CN110656008B - 一种降低黄酒酿造过程中尿素和氨基甲酸乙酯含量的方法 - Google Patents

一种降低黄酒酿造过程中尿素和氨基甲酸乙酯含量的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种降低黄酒酿造过程中尿素和氨基甲酸乙酯含量的方法，向黄酒酿造体系中添加酒糟谷蛋白进行发酵，以原料米质量计，酒糟谷蛋白添加量为0.5g/100g‑8g/100g。本发明通过对废弃黄酒酒糟的重新利用，有效提取谷蛋白，并在黄酒发酵起始阶段添加酒糟谷蛋白，调控酿酒过程中酵母可利用的氮源组成，可以有效地抑制尿素循环，减少精氨酸的降解，从而减少EC的形成。

Description

一种降低黄酒酿造过程中尿素和氨基甲酸乙酯含量的方法
技术领域
本发明涉及黄酒酿造技术领域，具体涉及一种降低黄酒酿造过程中尿素和氨基甲酸乙酯含量的方法。
背景技术
黄酒是我国宝贵的民族特产，在我国已有悠久的历史。黄酒酿造过程是由有益微生物所产生的蛋白酶、淀粉酶以及脂酶等水解酶将发酵底物中的蛋白质降解为小分子营养物质。在该过程中会不可避免地产生大量副产物及有毒有害物质，如氨基甲酸乙酯、生物胺、亚硝胺等，这些物质主要是由于发酵过程中蛋白质的不完全代谢所产生。
氨基甲酸乙酯(Ethyl Carbamate，EC)是一种2A类致癌物，存在于多种发酵酒精饮料中，如葡萄酒、黄酒等。EC的存在严重影响了黄酒的安全性。尿素是生成EC最重要的前体物质，目前控制尿素及EC含量的方法集中在基因工程法与酶法。虽然能抑制尿素和EC的含量，但是细胞生长速度受到显著抑制，且基因工程菌株的应用也因生物安全性问题而受到限制。因此，开发一种安全可靠且能降低黄酒中尿素和EC含量的方法对黄酒质量与安全具有重要意义。
申请公布号为CN105733909A的中国发明专利公开了一种降低黄酒中尿素的方法。该发明使用特异性树脂材料吸附处理黄酒中的尿素，并对吸附效果较好的树脂材料分别采用单批次、多批次和柱式连续处理。该发明对黄酒中尿素的去除率达25％～39％，吸附后酒样的基本理化指标和主要风味保持较好，可用于黄酒中尿素的去除，为EC的控制提供保障。
申请公布号为CN105505684A的中国发明专利公开了一种降低黄酒中氨基甲酸乙酯含量的酿造方法。该方法通过在发酵阶段加入没食子酸，可有效抑制黄酒酿造过程中EC的前体物质瓜氨酸和尿素向EC的转化，从而降低黄酒中氨基甲酸乙酯的含量。该发明表明没食子酸浓度在100～300mg/L时可以抑制EC的产生，且浓度为200mg/L时效果最好。
在黄酒酿造过程中，尿素是由酵母精氨酸代谢活动产生的。酵母对不同的氮源有着不同的代谢顺序，当存在多种氮源时，酿酒酵母通过氮代谢阻遏机制(Nitrogencatabolite repression，NCR)优先选择更好的氮源。因此适当改变发酵液中蛋白质组分，可以抑制尿素循环，减少精氨酸的降解，从而减少EC的形成。目前没有关于酒糟谷蛋白应用于调控EC代谢的研究报道，本发明提供了一种简单高效的酒糟谷蛋白提取方法并应用于体外调控酵母氮代谢形成氨基甲酸乙酯。
发明内容
本发明的目的是提供一种降低黄酒酿造过程中尿素和氨基甲酸乙酯含量的方法，以解决现有技术的不足。
本发明采用以下技术方案：
一种降低黄酒酿造过程中尿素和氨基甲酸乙酯含量的方法，向黄酒酿造体系中添加酒糟谷蛋白进行发酵，以原料米质量计，酒糟谷蛋白添加量为0.5g/100g-8g/100g。
进一步地，以原料米质量计，酒糟谷蛋白添加量为4g/100g。
进一步地，酒糟谷蛋白的制备包括如下步骤：
(1)干燥：将黄酒酒糟干燥，至酒糟均匀无水分；
(2)粉碎、过筛：将干燥后的酒糟粉碎，过筛；
(3)水洗除杂：将酒糟粉末和水混合，搅拌，离心，取沉淀；
(4)盐提：步骤(3)得到的沉淀加NaCl溶液，40-45℃搅拌提取2-3h，之后离心，取沉淀；
(5)碱提：步骤(4)得到的沉淀加NaOH溶液，40-45℃搅拌提取2-3h，之后离心，取上清液；
(6)纯化：上清液浓缩后，加入等体积的饱和硫酸铵溶液静置，离心，取沉淀；将沉淀溶于pH为7.2±0.1的磷酸缓冲盐溶液，沉淀溶解后放入截留分子量为12-14KD的透析袋，用蒸馏水透析16-20h，每6-8h更换一次蒸馏水；
