一種含酸性蛋白酶的白酒釀造復(fù)合酶及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及復(fù)合酶，具體涉及一種含酸性蛋白酶的白酒釀造復(fù)合酶及其制備方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 伴隨人們消費(fèi)觀念的轉(zhuǎn)變，時(shí)下的白酒消費(fèi)群體更加注重白酒產(chǎn)品的口感。針對(duì) 白酒消費(fèi)需求多層次、多類別、多樣性的差異，要滿足不斷變化的消費(fèi)需求，須不斷創(chuàng)新產(chǎn) 品個(gè)性和特色，同時(shí)也須將白酒的安全、衛(wèi)生、健康作為基本需求，將香氣幽雅細(xì)膩，入口柔 和綿甜、入喉圓潤(rùn)舒暢、飲后舒適且副作用小等作為主要研發(fā)方向。我國(guó)制酒的主要原料是 高粱。高粱釀酒是借助微生物所產(chǎn)生的酶的作用，使子粒中的淀粉轉(zhuǎn)化為糖繼而產(chǎn)生酒精 的過程。微生物主要是借助于霉和酵母菌。整個(gè)釀酒過程的環(huán)境和工藝條件都應(yīng)適合所 用微生物的代謝特點(diǎn)，促使它們活力強(qiáng)、作用大，將淀粉充分分解為糖，再將糖轉(zhuǎn)化為酒精。 目前，馳名中外的幾種名酒多是用高粱做主料或做佐料釀制而成。傳統(tǒng)釀造白酒生產(chǎn)工藝 中，常采用谷類、薯類及植物塊根類作為原料，各類原料中常含有數(shù)量不等的纖維素、半纖 維素 、β -葡聚糖和果膠質(zhì)。而酒曲中的微生物及原料內(nèi)源酶，對(duì)這些大分子物質(zhì)沒有足夠 的分解能力，造成原料利用率的降低。同時(shí)由于原料中的酒香類物質(zhì)被這些難分解的大分 子包裹，不能充分釋放，使成品酒辛辣有余而醇厚不足，造成酒品質(zhì)量降低或延長(zhǎng)酒的后熟 期，增加生產(chǎn)成本。
[0003] 由于糖化酶和酒用活性干酵母在白酒生產(chǎn)上的應(yīng)用，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的用麩曲和自培酒 母生產(chǎn)白酒的新工藝，工藝簡(jiǎn)單出酒率高，白酒生產(chǎn)成本降低，節(jié)約糧食。但是白酒是飲料 酒，不僅要求含有一定量的乙醇，還需要有一定量的香味物質(zhì)，為此人們又研制出白酒生產(chǎn) 專用復(fù)合酶。
[0004] 從已有的研究看來，酸性蛋白酶在白酒釀造中所起的作用主要表現(xiàn)在下列幾個(gè)方 面：1.促進(jìn)微生物生長(zhǎng)：微生物的發(fā)育需要有蛋白質(zhì)為其提供氮源及能量。在入窖時(shí)發(fā)酵 糟的酸度以及發(fā)酵初期窖內(nèi)酸度，均偏酸，此時(shí)酒曲中的酸性蛋白酶，可強(qiáng)化蛋白質(zhì)分解為 氨基酸，豐富酒酷中氨基酸的含量，促進(jìn)微生物的生長(zhǎng)。在發(fā)酵過程中，當(dāng)發(fā)酵進(jìn)行到一定 階段，就會(huì)出現(xiàn)發(fā)酵速度變慢，酵母菌活性降低的現(xiàn)象，這是因?yàn)榻湍妇嬖谥粋€(gè)對(duì)酒精 的耐受力問題。酒精的積累達(dá)到一定限度后就會(huì)抑制酵母菌的活性，因而發(fā)酵速度降低。 但若保持高水平的FAN供酵母菌生長(zhǎng)利用，提高新酵母細(xì)胞的合成水平和生長(zhǎng)，就可使其 保持旺盛的活力。2.提高原材料的利用率：在發(fā)酵過程中，對(duì)原料的利用率會(huì)愈來愈低，發(fā) 酵速度減慢，且發(fā)酵程度越來越不完全，這是由于酵母菌的活性降低所致。發(fā)酵時(shí)生長(zhǎng)型酵 母細(xì)胞對(duì)糖分的利用率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于非生長(zhǎng)型細(xì)胞。蛋白酶的使用，不僅可促進(jìn)酵母細(xì)胞的生 長(zhǎng)和增殖，同時(shí)可將包裹淀粉顆粒的蛋白質(zhì)水解，破壞原料顆粒間質(zhì)細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)，使淀粉釋 放，增加碳源利用，從而可以有效提高對(duì)原材料的利用率。3.提供生香前體物質(zhì)和風(fēng)味物 質(zhì)：酸性蛋白酶在釀酒的酸性環(huán)境中，將原料蛋白質(zhì)水解成氨基酸，多種氨基酸是生成白酒 香味成分的前體物質(zhì)，經(jīng)過不同微生物及酶的代謝，生成多種香味物質(zhì)。