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白酒酿制理论:白酒中微量香味成分的形成

2021-03-26 09:43 分类:白酒百科 阅读:

 1.白酒中主要有机酸的生成

白酒中的各种有机酸,在发酵过程中虽是味氧化物,但糖并不是形成有机酸的原始物质,因为其他非糖化合物也能形成有机酸。值得引起注意的是许多微生物可利用有机酸作为碳源而消耗。所以发酵中有机酸既要产生又要消耗。特别是不一样种类有机酸之间可不断转化。现将白酒中一些主要有机酸形成途径分述如下:

(1)甲酸甲酸主要由发酵中间产物丙酮酸加1个水分子与乙酸共生。

CH3COCOOH+H2O→CH3COOH+HCOOH

(2)乙酸 又名醋酸,是酒精发酵中不可避免的产物,在各种白酒中都有乙酸存在,是酒中挥发酸的组成,也是丁酸、己酸及其酯类的主要前体物质。乙酸的生成主要有下述几个途径:

①在醋酸菌代谢中,由酒精氧化产生乙酸。

CH3CH2OH+O2→CH3COOH+H2O

醋酸菌是氧化的重要组成部分,是白酒工业的大敌。有些酵母也有产酸能力,凡产酯能力强的酵母菌,对酒精的氧化能力大于酒精发酵力的酵母菌都有产酸能力,但远不及醋酸菌。

②发酵过程中,在酒精生成的同时,也伴随着有乙酸和甘油生成。

2C6H12O6+H2O→CH3CH2OH+CH3COOH+2C3H5(OH)3+2CO2③糖经过发酵变成乙醛,乙醛经歧化作用,离子重新安排,就会变成乙酸。

2CH3CHO+H2O→CH3COOH+CH3CH2OH

酒精和乙酸同时出现时,即一开始有酒精,马上就会有乙酸出现。当糖分发酵一半时,乙酸的含量高;在发酵后期,酒精较多时,乙酸含量较少。一般来说,对酵母提供的条件越差,则产生的乙酸越多。如果在发酵过程中带进了枯草芽孢杆菌,乙酸会大量增加。

(3)乳酸进行乳酸发酵的主要微生物是。其发酵分类有两种,即发酵产物中只有乳酸的同型乳酸发酵以及发酵产物中除乳酸外同时还有乙酸、酒精、CO2、H2的异型乳酸发酵。哪些乳酸菌利用糖经糖酵解途径生成丙酮酸,丙酮酸在乳酸脱氢酶催化下还原而生成乳酸。

白酒生产是开放式的,酿制过程将不可避免地感染大量乳酸菌,并进入窖内发酵,赋予白酒独特的风味,其发酵属于混合型(异)乳酸发酵。目前,白酒中普遍存在乳酸及其酯类过剩,而影响酒的质量。

(4)丁酸又称酪酸,是由丁酸菌或异型乳酸菌发酵作用生成的。

①丁酸菌将葡萄糖或含氮物质发酵变成丁酸:

C6H12O6→CH3CH2CH2COOH +2CO2+2H2

②由乙酸及乙醇经丁酸菌作用,脱1分子水而成:

CH3COOH+CH3CH2OH→CH3CH2CH2COOH+H2O

③由乳酸发酵生成丁酸时,也必须有乙酸,但有的菌不需要乙酸而直接从乳酸发酵生成乙酸,再由乙酸加氢而成为丁酸:

CH3CHOHCOOH+CH3COOH→CH3CH2CH2COOH+H2O+CO2(5)已酸 己酸菌使酒精和醋酸生成丁酸,丁酸再与酒精结合生成己酸:

CH3CH2OH+CH3COOH→CH3CH2CH2COOH+H2O

CH3(CH2)2COOH+CH3CH2OH→CH3(CH2)4COOH+H2O这是一个极其复杂的过程。在生物合成过程中,在无细胞酶存在下,酒精与磷酸在乙酰与乙酰磷酸存在下,与乙酸结合生成丁酸。当丁酸与磷酸共同存在时,受到氧化,反过来又变成乙酰磷酸。发酵一般是从高分子向低分子分解,而己酸发酵是以具有2个碳的酒精为基质制造具有6个碳的己酸,它是发酵中罕见的例子。