(7)干燥：将步骤(6)透析结束后的溶液干燥，至粉末均匀无水分。
进一步地，步骤(1)黄酒酒糟置于电热鼓风干燥箱中，40-45℃恒温干燥22-24h；步骤(6)中沉淀置于电热鼓风干燥箱中，40-45℃恒温干燥22-24h；步骤(2)粉碎后的酒糟过80-100目筛；步骤(6)静置10-12min。
进一步地，步骤(3)酒糟粉末和水按质量比1:10-1:15混合，40-45℃搅拌2-3h；步骤(4)沉淀和NaCl溶液的质量比为1:10-1:15，NaCl溶液浓度为2wt％-3wt％；步骤(5)沉淀和NaOH溶液的质量比为1:10-1:15，NaOH溶液浓度为0.4wt％-0.6wt％；步骤(6)磷酸缓冲盐溶液加入质量为15-20倍沉淀质量。
进一步地，所述方法具体包括如下步骤：
(a)、浸米：将原料米置于水中浸泡；
(b)、蒸饭：冲洗浸好的米，蒸煮至软烂无白心；
(c)、淋饭：将蒸好的米用冷水冲洗冷却，并沥干；
(d)、落缸：将淋饭后的米转移至发酵罐中，并添加麦曲和黄酒干酵母，加水混匀；
(e)、发酵：添加酒糟谷蛋白，发酵27-30天；
(f)、后处理：发酵结束后经压榨、灭菌、灌装即得低尿素、氨基甲酸乙酯含量的黄酒。
进一步地，步骤(a)中原料米为糯米，浸米料水质量比为1:1.5-1:2，时间为40-48h；步骤(c)中冷水为20-25℃水。
进一步地，步骤(d)中麦曲为生麦曲，添加质量为原料米质量的10-12％；黄酒干酵母为黄酒活性干酵母，添加质量为原料米质量的2-3‰，其活化方式为：将黄酒活性干酵母置于其10-12倍质量的水中，保持水温为35-37℃，同时添加2-3％的葡萄糖，活化时间为30-40min，其中，葡萄糖质量以水的质量为基准计；按照原料米质量的1.5-2倍加水混匀。
进一步地，步骤(e)发酵条件为：28-30℃有氧糖化3-4天，每10-12h开耙1次；14-16℃无氧发酵24-26天，每3-4天开耙1次。
进一步地，步骤(f)压榨是用密度为21×21的脱脂棉纱布过滤两次；灭菌为85-90℃下灭菌30-40min。
本发明的有益效果：
1、本发明通过对废弃黄酒酒糟的重新利用，有效提取谷蛋白，并在黄酒发酵起始阶段添加酒糟谷蛋白，调控酿酒过程中酵母可利用的氮源组成，可以有效地抑制尿素循环，减少精氨酸的降解，从而减少EC的形成。该方法通过添加酒糟谷蛋白调控酿酒原料蛋白质组分，尽可能的让醪液中的蛋白质被酵母完全代谢，从而降低发酵过程中因蛋白质不完全代谢而产生过多的尿素、EC。本发明对酒糟谷蛋白的提取与应用不仅减少了资源的浪费，而且应用效果优于市售谷蛋白，操作简单、经济安全，为酵母氮代谢形成氨基甲酸乙酯的体外调控提供新思路。
2、本发明在不改变黄酒现有生产工艺和酿造微生物、并保持黄酒风味和基本理化指标的前体下，提供一种从废弃酒糟中提取谷蛋白的方法并用于抑制黄酒发酵过程中酵母精氨酸代谢产生氨基甲酸乙酯，该方法无需引入基因工程菌株，操作简单，成本低且易于实现工业化生产，是目前较为经济、安全、有效的方法。
3、本发明通过碱法从废弃黄酒酒糟提取谷蛋白，酒糟谷蛋白纯度高于市售谷蛋白，水解液中易被酵母利用的A组氨基酸和B组氨基酸多于市售谷蛋白。因此酒糟谷蛋白对EC的抑制效果优于市售谷蛋白。
4、本发明方法当酒糟谷蛋白添加量在0.5g/100g～8.0g/100g范围内时，在不影响黄酒关键理化指标、风味的前提下，显著降低了尿素、EC的含量，尤其是当酒糟谷蛋白添加量为4g/100g时达到最高抑制水平。
5、国家对黄酒产业大力扶持，随之而来的是大量的资源浪费与环境污染问题。其中黄酒酒糟是黄酒酿造中的主要副产物，平均出糟率为20％～30％。据国家***数据显示，我国2018年黄酒产量约为334.8万吨，产生酒糟约66.96～100.44万吨，由此造成的资源浪费及环境污染问题可想而知。黄酒酒糟中含有30％左右的蛋白质，其中大多数都是谷蛋白，都可以开发利用。本发明提供一种酒糟中谷蛋白的提取方法，对酒糟的重新利用一方面减少了资源的浪费，另一方面也一定程度上保护了环境。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做更进一步地解释。下列实施例仅用于说明本发明，但并不用来限定本发明的实施范围。