例如，甘氨酸、丙氨 酸、蘇氨酸、絲氨酸和半朧氨酸等分解代謝可轉(zhuǎn)變?yōu)楸幔岢D(zhuǎn)變?yōu)橐掖纪?，還 可轉(zhuǎn)化為乙酸、丁酸、己酸、乳酸等有機(jī)酸，丙氨酸和蘇氨酸可代謝轉(zhuǎn)變?yōu)楸迹瑪X氨酸轉(zhuǎn)化 為異丁醇，異亮氨酸轉(zhuǎn)化為異戊酸，苯丙氨酸轉(zhuǎn)變?yōu)楸揭掖嫉龋@些物質(zhì)作為多種生香物質(zhì) 前體，可轉(zhuǎn)化為多種醋及其他香味物質(zhì)。4.與白酒香型相關(guān)：酒中各種微量成分的含量多 少和適當(dāng)?shù)谋壤P(guān)系，是構(gòu)成各種名優(yōu)白酒風(fēng)格香型的重要因素。有研究表明，醬香型大曲 的酸性蛋白酶含量高于濃香型大曲近一倍，而濃香大曲又比清香大曲和鳳型大曲含量高， 說明酸性蛋白酶可能與不同香型具有一定相關(guān)性。5.提高啤酒的澄明度和白酒質(zhì)量穩(wěn)定 性：啤酒釀造中，膚類物質(zhì)是形成啤酒渾濁前體物質(zhì)的重要來源，利用酸性蛋白酶對(duì)它們的 分解作用，可以提高啤酒的澄明度。此外，加入蛋白酶，可以消除由于多膚一多酚復(fù)合物形 成的"凝霧現(xiàn)象"。
[0005] 綜上，白酒生產(chǎn)是多種微生物共酵，酸性蛋白酶加入白酒生產(chǎn)的料醅中，分解料醅 中的蛋白質(zhì)為小肽或氨基酸，促進(jìn)白酒生產(chǎn)菌群的生長(zhǎng)，促進(jìn)產(chǎn)酒和產(chǎn)香味物質(zhì)的能力，因 此酸性蛋白酶是白酒生產(chǎn)不可缺少的一種酶。目前大部分小曲白酒廠生產(chǎn)白酒已將加糖化 酶和活性干酵母的生產(chǎn)工藝改為加酒用復(fù)合酶的新工藝，不但生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單出酒率高，而 且酒的風(fēng)味好。酒用復(fù)合酶是由糖化酶、酸性蛋白酶、根霉曲、增香酵母曲、酒用酵母曲等多 種生物制品按不同比例組成，可根據(jù)需求的風(fēng)味選擇這些生物制劑的最佳配比。
[0006] 中國(guó)專利CN 101481682B公開了一種白酒專用復(fù)合酶，它是由纖維素酶、半纖維 素酶、β-葡聚糖酶、糖化酶、果膠酶和蛋白酶組成。本發(fā)明的白酒專用復(fù)合酶具有協(xié)同作 用，能夠有效轉(zhuǎn)化釀造原料中的淀粉、脂肪和蛋白質(zhì)等成分促進(jìn)發(fā)酵；發(fā)酵過程中在保留 白酒自身香型特點(diǎn)的同時(shí)，大幅度增加了香味成分的含量，加快了醇、醛、酸、酯之間的反應(yīng) 平衡，提高了白酒的質(zhì)量，縮短了發(fā)酵周期，減少了貯存時(shí)間。中國(guó)專利CN 102108324Β公 開了一種酒類高效增香劑，其在固態(tài)法白酒生產(chǎn)或者液態(tài)法生料釀酒中的應(yīng)用以及利用 該增香劑制造的白酒或蒸餾酒。該增香劑由釀酒復(fù)合酶、酯化紅曲和生香活性干酵母按 一定比例組合而成，適用于固態(tài)、半固態(tài)和液態(tài)法釀酒工藝，其用量為投料量的〇. 1-5%。 使用該增香劑，使得固態(tài)清香型小曲白酒發(fā)酵總酯可達(dá)260-270mg/100ml，乙酸乙酯達(dá)到 150-160mg/100ml。本高效增香劑具有用量少、增香效果顯著、酒體風(fēng)味口感佳、用途廣等優(yōu) 點(diǎn)。所述釀酒復(fù)合酶包括木聚糖酶、脂肪酶和纖維素酶。上述公開的專利所涉及的復(fù)合酶存 在如下缺陷：1)酶種類復(fù)配不全，不能全面解決外加酶制劑與原料成分的對(duì)應(yīng)性。2)沒有 復(fù)配使酶制劑活力充分發(fā)揮和防止酶活力損失、抗氧化等成分，復(fù)合酶效力和活力不穩(wěn)定。 3)沒公開或沒具體公開蛋白酶酶學(xué)特性。
[0007] 因此，制備一種酶系全面、酶活力穩(wěn)定、酶效力高的含酸性蛋白酶的適合白酒釀造 的復(fù)合酶仍是本行業(yè)技術(shù)人員的長(zhǎng)期追求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明所解決的技術(shù)問題是克服了現(xiàn)有白酒釀造復(fù)合酶中蛋白酶酶活力低、復(fù)合 酶酶系不全，復(fù)合酶抗氧化能力低、酶活力損失大等缺陷，以高活力酸性蛋白酶等食品級(jí)酶 制劑為主要原料，科學(xué)復(fù)配植物提取物、抗氧化劑、酯化紅曲、生香活性干酵母、保護(hù)劑、激 活劑等；制備一種酶系全面、酶活力穩(wěn)定、酶效力高的含酸性蛋白酶的適合白酒釀造的復(fù)合 酶。
