物技術的創新釀制出了芝麻香幽雅細膩、口味圓潤豐滿、回味悠長的扳倒井芝麻香酒。
目前,建成了2000千升國內最大的芝麻香發酵車間,大大提高了發酵釀造的均一性、穩定性,為微生物的生長提供了有利的生產環境,為保證生產質量提供了堅實的基礎。
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編輯:張怡