一种降低黄酒酿造过程中尿素和氨基甲酸乙酯含量的方法，向黄酒酿造体系中添加酒糟谷蛋白进行发酵，以原料米质量计，酒糟谷蛋白添加量为0.5g/100g-8g/100g，优选地，酒糟谷蛋白添加量为4g/100g。
所述酒糟谷蛋白的制备包括如下步骤：
(1)干燥：将黄酒酒糟置于电热鼓风干燥箱中，40-45℃恒温干燥22-24h至酒糟均匀无水分；
(2)粉碎、过筛：将干燥后的酒糟用粉碎机粉碎，过80-100目筛；
(3)水洗除杂：将酒糟粉末和水按质量比1:10-1:15混合，40-45℃搅拌2-3h，4500-5000r/min离心10-15min，取沉淀；本步骤目的是去除清蛋白；
(4)盐提：步骤(3)得到的沉淀加NaCl溶液，沉淀和NaCl溶液的质量比为1:10-1:15，NaCl溶液浓度为2wt％-3wt％，40-45℃搅拌提取2-3h，之后4500-5000r/min离心10-15min，取沉淀；本步骤目的是去除球蛋白；
(5)碱提：步骤(4)得到的沉淀加NaOH溶液，沉淀和NaOH溶液的质量比为1:10-1:15，NaOH溶液浓度为0.4wt％-0.6wt％，40-45℃搅拌提取2-3h，之后4500-5000r/min离心10-15min，取上清液；本步骤目的是提取谷蛋白；
(6)纯化：上清液经旋转蒸发仪浓缩后，加入等体积的饱和硫酸铵溶液(4.1mol/L)静置10-12min，8000-10000r/min离心10-15min，取沉淀；将沉淀溶于15-20倍沉淀质量的磷酸缓冲盐溶液(PBS缓冲液，pH7.2±0.1)，沉淀溶解后放入截留分子量为12-14KD的透析袋，用蒸馏水透析16-20h，每6-8h更换一次蒸馏水；
(7)干燥：将步骤(6)透析结束后的溶液置于电热鼓风干燥箱中，40-45℃恒温干燥22-24h至粉末均匀无水分。
酒糟谷蛋白的制备可以选用蒸馏水。
酒糟是发酵产物，发酵结束后糯米与麦曲混合而成的酒糟中脂已脱去，不需要另外再脱，可直接干燥使用，从而减少脱脂步骤，简化提取工艺。水洗除杂、盐提、碱提各步通过提高固液比，缩短了蛋白质浸提时间，使得提取工艺耗时缩短。步骤(1)、(6)干燥采用电热鼓风干燥箱代替真空干燥箱，简化设备要求，使提取工艺更易于实现。
所述降低黄酒酿造过程中尿素和氨基甲酸乙酯含量的方法，具体包括如下步骤：
(a)、浸米：将原料糯米置于水中浸泡，料水质量比为1:1.5-1:2，时间为40-48h；
(b)、蒸饭：冲洗浸好的糯米，蒸煮至软烂无白心；
(c)、淋饭：将蒸好的糯米用冷水(20-25℃水)冲洗冷却，并沥干；
(d)、落缸：将淋饭后的糯米转移至发酵罐中，并添加麦曲和黄酒干酵母，按照原料糯米质量的1.5-2倍加水混匀；麦曲为生麦曲，添加质量为原料糯米质量的10-12％；黄酒干酵母为黄酒活性干酵母，添加质量为原料糯米质量的2-3‰，其活化方式为：将黄酒活性干酵母置于其10-12倍质量的水中，保持水温为35-37℃，同时添加2-3％的葡萄糖，活化时间为30-40min，其中，葡萄糖质量以水的质量为基准计；
(e)、发酵：添加上述制备的酒糟谷蛋白，以原料糯米质量计，酒糟谷蛋白添加量为0.5g/100g-8g/100g，优选地，酒糟谷蛋白添加量为4g/100g，28-30℃有氧糖化3-4天，每10-12h开耙1次；14-16℃无氧发酵24-26天，每3-4天开耙1次；
(f)、后处理：发酵结束后经压榨、灭菌、灌装即得低尿素、氨基甲酸乙酯含量的黄酒；压榨可采用以下方式但不局限于此：以密度为21×21的脱脂棉纱布过滤两次；灭菌可采用以下方式但不局限于此：于85-90℃下灭菌30-40min。
上述黄酒酿造可以采用任何符合GB 8537-2018的矿泉水。
以下实施例涉及的PBS缓冲液(pH7.2±0.1)，购于杭州吉诺生物医药技术有限公司；透析袋(截留分子量12-14KD)，由美国光谱医学生产，型号MD34；黄酒酒糟是按照实施例1对照组黄酒酿造工艺所酿黄酒产生的酒糟；市售谷蛋白为小麦谷蛋白，≥85％(通过凯氏定氮法对小麦谷蛋白进行纯度检验，测得小麦谷蛋白纯度为87.8％)，购于上海源叶生物科技有限公司；原料糯米为复兴糯米，购于南陵县复兴米厂；麦曲为生麦曲，购于浙江古越龙山绍兴酒股份有限公司：酵母为安琪酵母股份有限公司生产的黄酒高活性干酵母，其活化方式如下：将黄酒活性干酵母置于其10倍质量的水中，保持水温为37℃，同时添加2％的葡萄糖(以水的质量为基准计)，活化时间为30min。