[0009] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：
[0010] -種含酸性蛋白酶的白酒釀造復(fù)合酶，由以下重量份數(shù)的原料組成：
[0011] 淀粉酶10-20份，蛋白酶10-15份，植物提取物10-15份，半纖維素酶10-12份，酯 化紅曲10-12份，生香活性干酵母8-10份，果膠酶5-8份，酯酶5-8份，保護(hù)劑4-6份，激活 劑4-6份，抗氧化劑0. 2-0. 5份；
[0012] 所述植物提取物中含有蛋白酶、淀粉酶、半纖維素酶、酯酶、氧化還原酶等多種植 物酶；
[0013] 所述植物提取物中還含有植物多糖和單糖、植物淀粉、植物蛋白等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，不僅 可為白酒釀造復(fù)合酶提供全面、豐富的植物酶，還可作為制備酸性蛋白酶的發(fā)酵培養(yǎng)基成 分，提高蛋白酶活力和微生物產(chǎn)酶能力；
[0014] 所述植物提取物采用超聲清洗、微波輔助超聲提取和高壓脈沖電場(chǎng)提取、超濾濃 縮等低溫提取技術(shù)，有效提高了原料利用率、植物酶活性和產(chǎn)率；有效保證了植物提取物的 食品安全性；
[0015] 所述植物提取物的制備方法為：將大麥芽和小麥芽按質(zhì)量比5-7:3-5均勻混合， 粉碎至粒度0. 5-lmm，得粉碎麥芽；然后將木瓜、菠蘿、無花果分別于超聲波清洗機(jī)中在功 率200W、頻率30KHz條件下超聲清洗5-10min，浙干，室溫下破碎至粒度0. 5-lmm，并按質(zhì)量 比5-7:2-4:1-3均勻混合，加入混合物質(zhì)量1. 5-3倍的粉碎麥芽得原料混合物，加入原料混 合物質(zhì)量1-3倍的水，用檸檬酸調(diào)節(jié)pH值為3-4,在功率150-300W、頻率2000Hz條件下進(jìn) 行微波提取，其中，每次微波輻照總時(shí)間60-SOs，進(jìn)行間隔式輻照：輻照10s，間隔10s，控制 溫度20-35°C，如此輻照10次，同時(shí)在功率200-300W，頻率30-40KHZ條件下進(jìn)行超聲波輔 助提取；保溫l_3h，然后，在功率200-400W、頻率2000Hz條件下進(jìn)行微波提取，其中，每次 微波輻照總時(shí)間90-105S，進(jìn)行間隔式輻照：輻照15s，間隔10s，控制溫度40-60°C，如此輻 照10次，同時(shí)在功率300-500W，頻率40-50KHZ條件下進(jìn)行超聲波輔助提取，最后自然降溫 至室溫，于電場(chǎng)強(qiáng)度25-35kV/cm，脈沖時(shí)間400-600 μ s，脈沖頻率200-300HZ條件下進(jìn)行高 壓脈沖電場(chǎng)（PEF)提取15-20min ;提取液過濾得第一濾液，加濾渣2倍的水漂洗、過濾得第 二濾液，將第一濾液和第二濾液按質(zhì)量比1:1-2均勻混合，混合液超濾濃縮、冷凍干燥、低 溫粉碎即得植物提取物；
[0016] 優(yōu)選地，所述超聲波清洗機(jī)中清洗液為0. 3-0. 5%的碳酸氫鈉溶液。
[0017] 所述蛋白酶是由以下質(zhì)量百分比組成的酶制劑均勻混合而成：酸性蛋白酶75%， 中性蛋白酶15%，10%脯氨酸蛋白酶；
[0018] 優(yōu)選地，所述酸性蛋白酶是以高產(chǎn)酸性蛋白酶的菌株宇佐美曲霉（Aspergillus usamil)CCTCC NO :M 2013601為出發(fā)菌株，經(jīng)特定發(fā)酵條件下的液體深層發(fā)酵而制得，并且 發(fā)酵培養(yǎng)基中科學(xué)復(fù)配了上述制備的植物提取物；
[0019] 優(yōu)選地，所述酸性蛋白酶的制備方法包括以下步驟：保存完好的宇佐美曲霉CCTCC NO :M 2013601的菌種經(jīng)斜面菌種活化、一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)液體種子擴(kuò)大培養(yǎng)至種子罐，將 種子罐液體種子以5%接種量接入發(fā)酵罐培養(yǎng)基，培養(yǎng)溫度31-321：，攪拌速度200-40(^/ m，通風(fēng)量1:1-2,培養(yǎng)時(shí)間10-12h ;然后以1-2°C /h降