在大曲酒发酵过程中,以淀粉质为原料,在淀粉酶的作用下,先将淀粉转化成葡萄糖,再由葡萄糖发酵生成己酸、乙酸、二氧化碳和放出氢:

2C6H12O6→CH3(CH2)4COOH+CH3COOH+4CO2 +4H2(6)戊酸 丙酸可利用丙酮酸羧化形成草酰乙酸,后者还原成苹果酸,再脱水还原成琥珀酸,再脱羧产生丙酸。接着再由梭状芽孢杆菌通过类似于丁酸、己酸的合成途径,由丙酸合成戊酸,进而还可合成庚酸等。

(7)琥珀酸 琥珀酸学名叫丁二酸,它是在酒精发酵过程中,由氨基酸去氨基作用而主成:

C6H12O6+COOHCH2CH2CHNH2COOH+2H2O→COOHCH2CHCOOH+2C3H8O3+NH3+CO2(8)由低分子酸合成高级酸

CH3CH2OH+CH3COOH→CH3CH2CH2COOH+H2O

CH3CH2CH2COOH+CH3CH2OH→CH3(CH2)4COOH+H2O(9)由脂肪生成脂肪酸

C3H5(C15H3lCOOH)3+3H2O→C3H5(OH)3+3C15H3lCOOH+3H(10)由蛋白质变成氨基酸 发酵后残留于酒醅中的微生物尸体和原料中带来的蛋白,通过微生物的作用,分解成氨基酸。

 2.白酒中酯类物质的生成

白酒中的酯类主要是由发酵过程中的生化反响产生的,此外也能通过化学反响合成,即有机酸与醇相接触进行酯化作用,生成酯。酯化反响速度非常缓慢,并且反响到一定程度时,即行停止。

酯在酒精发酵过程中,以副产物的形式出现。它是在酯化酶的作用下合成的。酯化酶为胞内酶,它催化酵母细胞内的活性酸一酰基辅酶A与醇结合形成酯。酵母菌、霉菌、中都含有酯化酶。据研究,酯的合成是一个需能代谢过程,例如乙酸乙酯的合成反响如下:

CH3COSCoA+C2H5OH→CH3COOC2H5+HSCoA

酵母体内的乙酰辅酶A主要来自丙酮酸的氧化脱羧作用。

Nordstrom在培养基中添加丁酸、己酸,并接种啤酒酵母进行发酵,用气相色谱解析发酵液,发现有丁酸乙酯、己酸乙酯生成。故提出了由脂肪酸和醇生物合成脂肪酸酯的通式为:

RCOOH+ATp+HSCoA→RCO——SCoA+AMp+ ppi

RCO——SCoA+ROH→RCOOR+HSCoA

据此理论,丁酸乙酯、己酸乙酯的合成途径可表示为:

乳酸乙酯的生物合成途径与其他脂肪酸乙酯的合成类似,即乳酸在转酰基酶作用下生成乳酰辅酶A,再在酯化酶催化下与乙醇合成乳酸乙酯:

