食品科学技术21603 - page 19

中含量最多的氨甲酰化合物有: 尿素、 瓜氨酸、 氨甲
酰天冬氨酸和氨甲酰磷酸等, 其中尿素是最主要的
底物[12 - 14] 。
尿素是 EC 最重要的前体物质, 大部分是由酵
母胞内精氨酸酶分解精氨酸而来, 酵母在生长繁殖
过程在中合成大量尿素,一部分满足自身的需要,大
部分尿素被分泌到发酵醪液中, 与乙醇反应生成
EC[5] 。 中国黄酒独特的生产工艺,如所用原料蛋白
质含量较高、独特的高温 (85 益 左右) 煎酒工序以及
长时间的存储等,均导致较高的尿素含量提高,从而
导致 EC 含量提高[11] 。
3郾 1郾 2摇 EC 的控制技术
根据 EC 形成机理, 国内外关于控制饮料酒中
EC 问题的研究 ,主要从减少其来源 、工艺控制与后
续去除上开展了一系列的研究工作,总结起来,主要
包括以下 4 方面的技术。
1) 低产尿素酵母的选育 。 酵母是酒精饮料酿
造过程中最重要的微生物之一, 在工业生产中应用
广泛,具有良好的生物安全性,清楚的遗传背景。 对
低产尿素酵母的选育通常采用诱变育种的方法, 王
德良等通过 He鄄Ne 激光和亚硝基胍复合诱变, 得到
的黄酒酵母遗传稳定性好, 产生的尿素降低了 50%
以上[15] 。
随着酵母分子生物学研究的深入, 揭示了尿素
代谢途径为:酵母氮代谢过程中 ,经过鸟氨酸循环,
精氨酸在精氨酸酶的作用下生成尿素;当酵母需要
氮源时,尿素被脲基酰胺酶分解成 NH3 。 在此基础
上,采用基因工程技术对黄酒酵母进行定向改造 ,通
过敲除 CAR1 基因 ( 编码精氨酸酶 ) 或高表达
DUR1,2 基因( 编码脲基酰胺酶) 从而降低酵母中的
尿素。 1991 年日本的 Kitamoto 等通过构造缺陷型
CAR1 基因, 获得的清酒酵母尿素产量降低[16] ;
Schehl 通过敲除 CAR1 基因, 得到的酿酒酵母尿素
产量大幅下降 [17] ; Park 采用反义 RNA 技术抑制
CAR1 基因的表达, 改良菌中精氨酸酶的活性降低
了 15% [18] ;Coulon 等通过高效表达葡萄酒酵母的
DUR1,2 基因, 大量分解酵母代谢产生的尿素, 生产
的葡萄酒中最终尿素的含量降低了 89郾 1% [19] 。
尽管低产尿素酵母已经有多例成功的报道, 但
其生产应用尚需考虑工艺条件的适应性、 发酵性能
的稳定性、酒体风格是否变化,相关应用尚需进一步
开发研究。
2) 添加酸性尿素降解酶 。 尿素降解酶即脲酶
(urease),脲酶可以分解尿素为氨和二氧化碳 , 其中
酸性脲酶能够耐受酸性环境 ,并且在大部分低酒精
度的饮料中仍具有很高的活性 ,因而可作为降低成
品酒中尿素含量的重要方法。 早在 1992 年酸性脲
酶被美国食品与药品管理委员会列为安全的食品添
加剂,允许在葡萄酒 、清酒中使用[20] 。 目前,国际葡
萄酒组织、欧盟等都允许使用脲酶作为食品添加剂 ,
且在酒液中加入脲酶处理后 ,在灭菌时利用高温即
可破坏脲酶的残余活力。 国外对酸性脲酶的产生菌
种 、酶的性质、酶的纯化已经进行了较深入细致的研
究 ,国内不少研究者也成功筛选出产酸性脲酶的菌
株 ,但是还未能够在黄酒工业化生产中得到应用 。
周建弟等研究了酸性脲酶分解黄酒中尿素的最佳工
艺条件 , 发现在最优佳工艺条件下, 该酶处理 48 h
后可去除黄酒中约 80% 的尿素 [21] 。
在黄酒发酵液中添加酸性脲酶可以有效降低尿
素含量 ,并且不影响生产过程,同时能较好地保持成
品酒的风味与特性, 但是目前我国酸性脲酶的技术
尚不完善。 因此,当务之急是开发研制具有我国自
主知识产权的黄酒用酸性脲酶。
3) 生产工艺过程调节与控制。 EC 代谢的研究
结果表明,发酵过程中的 pH 值和温度工艺条件均
对 EC 的形成有较大的影响, 因此可以通过相关工
艺参数的控制,达到降低产品中 EC 的含量。
首先,尽量减少发酵过程中的杂菌污染 ,因为大
部分乳酸杆菌、乳酸球菌也可以分解精氨酸,分泌尿
素和瓜氨酸 [22] ;其次,适当降低煎酒温度 、缩短煎酒
时间有利于 EC 含量的降低; 此外, 添加膨润土可降
低胺类化合物含量,添加无机盐如 MgSO 4 和 KH2 PO 4
可以降低尿素含量, 无机盐对尿素和氨基酸的生成
有抑制作用 ,然而使用时需确定无机盐的最适添加
浓度[23] 。
还有研究指明,选用特异性功能的树脂材料,复
配后以合适的添加量处理黄酒样品, 能直接吸附减
除黄酒中的 EC,去除率高达 60% 以上[24] 。
4) 利用 EC 降解酶降解 EC。 EC 降解酶 ( ure鄄
thanase) 能够直接降解 EC, 生成氨 、 二氧化碳和乙
醇 ,早在 1989 年有报道在一些微生物中有 EC 降解
酶 [25] ,采用 EC 酶降解黄酒中的 EC, 不需更换酵母
菌种,不改变生产工艺条件和原酒风味特性, 但是 ,
报道的 EC 降解酶不能同时耐酸和耐醇。 因此, 在
黄酒中利用 EC 酶降解 EC 尚未见成功的报道, 随着
科技的进步 ,EC 降解酶耐酸和耐醇性的提高,利用
41 食品科学技术学报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 2016 年 5 月