前期研究發(fā)現,OTC與EC的形成呈負相關性,即OTC的表達對EC的形成有抑制作用,而OTC與EC的直接關聯(lián)性并未見任何報道。因此,本試驗分別在黃酒發(fā)酵的前期(發(fā)酵第5天)和中期(發(fā)酵第12天),添加相同濃度純化后的OTC酶,以驗證其與EC形成的直接相關性。如圖1所示,在發(fā)酵開始直至第12天,試驗組EC含量均顯著高于對照組,而在12d之后,試驗組12D的EC含量表現出明顯的下降趨勢,直至發(fā)酵結束。而在發(fā)酵前期添加OTC酶的試驗組5D則顯著提高了EC含量,出現這一變化趨勢的原因還有待進一步研究??傮w而言,在恰當的發(fā)酵階段,如發(fā)酵的中期,OTC酶的添加對EC形成確有抑制作用,然而若添加時間不合適,則有可能促進EC的形成代謝。
有文獻表明,尿素和瓜氨酸是EC形成最主要的2種前體物。因此本試驗全程監(jiān)測了尿素和瓜氨酸的變化規(guī)律,如圖2所示。對照組發(fā)酵液中的尿素低于所有試驗組,這意味著胞內被利用形成氨基甲酸乙酯的尿素含量較高,從而刺激了EC的產生。這一變化規(guī)律與圖1相符,也與前人報道一致。
OTC酶的添加顯著影響了瓜氨酸的含量,故瓜氨酸的變化規(guī)律與尿素不同,在乳酸菌精氨酸脫亞胺酶的代謝途徑中,OTC酶可以降解底物瓜氨酸轉化為鳥氨酸,因此試驗組瓜氨酸明顯低于對照組,尤以12D組效果最佳。綜上,試驗組12D的尿素和瓜氨酸含量均低于對照組,前體物含量低,產生的EC含量也隨之降低,這與本研究中EC的變化趨勢相符。
由于試驗組均人為添加了OTC酶,雖偶有波動,但從整體趨勢來看,試驗組的OTC比酶活均高于對照組,從理論上講,OTC比酶活越高,則瓜氨酸的降解量就更高,這與圖2瓜氨酸的變化規(guī)律一致。
黃酒中富含多種氨基酸,被稱為“液體蛋糕”。除了為人體提供各種必需氨基酸外,還是黃酒風味物質的重要組成部分,不同氨基酸口味不同,其含量差異會影響黃酒的口感及其風味。本文共檢測了17種游離氨基酸含量,如圖4所示??梢钥闯?,黃酒中游離氨基酸脯氨酸和谷氨酸的含量較高,脯氨酸具有甘甜的口感,略帶一絲苦味,而谷氨酸對黃酒鮮味的貢獻較大。不同處理組樣品的氨基酸含量差異不大,說明黃酒中氨游離基酸的組成及含量主要受發(fā)酵原料和麥曲中微生物的影響,而加入OTC酶對整體影響并不顯著。此外,相對而言,試驗組12D的氨基酸含量略高于5D,說明OTC酶的添加時間中期優(yōu)于早期。
黃酒的風味成分非常豐富,包括醇類、酯類、酸類、醛類及羰基化合物等。表1選取了幾種具有代表性的醇酯類物質進行定性分析比較,以揮發(fā)性風味物質的總含量作為1,各成分含量為該成分與總含量的峰面積比值。當添加OTC酶后,黃酒發(fā)酵產品中的主要風味物質組成如表1所示,其中苯乙醇和異戊醇的含量較高,苯乙醇具有清甜的玫瑰花香,是一種重要的風味物質。苯乙醇是由L-苯丙氨酸轉化而來,主要通過酵母的氨基酸代謝或者糖類的合成。從表中可以看出,對幾種主要的醇類,試驗組的相對含量均高于對照組,且試驗組12D具有更良好的風味特征。
乙酯類物質具有花香或果香,主要由酵母發(fā)酵產生,在黃酒發(fā)酵的風味物質中占據很大比例。
試驗組中酯類含量大體上均高于對照組,總體而言,試驗組的揮發(fā)性風味物質無論是種類還是含量,相對于對照組均有所提高??梢酝茰y,OTC酶的加入對黃酒風味有一定的提升作用。
圖5為電子舌傳感器對3個黃酒樣品的原始數據雷達圖,描述了酸、甜、苦、咸、鮮味和回味的相對測定值。可以看出,其中酸、甜、咸味略有差異,其它味覺差異并不明顯。經過OTC酶添加的試驗組12D的酸味及5D的甜味均略高于對照組,且試驗組咸味的口感均略高于對照,由此可見,OTC酶的添加對黃酒的口感味覺有一定程度的提升,而總體差異并不顯著。
黃酒作為我國傳統(tǒng)的釀造飲品,因其風味獨特且含有多種營養(yǎng)物質,具有廣闊的市場。根據之前的研究發(fā)現,OTC酶與EC呈現負調控的相關性,本研究為驗證這一結論,采用基因工程手段從短乳桿菌中克隆并大量表達OTC酶,經NiNTA純化后添加到黃酒的不同發(fā)酵階段。試驗結果表明,在發(fā)酵中期添加OTC酶能顯著降低氨基甲酸乙酯的含量,且對主要前體物尿素和瓜氨酸均有影響,同時對黃酒樣品的理化品質進行檢測分析,發(fā)現氨基酸、揮發(fā)性風味物質及味覺差異不明顯,說明鳥氨酸氨甲?;D移酶的添加不影響產品質量,有可能應用于黃酒的實際釀造生產,降低致癌物質的含量,具有良好的潛在應用價值。
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