3.白酒中醇类物质的生成

任何种类的酒,在发酵过程中,除生成较大量的乙醇外,还同时生成其他醇类。醇类主要由微生物作用于糖、果胶质、氨基酸等而产生。

(1)甲醇 甲醇的前体物质为果胶,果胶是半乳糖醛酸的缩合物。其羧基上经常与甲基或钙相结合而形成酯。该酯在果胶酯酶的参与下,经加水分解作用而生成甲醇和果胶酸。

(2)乙醇 淀粉经糖化后,由于酵母的作用,经EMp途径,生成酒精。

(3)高级醇高级醇是一类高沸点物质,是白酒和其他饮料酒的重要香味来源。高级醇是指除乙醇以外的,具有3个碳以上的一价醇类。哪些醇类包括正丙醇、仲丁醇、戊醇、异戊醇、异丁醇等。大家平时说的杂醇油,就是哪些高级醇组成的混合体。白酒中的杂醇油就其含量而言,以异丁醇、异戊醇为主。在酒精发酵过程中,由于原料中蛋白质分解或微生物菌体蛋白水解,而生成氨基酸,氨基酸进一步水解放出氨,脱羧基,生成相应的醇。不一样种类的酵母,产高级醇量也各不相同。

(4)多元醇微生物在好气条件下发酵可生成多元醇。白酒中多元醇的含量较多,哪些物质是白酒甜味和醇厚感的主要成因。多元醇的甜味常随着醇基的增加而增加。丙三醇、丁四醇(赤藓醇)、戊五醇(阿拉伯醇)、己六醇(甘露醇)都是甜味黏稠液,己六醇是白酒多元醇中含量多者。

①丙三醇(甘油):甘油是酵母在酒精发酵过程中的产物。发酵液中加入亚硫酸或碳酸钠,或添加食盐以增加渗透压,可促进酵母产生大量甘油。白酒生产中,经长期酒精酵,积累的甘油量较多。有关单位对窖内发酵时甘油的变化进行了测定,发现甘油的消极不稳定,甘油主要是发酵后期产生的。

 发酵过程中,中间产物为甘油:

C6H12O6→CH2OHCHOHCH2OH+CH3CHO+CO2

另外,产2,3-丁二醇的在好气现象下,除产2,3-丁二醇外,也产甘油:

3C6H12O6→2CH3CHOHCHOHCH3+2CH2OHCHOHCH2OH+4CO2②甘露醇:许多霉菌能产甘露醇,所以大曲中含量较多,一般发酵食品都程度不一样含有此物。中如混合型乳酸菌可使己糖产生乳酸,同时产生甘露醇。

3C6H12O6+H2O→2C6H14O6+CH3CHOHCOOH+CH3COOH+CO24.白酒中醛酮类物质的生成

(1)乙醛 酒精发酵过程中,酵母菌将葡萄糖转变为丙酮酸,放出二氧化碳而生成乙醛,乙醛被迅速还原而成酒精。在此期间生成的乙醛,只是中间产物,极少残存于酒醅中。当酒醅中己生成大量酒精后,乙醇被氧化而生成乙醛。这是成品酒中乙醛的主要生成途径。乙醛的沸点较低,故白酒中的乙醛含量,与流酒温度有关。在贮存过程中,乙醛大量挥发,使酒中乙醛的含量降低。

(2)糠醛 稻壳辅料及原料皮壳中均含有多缩戊糖,在微生物的作用下生成糠醛:白酒中的呋喃成分系统主要是糠醛,此外,还有醇基糠醛(糠醇)和甲基糠醛等呋喃衍生物。在名白酒中可能存在着以呋喃为基础的分子构造更大更复杂的物质,但现在还是一个谜,可能是“糟香”或“焦香”的重要组成部分,哪些问题还有待深入研究。

(3)缩醛白酒中的缩醛以乙缩醛为主,其含量几乎与乙醛相等。按酒厂中现行测定总醛的方法测出的主要物质是乙醛和部分高级醛,尚有部分没有测出。缩醛是由醇和醛缩合而成的:

(4)丙烯醛(甘油醛) 白酒无论是固态或液态发酵,在发酵不正常时,常在蒸馏操作中有刺鼻的辣味,蒸出来的新酒燥辣,这是酒中有丙烯醛的缘故,但经贮存后,辣昧大为减少。因为丙烯醛的沸点只有50℃,容易挥发,致使酒在老熟过程中辣味减轻。

酒醅中含有甘油,如感染大量杂菌,尤其当酵母与乳酸菌共栖时,

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