实施例1
黄酒酒糟中谷蛋白的提取：
将黄酒酒糟置于电热鼓风干燥箱中，40℃恒温干燥24h，至干燥均匀无水分；将干燥后的酒糟用粉碎机粉碎，过100目筛；称取适量的酒糟粉末，按酒糟粉末和水的质量比为1:15加水，加入转子并置于磁力搅拌器上45℃搅拌2h，之后5000r/min离心10min，取沉淀；将沉淀加NaCl溶液，沉淀和NaCl溶液的质量比为1:15，NaCl溶液浓度为3wt％，加入转子并置于磁力搅拌器上45℃搅拌提取2h，之后5000r/min离心10min，取沉淀；将沉淀加NaOH溶液，沉淀和NaOH溶液的质量比为1:15，NaOH溶液浓度为0.6wt％，加入转子并置于磁力搅拌器上45℃搅拌提取2h，之后5000r/min离心10min，取上清液；上清液经旋转蒸发仪浓缩后，加入等体积的饱和硫酸铵溶液(4.1mol/L)静置10min，8000r/min离心10min，取沉淀；将沉淀溶于15倍沉淀质量的磷酸缓冲盐溶液(PBS缓冲液，pH7.2±0.1)，沉淀溶解后放入截留分子量为12-14KD的透析袋，用蒸馏水透析16h，每6h更换一次蒸馏水；将透析结束后的溶液置于电热鼓风干燥箱中，40℃恒温干燥24h，至粉末均匀无水分，得到酒糟谷蛋白。通过凯氏定氮法对酒糟谷蛋白进行纯度检验，测得酒糟谷蛋白纯度为90.2％。
实施例2
黄酒酒糟中谷蛋白的提取：
将黄酒酒糟置于电热鼓风干燥箱中，40℃恒温干燥22h，至干燥均匀无水分；将干燥后的酒糟用粉碎机粉碎，过100目筛；称取适量的酒糟粉末，按酒糟粉末和水的质量比为1:10加水，加入转子并置于磁力搅拌器上40℃搅拌2h，之后4500r/min离心10min，取沉淀；将沉淀加NaCl溶液，沉淀和NaCl溶液的质量比为1:10，NaCl溶液浓度为2wt％，加入转子并置于磁力搅拌器上40℃搅拌提取2h，之后4500r/min离心10min，取沉淀；将沉淀加NaOH溶液，沉淀和NaOH溶液的质量比为1:10，NaOH溶液浓度为0.4wt％，加入转子并置于磁力搅拌器上40℃搅拌提取2h，之后4500r/min离心10min，取上清液；上清液经旋转蒸发仪浓缩后，加入等体积的饱和硫酸铵溶液(4.1mol/L)静置10min，8000r/min离心10min，取沉淀；将沉淀溶于15倍沉淀质量的磷酸缓冲盐溶液(PBS缓冲液，pH7.2±0.1)，沉淀溶解后放入截留分子量为12-14KD的透析袋，用蒸馏水透析18h，每6h更换一次蒸馏水；将透析结束后的溶液置于电热鼓风干燥箱中，40℃恒温干燥22h，至粉末均匀无水分，得到酒糟谷蛋白。通过凯氏定氮法对酒糟谷蛋白进行纯度检验，测得酒糟谷蛋白纯度为88.1％。
实施例3
黄酒酒糟中谷蛋白的提取：
将黄酒酒糟置于电热鼓风干燥箱中，40℃恒温干燥24h，至干燥均匀无水分；将干燥后的酒糟用粉碎机粉碎，过100目筛；称取适量的酒糟粉末，按酒糟粉末和水的质量比1:15加水，加入转子并置于磁力搅拌器上45℃搅拌3h，之后4800r/min离心12min，取沉淀；将沉淀加NaCl溶液，沉淀和NaCl溶液的质量比为1:12，NaCl溶液浓度为3wt％，加入转子并置于磁力搅拌器上40℃搅拌提取3h，之后4800r/min离心12min，取沉淀；将沉淀加NaOH溶液，沉淀和NaOH溶液的质量比为1:12，NaOH溶液浓度为0.5wt％，加入转子并置于磁力搅拌器上40℃搅拌提取3h，之后4800r/min离心12min，取上清液；上清液经旋转蒸发仪浓缩后，加入等体积的饱和硫酸铵溶液(4.1mol/L)静置12min，9000r/min离心10min，取沉淀；将沉淀溶于18倍沉淀质量的磷酸缓冲盐溶液(PBS缓冲液，pH7.2±0.1)，沉淀溶解后放入截留分子量为12-14KD的透析袋，用蒸馏水透析16h，每7h更换一次蒸馏水；将透析结束后的溶液置于电热鼓风干燥箱中，40℃恒温干燥22h，至粉末均匀无水分，得到酒糟谷蛋白。通过凯氏定氮法对酒糟谷蛋白进行纯度检验，测得酒糟谷蛋白纯度为89.4％。
