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短乳杆菌鸟氨酸氨甲酰基转移酶对黄酒发酵中氨基甲酸乙酯的调控作用(二)

来源:时间:2025-04-21 20:45:32

2 結果與分析

2.1 黃酒發酵中不同處理組氨基甲酸乙酯的短乳对黄的调變化規律研究

前期研究發現,OTC與EC的杆菌形成呈負相關性,即OTC的鸟氨表達對EC的形成有抑製作用,而OTC與EC的酸氨直接關聯性並未見任何報道。因此,甲酰基转酒发酵中甲酸本試驗分別在黃酒發酵的移酶乙酯用前期(發酵第5天)和中期(發酵第12天),添加相同濃度純化後的氨基OTC酶,以驗證其與EC形成的控作直接相關性。如圖1所示,短乳对黄的调在發酵開始直至第12天,杆菌試驗組EC含量均顯著高於對照組,鸟氨而在12d之後,酸氨試驗組12D的甲酰基转酒发酵中甲酸EC含量表現出明顯的下降趨勢,直至發酵結束。移酶乙酯用而在發酵前期添加OTC酶的氨基試驗組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。總體而言,在恰當的發酵階段,如發酵的中期,OTC酶的添加對EC形成確有抑製作用,然而若添加時間不合適,則有可能促進EC的形成代謝。

2.2 黃酒發酵中不同處理組尿素和瓜氨酸的變化規律研究

有文獻表明,尿素和瓜氨酸是EC形成最主要的2種前體物。因此本試驗全程監測了尿素和瓜氨酸的變化規律,如圖2所示。對照組發酵液中的尿素低於所有試驗組,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於對照組,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於對照組,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。

2.3 不同處理組OTC酶活的變化趨勢分析

由於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比酶活均高於對照組,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瓜氨酸的變化規律一致。

2.4 不同處理組對黃酒基礎理化品質的影響

2.4.1 黃酒中遊離氨基酸的含量分析

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種遊離氨基酸含量,如圖4所示。可以看出,黃酒中遊離氨基酸脯氨酸和穀氨酸的含量較高,脯氨酸具有甘甜的口感,略帶一絲苦味,而穀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,說明黃酒中氨遊離基酸的組成及含量主要受發酵原料和麥曲中微生物的影響,而加入OTC酶對整體影響並不顯著。此外,相對而言,試驗組12D的氨基酸含量略高於5D,說明OTC酶的添加時間中期優於早期。

2.4.2 黃酒中主要揮發性風味物質的含量差異分析

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麵積比值。當添加OTC酶後,黃酒發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於對照組,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,主要由酵母發酵產生,在黃酒發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於對照組,總體而言,試驗組的揮發性風味物質無論是種類還是含量,相對於對照組均有所提高。可以推測,OTC酶的加入對黃酒風味有一定的提升作用。

2.4.3 不同處理組的電子舌味覺分析

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、鹹、鮮味和回味的相對測定值。可以看出,其中酸、甜、鹹味略有差異,其它味覺差異並不明顯。經過OTC酶添加的試驗組12D的酸味及5D的甜味均略高於對照組,且試驗組鹹味的口感均略高於對照,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,而總體差異並不顯著。

3 結論

黃酒作為我國傳統的釀造飲品,因其風味獨特且含有多種營養物質,具有廣闊的市場。根據之前的研究發現,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杆菌中克隆並大量表達OTC酶,經NiNTA純化後添加到黃酒的不同發酵階段。試驗結果表明,在發酵中期添加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,發現氨基酸、揮發性風味物質及味覺差異不明顯,說明鳥氨酸氨甲酰基轉移酶的添加不影響產品質量,有可能應用於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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