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朗姆酒是一种由甘蔗汁或者糖蜜发酵、蒸馏酿制而成的烈性酒,其香气成分是决定其产品特征和质量的重要因素,影响着朗姆酒的风格和类型。氨基甲酸乙酯是朗姆酒过程发酵中的副产物,其具有显著的致癌特性,严格控制氨基甲酸乙酯在朗姆酒中的含量显得尤为重要。因此,研究朗姆酒香气的生成规律,寻找有效的降低氨基甲酸乙酯在朗姆酒中的含量以及调控香气成分的方法,提高朗姆酒的香气质量是企业和科研工作者的研究重点和热点。本研究以蔗汁和朗姆酒发酵过程各项化学成分和挥发性香气物质的变化规律为基础,从甘蔗品种,发酵工艺、过程中香气成分的动态变化和酵母的选择等方面监测朗姆酒香气的生成,探究蔗汁发酵过程中香气物质的变化、朗姆酒蒸馏过程中香气物质的变化及各阶段香气之间的关联性,以期对工业化生产朗姆酒香气成分保持的研究起到促进作用,同时对朗姆酒的风味物质进行定性定量的分析,为建立量化的评价体系提供科学数据。主要研究内容和结果如下:(1)采用顶空-固相微萃取与气相色谱-质谱联用技术对六种不同甘蔗汁进行挥发性成分分析。从检测结果看出,醇类化合物明显多于其他种类化合物,其次是酯类化合物。在所有的样品中,大黑熊糖甘蔗汁醇类物质含量最高,而台糖22品种含有最丰富的醛酮类化合物,桂糖00122样品含有最高量的酯类物质,粤糖00236甘蔗汁中具有丰富的单萜类物质,94128品种含有丰富的酸类物质。通过对比六种蔗汁酿制的朗姆酒香气成分发现,乙缩醛二乙醇、3-乙基-2-庚醇、丙醇、正丁醇、正戊醇、异丁醇、异戊醇、乙酸异戊酯、己酸乙酯、丁二酸二乙酯、癸酸乙酯、9-癸烯酸乙酯、月桂酸乙酯、十五酸乙酯、棕榈酸乙酯、1,2,3,4-四氢-1,1,6-三甲基富马酸二甲酯为六种朗姆酒的主体成分。其中台糖22蔗汁酿制的朗姆酒风味成分种类最多,且酯类物质含量最为丰富,其次是桂糖00122和大黑熊糖朗姆酒。(2)选择石英砂过滤法,纤维素酶-果胶酶法,生石灰法和果胶酶-生石灰法四种澄清方法对台糖22蔗汁进行澄清处理,从蔗汁组分如总糖量、总氮量、固形物含量、外观、香气成分、以及澄清后蔗汁发酵的原酒和蒸馏后的朗姆酒香气成分含量探讨这几种澄清方式对蔗汁的澄清效果和可行性。结果表明果胶酶-生石灰法能够很好的对蔗汁进行澄清,导致蔗汁在营养成分和香气物质的损失相对较低。此外该方法处理后酿造的朗姆酒香气成分的种类损失也较少。在优化朗姆酒工艺中,采用果胶酶-生石灰法最为合适。(3)用R2、F5、F33、X16、QA23、EC1118六种酵母进行发酵,考察了六种菌株的发酵能力,包括对蔗糖和游离氨基酸的利用率,产杂醇油和产酯物质等,并且检测这几种酵母菌发酵的朗姆酒中的杂醇油的含量。结果表明在酵母最为活跃的时期,产生的杂醇油最多。添加亮氨酸能够很好的降低朗姆酒中杂醇油如异戊醇、异丁醇和正丙醇的生成量。另外结果表明EC1118酿造的朗姆酒中杂醇油含量较低且产酯能力较大。(4)对朗姆酒发酵过程各项指标的变化进行了全面的动态分析监测,结果表明:在朗姆酒发酵过程中,每种氨基酸的含量都有较大波动,处在被消耗和重新生成的动态变化之中。经过发酵,大部分氨基酸的含量都大幅下降,但是也有一些氨基酸,如精氨酸和赖氨酸经过发酵过程,含量反而有所上升。在发酵过程中,共监测了高级醇类化合物8种,酯类化合物10种,脂肪酸类化合物4种,它们大部分是在发酵阶段产生,从发酵2~5天含量开始剧烈变化,但也有一些香气物质在发酵过程被代谢,含量降低。另外在蒸馏过程中,不同蒸馏段朗姆酒的香气物质种类和含量在不断变化。其中,酯类物质的相对含量先增加后减少。醇类物质大体上呈现递减趋势,只是第五段有所上升。醛酮类物质的比例则逐渐增加。(5)在葡萄酒、朗姆酒、威士忌、日本米酒和其他果酒等含酒精饮料发酵过程中,乙醇和尿素经常自发反应生产有害副产物氨基甲酸乙酯。研究了蔗糖汁发酵过程中,酿酒酵母EC1118中的精氨酸酶car1基因与氨基甲酸乙酯产生之间的关系。结果表明可以通过调节精氨酸酶car1基因的表达从而控制氨基甲酸乙酯的量。尿素和精氨酸酶促进精氨酸酶car1基因的表达,结果使得氨基甲酸乙酯的量增加。此外,乙醇浓度、盐度和培养温度对精氨酸、尿素、精氨酸酶car1基因的表达有着非常重要影响。低发酵温度(25℃以下)、低乙醇浓度和低盐有利于降低精氨酸酶的表达以减少氨基甲酸乙酯的生成量。