酵母發(fā)酵產(chǎn)風(fēng)味物質(zhì)的靜態(tài)頂空氣相色譜分析

酵母發(fā)酵產(chǎn)風(fēng)味物質(zhì)的靜態(tài)頂空氣相色譜分析

盡管它在國(guó)內(nèi)外都很有名，但由于對(duì)生長(zhǎng)和代謝的影響因素的多種源，很難控制。因此，對(duì)母乳喂養(yǎng)的代謝產(chǎn)物的理解是基于之前的習(xí)慣和經(jīng)驗(yàn)，這對(duì)提高啤酒的穩(wěn)定性和質(zhì)量有很大的困難。而應(yīng)用現(xiàn)代生物工程技術(shù)改造傳統(tǒng)的啤酒產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為啤酒工業(yè)發(fā)展的一大趨勢(shì)。目前,國(guó)外的研究者將目光投向啤酒釀造的主體-啤酒酵母,試圖從酵母本身的改造來提高啤酒的風(fēng)味穩(wěn)定性。1999年,歐洲啤酒年會(huì)的主題為酵母生理學(xué),其中的一個(gè)部分為酵母代謝與風(fēng)味物質(zhì),這就標(biāo)志著一個(gè)新時(shí)代的開始,標(biāo)志著人們己經(jīng)開始把工作重心轉(zhuǎn)移到對(duì)酵母代謝的基礎(chǔ)研究上來。目前頂空氣相色譜分析法已廣泛應(yīng)用于各種液體(包括水)、半固體(血液、粘液)和固體材料微量或痕量易揮發(fā)組分的分析,該法具有樣品基體對(duì)色譜柱的沾污少,譜圖簡(jiǎn)單,干擾少的優(yōu)點(diǎn)。幾年來對(duì)于風(fēng)味物質(zhì)的研究一直是人們關(guān)注的熱點(diǎn),但是從酵母代數(shù)角度研究的論文較少。本文采用靜態(tài)頂空氣相色譜分析法對(duì)不同酵母代數(shù)對(duì)風(fēng)味物質(zhì)的影響做了研究,以期對(duì)工廠實(shí)際生產(chǎn)提供有益的參考。1材料和方法1.1合成試劑和儀器麥汁、啤酒酵母由哈爾濱啤酒有限公司提供;正丙醇、異丁醇、正丁醇、異戊醇、甲酸乙酯、乙酸乙酯、乙酸異丁酯、乙酸異戊酯、己酸乙酯、辛酸乙酯均采用A1R1級(jí)。光電分析天平湖南儀器廠;架盤藥物天平成都天平儀器廠;100L發(fā)酵罐德國(guó)FAM公司;GC-6890氣相色譜儀帶FID檢測(cè)器美國(guó)安捷倫公司;HP氣相色譜化學(xué)工作站,SGH-300高純氫發(fā)生器,10mL頂空瓶,HP7694E頂空自動(dòng)進(jìn)樣器,色譜柱HP-INNOWax毛細(xì)管柱(0.53mm×0.25μm×30m)。1.2實(shí)驗(yàn)方法1.2.1發(fā)酵酒液制備糖化車間取12度麥汁,加熱沸騰后經(jīng)回旋沉淀槽回旋沉淀30min,薄板換熱器涼酒至100L發(fā)酵罐。酵母添加量為6‰,酵母代數(shù)分別為0、1、2代,麥汁充氧為8mg/kg,主酵溫度為10℃。1.2.2檢測(cè)味道物質(zhì)的方法1.2.2.1.樣品制備1.2.2.2.試驗(yàn)方法2代酵母發(fā)酵過程中乙酸異戊酯生成量的變化由圖2可知,0代酵母與1代酵母代謝過程中乙醛的生成趨勢(shì)幾乎是相同的,且均在68h處達(dá)到峰值,只不過0代酵母其乙醛生成量始終要高于1代酵母,發(fā)酵終了時(shí)乙醛含量比后者高約20.88%。2代酵母乙醛生成曲線比較平緩,其原因可能是由于2代酵母的代謝活力有所下降造成的。由圖3可知,發(fā)酵進(jìn)行直到68h處0代與1代酵母所對(duì)應(yīng)的甲酸乙酯的生成曲線趨勢(shì)相同,均是先降低后升高。