实施例4
黄酒酒糟中谷蛋白的提取：
将黄酒酒糟置于电热鼓风干燥箱中，43℃恒温干燥24h，至干燥均匀无水分；将干燥后的酒糟用粉碎机粉碎，过100目筛；称取适量的酒糟粉末，按酒糟粉末和水的质量比为1:15加水，加入转子并置于磁力搅拌器上43℃搅拌3h，之后5000r/min离心12min，取沉淀；将沉淀加NaCl溶液，沉淀和NaCl溶液的质量比为1:15，NaCl溶液浓度为3wt％，加入转子并置于磁力搅拌器上43℃搅拌提取3h，之后5000r/min离心12min，取沉淀；将沉淀加NaOH溶液，沉淀和NaOH溶液的质量比为1:15，NaOH溶液浓度为0.5wt％，加入转子并置于磁力搅拌器上43℃搅拌提取3h，之后5000r/min离心12min，取上清液；上清液经旋转蒸发仪浓缩后，加入等体积的饱和硫酸铵溶液(4.1mol/L)静置12min，9000r/min离心12min，取沉淀；将沉淀溶于18倍沉淀质量的磷酸缓冲盐溶液(PBS缓冲液，pH7.2±0.1)，沉淀溶解后放入截留分子量为12-14KD的透析袋，用蒸馏水透析18h，每8h更换一次蒸馏水；将透析结束后的溶液置于电热鼓风干燥箱中，40℃恒温干燥24h，至粉末均匀无水分，得到酒糟谷蛋白。通过凯氏定氮法对酒糟谷蛋白进行纯度检验，测得酒糟谷蛋白纯度为90.5％。
实施例5
黄酒酒糟中谷蛋白的提取：
将黄酒酒糟置于电热鼓风干燥箱中，45℃恒温干燥24h，至干燥均匀无水分；将干燥后的酒糟用粉碎机粉碎，过100目筛；称取适量的酒糟粉末，按酒糟粉末和水的质量比为1:15加水，加入转子并置于磁力搅拌器上45℃搅拌3h，之后5000r/min离心15min，取沉淀；将沉淀加NaCl溶液，沉淀和NaCl溶液的质量比为1:15，NaCl溶液浓度为3wt％，加入转子并置于磁力搅拌器上45℃搅拌提取3h，之后5000r/min离心15min，取沉淀；将沉淀加NaOH溶液，沉淀和NaOH溶液的质量比为1:15，NaOH溶液浓度为0.6wt％，加入转子并置于磁力搅拌器上45℃搅拌提取3h，之后5000r/min离心15min，取上清液；上清液经旋转蒸发仪浓缩后，加入等体积的饱和硫酸铵溶液(4.1mol/L)静置12min，10000r/min离心15min，取沉淀；将沉淀溶于20倍沉淀质量的磷酸缓冲盐溶液(PBS缓冲液，pH7.2±0.1)，沉淀溶解后放入截留分子量为12-14KD的透析袋，用蒸馏水透析20h，每8h更换一次蒸馏水；将透析结束后的溶液置于电热鼓风干燥箱中，40℃恒温干燥24h，至粉末均匀无水分，得到酒糟谷蛋白。通过凯氏定氮法对酒糟谷蛋白进行纯度检验，测得酒糟谷蛋白纯度为91.2％。
实施例6
黄酒的酿造：
将原料糯米置于水中浸泡，料水质量比为1:2，浸泡时间为48h；冲洗浸好的糯米，蒸煮至软烂无白心；将蒸好的糯米用冷水(20-25℃水)冲洗冷却至30℃后，沥干；按照糯米：水：麦曲：酵母＝500:1000:50:1的质量比落缸；以原料糯米质量计，加入0.5g/100g实施例1制备的酒糟谷蛋白(其为酒糟组，市售组加入市售谷蛋白，酒糟组和市售组为实验组，对照组未加入任何谷蛋白)，混匀，30℃有氧发酵3天，每12h开耙1次15℃密封发酵26天，每3天开耙1次。
发酵液中精氨酸、鸟氨酸、瓜氨酸的测定：
精氨酸、鸟氨酸、瓜氨酸的测定采用高效液相色谱法(HPLC)。
色谱条件：色谱柱为C18 Inertsil ODS-SP色谱柱(4.6mm×250mm，5μm)；流动相A：0.1mol/L乙酸钠缓冲液-乙腈(体积比97:3)，流动性B：乙腈-水(体积比4:1)；流速：1.0mL/min；检测波长：254nm；柱温：35℃；进样量：10μL；洗脱程序：0.0～3.0min，0％B；3.0～15.0min，0～12％B；15～20min，12％～20％B；20～35min，20～25％B；35～40min，25～35％B；40～45min，35～100％B；45～50min，100％B；50～52min，100～0％B；52～55min，0％B。
