论文部分内容阅读
丢糟是白酒酿造过程中的一种主要副产物,富含纤维素、蛋白质、短链脂肪酸、氨基酸、等有机成分及钾、磷等无机元素。白酒丢糟易霉易腐,带来了令人困扰的环境问题,其资源化利用具有十分重要意义。若能将丢糟中的短链脂肪酸转化为具有香味的酯类风味物质,将大幅提高复糟基酒的质量,为白酒企业带来可观的经济效益。酵母表面展示技术是一种将酶蛋白展示在细胞表面的固定化方法,无需蛋白的分离纯化,通过收获细胞即可获得展示酶,具有工艺简单、成本低廉且催化效率高等优势,在生物转化和制造领域表现出良好的性能,是近年来绿色生物制造领域的研究热点。本实验室前期研究表明,基于该技术的毕赤酵母表面展示南极假丝酵母脂肪酶B可较好地催化短链脂肪酸进行酯化反应,因而推测其在催化白酒丢糟、提高复糟酒呈香风味物质含量的研究中具有一定的应用潜力。本文以浓香型白酒丢糟为研究对象,针对酵母展示脂肪酶催化处理制备丢糟基酒开展丢糟的资源化再利用研究。我们先在实验室水平研究酶法处理工艺,利用本实验室所自主开发的全细胞催化剂Pp-CALB对白酒丢糟进行酶法处理,建立较好的反应体系和蒸酒方法,并利用高效气相色谱仪对乙酸乙酯、己酸乙酯及乳酸乙酯等白酒酯类风味物质进行定量。研究发现,丢糟经巴氏灭菌后,可消除杂菌对风味酯合成的影响,乙酸乙酯与己酸乙酯含量均较未灭菌实验组提高近40%。进一步,对Pp-CALB酶添加量、食用酒精添加量、反应时间及温度等影响风味酯合成的因素进行单因素优化实验,得到较优的反应条件:食用酒精添加量20%（w/w）、Pp-CALB酶添加量0.15%（w/w）、反应温度25℃、反应时间5天,得乙酸乙酯含量1.60 g/L、己酸乙酯含量0.54 g/L、乳酸乙酯含量0.91g/L,总酯含量3.05 g/L。在单因素优化的基础上进行L9（34）正交实验优化,得到最优处理条件:食用酒精添加量为20%（w/w）、Pp-CALB酶添加量为0.15%（w/w）、反应温度为20℃、反应时间3天。此时乙酸乙酯含量3.17 g/L、己酸乙酯含量0.59 g/L、乳酸乙酯含量0.76 g/L,总酯含量4.53 g/L,总酯含量较单因素优化后的总酯含量提高近50%。在正交实验基础上,对反应体系进行初步放大,先进行了1 kg处理量的小试实验。得乙酸乙酯、己酸乙酯、乳酸乙酯及总酯含量依次为3.44 g/L、0.85 g/L、0.70 g/L和4.98g/L,其中浓香型白酒的主要呈香物质乙酸乙酯和己酸乙酯分别较无Pp-CALB酶处理实验组提高了16.38倍和16.67倍。在此基础上,我们在酒厂进行了300 kg处理量的中试实验,当CALB酶酶粉添加量为0.9 kg时,获得乙酸乙酯、己酸乙酯、乳酸乙酯含量分别为216.48mg/L、752.95 mg/L和163.64 mg/L,展现出较好的应用潜力。