68h后,0代酵母開始下降并在終點(diǎn)達(dá)到最低點(diǎn);1代酵母代謝比較強(qiáng)勁,甲酸乙酯含量逐漸升高,在116h后達(dá)到最高值并開始減少;2代酵母發(fā)酵過程中甲酸乙酯含量始終低于前二者。發(fā)酵終了時(shí)的0代酵母所對(duì)應(yīng)的甲酸乙酯含量介于1代與2代酵母之間。從圖4可以看出,三種代數(shù)的酵母對(duì)應(yīng)的乙酸乙酯都是逐漸升高的,其中1代酵母代謝產(chǎn)生的乙酸乙酯生成量達(dá)到14.60mg/L,高于0代及2代約58%。由圖5可以看出,三種代數(shù)酵母對(duì)應(yīng)的正丙醇生成量都是逐漸增高的,發(fā)酵結(jié)束時(shí)1代酵母生成的正丙醇含量最高,其次是0代、2代。由圖6可知,三種代數(shù)酵母對(duì)應(yīng)的異丁醇生成曲線基本上是相同的,均呈近似線性增長(zhǎng),而且曲線之間幾乎是按比例變化的。發(fā)酵結(jié)束時(shí),1代酵母生成的異丁醇含量最高,分別比0代、2代酵母高28.92%、45.43%。由圖7可知,1代酵母產(chǎn)生的乙酸異戊酯明顯高于0代及2代酵母,發(fā)酵結(jié)束時(shí),可達(dá)到1.55mg/L。0代及2代酵母發(fā)酵過程乙酸異戊酯生成量差別不大,發(fā)酵結(jié)束時(shí),可達(dá)到約0.50mg/L,低于1代酵母約65%。酯類的合成與酵母的生長(zhǎng)沒有直接關(guān)系,主要與高級(jí)醇、?；o酶A類化合物以及反應(yīng)過程中存在于酵母細(xì)胞膜上的酰-醇轉(zhuǎn)移酶的活性有關(guān)。由于2代酵母已經(jīng)經(jīng)過了2個(gè)發(fā)酵周期,生理狀況受到了一定的影響,酰-醇轉(zhuǎn)移酶的活性可能有所降低,從而影響了酯類的生成。從圖8可以看出,異戊醇與異丁醇的生成曲線極其相似,發(fā)酵結(jié)束時(shí)1代酵母產(chǎn)生的異丁醇含量最高,達(dá)到37.68mg/L,分別比0代、2代酵母高27%、37.32%。酵母的高級(jí)醇合成可調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)氧化還原的平衡,包括NAD+-NADH平衡和NADP+-NADPH的平衡,同時(shí)通過逸出α-酮酸,有助于細(xì)胞內(nèi)pH的控制。2代酵母生成α-酮酸過程都要通過酮酸脫羧酶及酒精脫氨酶的作用,酵母由于其生理代謝能力受到一定的削弱,使得這兩種酶的活性降低,從而導(dǎo)致高級(jí)醇生成的中間體-α-酮酸積累量降低,所以其高級(jí)醇生成量比0代、1代低。3啤酒中關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)的確定問題由以上分析可知,0、1、2代酵母對(duì)于發(fā)酵風(fēng)味物質(zhì)的影響比較明顯,相關(guān)分子生物學(xué)機(jī)制有待進(jìn)一步研究。啤酒的關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)的多少和平衡與否直接影響啤酒質(zhì)量的優(yōu)劣,嚴(yán)格控制啤酒中關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)的形成,確保在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中,