绘制标准曲线：取精氨酸、鸟氨酸、瓜氨酸标准品进样，在色谱检测条件下测定对应的峰面积值，以峰面积值为纵坐标，氨基酸浓度为横坐标，绘制标准曲线，经统计处理求得精氨酸、鸟氨酸、瓜氨酸浓度与峰面积的线性回归方程分别为A＝15056C+228413(R2＝0.9997)、A＝7242.2C+84034(R2＝0.9991)、A＝3071.8C-146459(R2＝0.9988)。
分五个时期(第3、7、12、20、30天)取样测定三组发酵液中精氨酸、鸟氨酸、瓜氨酸的含量，结果见表1。
由结果可知，添加酒糟谷蛋白和市售谷蛋白的实验组中精氨酸、鸟氨酸、瓜氨酸的含量始终显著高于自然发酵的对照组。表明谷蛋白组分的增加可以有效抑制精氨酸代谢，抑制EC前体物质瓜氨酸、鸟氨酸的转化，从而降低了黄酒中尿素和EC含量。酒糟谷蛋白对氨基酸的促进效果显著高于市售谷蛋白，到发酵第30天三种氨基酸已分别高于对照组39.2mg/L、55.3mg/L、33.4mg/L。
表1 添加谷蛋白对黄酒中精氨酸、鸟氨酸、瓜氨酸含量的影响
Figure BDA0002246664500000101
发酵液中尿素的测定：
尿素的测定采用二乙酰肟比色法。
分五个时期(第3、7、12、20、30天)取样测定三组发酵液中尿素的含量，结果见表2。
由结果可知，添加酒糟谷蛋白和市售谷蛋白的实验组中尿素的含量始终低于自然发酵的对照组。表明谷蛋白组分的增加可以有效抑制酵母利用精氨酸产生尿素，从而降低了黄酒中尿素含量。酒糟谷蛋白对尿素的抑制效果显著高于市售谷蛋白，到发酵第30天尿素含量已低于对照组2.47mg/L。
表2 添加谷蛋白对黄酒中尿素含量的影响
Figure BDA0002246664500000102
Figure BDA0002246664500000111
发酵液中EC的测定：
EC的测定采用气相色谱-质谱联用技术(GC/MS)。
以氨基甲酸丁酯(nBC)为内标，采用气相色谱-质谱联用技术(GC/MS)测定黄酒中EC的含量。色谱(GC)条件：Rxi-5ms毛细管柱(30m×0.25mm×0.25μm)；进样口温度220℃；柱温升温程序：初始温度35℃(0min)，以5℃/min升至80℃，再以15℃/min升至110℃；进样方式：分流进样(分流比60∶1)；载气：高纯氦气(纯度99.999％)、载气流速1.0mL/min。质谱(MS)条件：电子电离(electron ionization,EI)源，离子源温度250℃，电子能量70eV，接口温度230℃，扫描范围为40～500u，溶剂切除5min。
分五个时期(第3、7、12、20、30天)取样测定三组发酵液中EC的含量，结果见表3。
由结果可知，添加酒糟谷蛋白和市售谷蛋白的实验组中EC的含量始终低于自然发酵的对照组。可见谷蛋白组分的增加可以有效降低黄酒中EC含量。酒糟谷蛋白对EC的抑制效果显著高于市售谷蛋白，到发酵第30天已低于对照组0.76mg/L，且酒糟组中EC的含量变化较为稳定，发酵第12天到30天EC含量几乎不变。
表3添加谷蛋白对黄酒中EC含量的影响
Figure BDA0002246664500000112
发酵液中风味物质的测定：
风味物质的测定采用气相色谱-质谱联用技术(GC/MS)。
气相色谱-质谱联用仪Shimadzu-QP2010 Plus；色谱条件：GC条件：色谱柱为RTX-WAX弹性石英毛细管柱(30m×0.35mm×0.25um)，以氦气(99.999％)为载气，恒定流速为1.0mL/min；进样口温度250℃，不分流进样；柱温采用程序升温，初始温度为40℃，保持5min，以6℃/min升温到120℃，保持5min，再以3℃/min升温到190℃，保持5min。MS条件：EI源，电子能量70eV，离子源温度230℃，接口温度250℃，全扫描模式采集数据，扫描范围为40～500u，溶剂切除3min。
采用NIST08和NIST08s标准图谱库进行检索，定性；以检测出物质的峰面积与内标2-辛醇峰面积的比值来表示每种物质的相对含量。按照以下公式计算各种挥发性香气成分相对含量：
Figure BDA0002246664500000121
其中：Ai---各种香气成分对应峰面积
Aj---内标峰面积
在发酵结束第30天取样，测定发酵液中风味物质的含量，结果见表4。
发酵液中关键理化指标的测定：
酒精度、总糖、总酸、氨基酸态氮的测定参照黄酒国标《GB/T 13662-2018》；pH测定采用pH计测定。
在发酵结束第30天取样，测定发酵液中关键理化指标，结果见表5。
实施例7
参照实施例6的黄酒酿造工艺，发酵时加入1.0g/100g谷蛋白(以糯米的质量计)，其他条件同实施例6。
精氨酸、鸟氨酸、瓜氨酸、尿素、EC含量、风味物质、关键理化指标的检测方法同实施例6。
按照本实施例的方法，市售组、酒糟组经发酵30天后发酵液中精氨酸分别为459.2、478.9mg/L，鸟氨酸分别为269.3、296.8mg/L，瓜氨酸分别为158.2、180.3mg/L，尿素分别为17.35、16.01mg/L，EC的含量分别为1.88mg/L、1.46mg/L。风味物质的结果见表4，关键理化指标的结果见表5。
实施例8
参照实施例1的黄酒酿造工艺，在发酵时加入2.0g/100g谷蛋白(以糯米的质量计)，其他条件同实施例1。
精氨酸、鸟氨酸、瓜氨酸、尿素、EC含量、风味物质、关键理化指标的检测方法同实施例1。
按照本实施例的方法，市售组、酒糟组经发酵30天后发酵液中精氨酸分别为463.1、479.8mg/L，鸟氨酸分别为272.1、302.4mg/L，瓜氨酸分别为159.9、183.6mg/L，尿素分别为17.02、15.81mg/L，EC的含量分别为1.69mg/L、1.25mg/L。风味物质的结果见表4，关键理化指标的结果见表5。
实施例9
参照实施例6的黄酒酿造工艺，在发酵时加入4.0g/100g谷蛋白(以糯米的质量计)，其他条件同实施例6。
精氨酸、鸟氨酸、瓜氨酸、尿素、EC含量、风味物质、关键理化指标的检测方法同实施例6。
按照本实施例的方法，市售组、酒糟组经发酵30天后发酵液中精氨酸分别为469.8、485.4mg/L，鸟氨酸分别为278.3、315.7mg/L，瓜氨酸分别为163.7、189.3mg/L，尿素分别为16.82、14.98mg/L，EC的含量分别为1.62mg/L、1.08mg/L。风味物质的结果见表4，关键理化指标的结果见表5。
实施例10
参照实施例6的黄酒酿造工艺，在发酵时加入6.0g/100g谷蛋白(以糯米的质量计)，其他条件同实施例6。
精氨酸、鸟氨酸、瓜氨酸、尿素、EC含量、风味物质、关键理化指标的检测方法同实施例6。
按照本实施例的方法，市售组、酒糟组经发酵30天后发酵液中精氨酸分别为460.1、478.3mg/L，鸟氨酸分别为270.1、301.8mg/L，瓜氨酸分别为158.4、178.5mg/L，尿素分别为17.34、15.76mg/L，EC的含量分别为1.74mg/L、1.46mg/L。风味物质的结果见表4，关键理化指标的结果见表5。
实施例11
参照实施例6的黄酒酿造工艺，在发酵时加入8.0g/100g谷蛋白(以糯米的质量计)，其他条件同实施例6。
精氨酸、鸟氨酸、瓜氨酸、尿素、EC含量、风味物质、关键理化指标的检测方法同实施例6。
按照本实施例的方法，市售组、酒糟组经发酵30天后发酵液中精氨酸分别为453.2、471.2mg/L，鸟氨酸分别为256.8、278.6mg/L，瓜氨酸分别为148.3、167.4mg/L，尿素分别为17.56、16.83mg/L，EC的含量分别为1.92mg/L、1.57mg/L。风味物质的结果见表4，关键理化指标的结果见表5。
表4 添加谷蛋白对黄酒中风味物质含量的影响
Figure BDA0002246664500000141
表5 添加谷蛋白对黄酒中关键理化指标的影响
Figure BDA0002246664500000142
实施例6-11的结果表明，谷蛋白能降低黄酒发酵过程产生的EC，其中酒糟谷蛋白的抑制效果显著优于自然发酵的对照组及市售谷蛋白。这是因为一方面酒糟谷蛋白具有较高的碱溶解性，因此碱法提取的酒糟谷蛋白纯度高于市售谷蛋白；另一方面，将酒糟谷蛋白、市售谷蛋白分别和水按质量比1:10混合，在风味蛋白酶(20000U/g，北京索莱宝科技有限公司，添加量为谷蛋白质量的1‰)作用下50℃水解30min得到酒糟谷蛋白水解液和市售谷蛋白水解液，对比酒糟谷蛋白水解液与市售谷蛋白水解液中氨基酸分组及含量(见表6)，发现制备的酒糟谷蛋白水解液中A组和B组氨基酸显著多于市售谷蛋白水解液，因此酒糟谷蛋白更容易被酵母利用，从而降低了酵母精氨酸代谢产生的尿素和EC(NCR效应)。当酒糟谷蛋白添加量在0.5g/100g～8.0g/100g范围内时，可以抑制EC的产生，且浓度为4.0g/100g时效果最好。
从表4和表5数据可以看出，对照组、市售组、酒糟组三组风味物质、关键理化指标差异不显著。本发明方法在不影响黄酒关键理化指标、风味的前提下，显著降低了尿素、EC的含量，尤其是当酒糟谷蛋白添加量为4g/100g时达到最高抑制水平。
表6 酒糟谷蛋白和市售谷蛋白水解液中氨基酸含量
Figure BDA0002246664500000151

Claims (5)

1.一种降低黄酒酿造过程中尿素和氨基甲酸乙酯含量的方法，其特征在于，向黄酒酿造体系中添加酒糟谷蛋白进行发酵，以原料米质量计，酒糟谷蛋白添加量为0.5g/100g-8g/100g；所述方法具体包括如下步骤：
（a）、浸米：将原料米置于水中浸泡；
（b）、蒸饭：冲洗浸好的米，蒸煮至软烂无白心；
（c）、淋饭：将蒸好的米用冷水冲洗冷却，并沥干；
（d）、落缸：将淋饭后的米转移至发酵罐中，并添加麦曲和黄酒干酵母，加水混匀；其中，麦曲为生麦曲，添加质量为原料米质量的10-12%；黄酒干酵母为黄酒活性干酵母，添加质量为原料米质量的2-3‰，其活化方式为：将黄酒活性干酵母置于其10-12倍质量的水中，保持水温为35-37℃，同时添加2-3%的葡萄糖，活化时间为30-40min，葡萄糖质量以水的质量为基准计；按照原料米质量的1.5-2倍加水混匀；
（e）、发酵：添加酒糟谷蛋白，发酵27-30天；其中，发酵条件为：28-30℃有氧糖化3-4天，每10-12h开耙1次；14-16℃无氧发酵24-26天，每3-4天开耙1次；
（f）、后处理：发酵结束后经压榨、灭菌、灌装即得低尿素、氨基甲酸乙酯含量的黄酒；
所述酒糟谷蛋白的制备包括如下步骤：
（1）干燥：将黄酒酒糟干燥，至酒糟均匀无水分；
（2）粉碎、过筛：将干燥后的酒糟粉碎，过筛；
（3）水洗除杂：将酒糟粉末和水混合，搅拌，离心，取沉淀；其中，酒糟粉末和水按质量比1:10-1:15混合，40-45℃搅拌2-3h；
（4）盐提：步骤（3）得到的沉淀加NaCl溶液，40-45℃搅拌提取2-3h，之后离心，取沉淀；其中，沉淀和NaCl溶液的质量比为1:10-1:15，NaCl溶液浓度为2wt%-3wt%；
（5）碱提：步骤（4）得到的沉淀加NaOH溶液，40-45℃搅拌提取2-3h，之后离心，取上清液；其中，沉淀和NaOH溶液的质量比为1:10-1:15，NaOH溶液浓度为0.4wt%-0.6wt%；
（6）纯化：上清液浓缩后，加入等体积的饱和硫酸铵溶液静置，离心，取沉淀；将沉淀溶于pH为7.2±0.1的磷酸缓冲盐溶液，沉淀溶解后放入截留分子量为12-14KD的透析袋，用蒸馏水透析16-20h，每6-8h更换一次蒸馏水；其中，磷酸缓冲盐溶液加入质量为15-20倍沉淀质量；
（7）干燥：将步骤（6）透析结束后的溶液干燥，至粉末均匀无水分。
2.根据权利要求1所述的降低黄酒酿造过程中尿素和氨基甲酸乙酯含量的方法，其特征在于，以原料米质量计，酒糟谷蛋白添加量为4g/100g。
3.根据权利要求1所述的降低黄酒酿造过程中尿素和氨基甲酸乙酯含量的方法，其特征在于，步骤（1）黄酒酒糟置于电热鼓风干燥箱中，40-45℃恒温干燥22-24h；步骤（7）中溶液置于电热鼓风干燥箱中，40-45℃恒温干燥22-24h；步骤（2）粉碎后的酒糟过80-100目筛；步骤（6）静置10-12min。
4.根据权利要求1所述的降低黄酒酿造过程中尿素和氨基甲酸乙酯含量的方法，其特征在于，步骤（a）中原料米为糯米，浸米料水质量比为1:1.5-1:2，时间为40-48h；步骤（c）中冷水为20-25℃水。
5.根据权利要求1所述的降低黄酒酿造过程中尿素和氨基甲酸乙酯含量的方法，其特征在于，步骤（f）压榨是用密度为21×21的脱脂棉纱布过滤两次；灭菌为85-90℃下灭菌30-40min。
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