一种含酸性蛋白酶的白酒酿造复合酶及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及复合酶，具体涉及一种含酸性蛋白酶的白酒酿造复合酶及其制备方 法。
【背景技术】
[0002] 伴随人们消费观念的转变，时下的白酒消费群体更加注重白酒产品的口感。针对 白酒消费需求多层次、多类别、多样性的差异，要满足不断变化的消费需求，须不断创新产 品个性和特色，同时也须将白酒的安全、卫生、健康作为基本需求，将香气幽雅细腻，入口柔 和绵甜、入喉圆润舒畅、饮后舒适且副作用小等作为主要研发方向。我国制酒的主要原料是 高粱。高粱酿酒是借助微生物所产生的酶的作用，使子粒中的淀粉转化为糖继而产生酒精 的过程。微生物主要是借助于霉和酵母菌。整个酿酒过程的环境和工艺条件都应适合所 用微生物的代谢特点，促使它们活力强、作用大，将淀粉充分分解为糖，再将糖转化为酒精。 目前，驰名中外的几种名酒多是用高粱做主料或做佐料酿制而成。传统酿造白酒生产工艺 中，常采用谷类、薯类及植物块根类作为原料，各类原料中常含有数量不等的纤维素、半纤 维素 、β -葡聚糖和果胶质。而酒曲中的微生物及原料内源酶，对这些大分子物质没有足够 的分解能力，造成原料利用率的降低。同时由于原料中的酒香类物质被这些难分解的大分 子包裹，不能充分释放，使成品酒辛辣有余而醇厚不足，造成酒品质量降低或延长酒的后熟 期，增加生产成本。
[0003] 由于糖化酶和酒用活性干酵母在白酒生产上的应用，代替传统的用麸曲和自培酒 母生产白酒的新工艺，工艺简单出酒率高，白酒生产成本降低，节约粮食。但是白酒是饮料 酒，不仅要求含有一定量的乙醇，还需要有一定量的香味物质，为此人们又研制出白酒生产 专用复合酶。
[0004] 从已有的研究看来，酸性蛋白酶在白酒酿造中所起的作用主要表现在下列几个方 面：1.促进微生物生长：微生物的发育需要有蛋白质为其提供氮源及能量。在入窖时发酵 糟的酸度以及发酵初期窖内酸度，均偏酸，此时酒曲中的酸性蛋白酶，可强化蛋白质分解为 氨基酸，丰富酒酷中氨基酸的含量，促进微生物的生长。在发酵过程中，当发酵进行到一定 阶段，就会出现发酵速度变慢，酵母菌活性降低的现象，这是因为酵母菌存在着一个对酒精 的耐受力问题。酒精的积累达到一定限度后就会抑制酵母菌的活性，因而发酵速度降低。 但若保持高水平的FAN供酵母菌生长利用，提高新酵母细胞的合成水平和生长，就可使其 保持旺盛的活力。2.提高原材料的利用率：在发酵过程中，对原料的利用率会愈来愈低，发 酵速度减慢，且发酵程度越来越不完全，这是由于酵母菌的活性降低所致。发酵时生长型酵 母细胞对糖分的利用率远远高于非生长型细胞。蛋白酶的使用，不仅可促进酵母细胞的生 长和增殖，同时可将包裹淀粉颗粒的蛋白质水解，破坏原料颗粒间质细胞壁结构，使淀粉释 放，增加碳源利用，从而可以有效提高对原材料的利用率。3.提供生香前体物质和风味物 质：酸性蛋白酶在酿酒的酸性环境中，将原料蛋白质水解成氨基酸，多种氨基酸是生成白酒 香味成分的前体物质，经过不同微生物及酶的代谢，生成多种香味物质。例如，甘氨酸、丙氨 酸、苏氨酸、丝氨酸和半胧氨酸等分解代谢可转变为丙酮酸，而丙酮酸除转变为乙醇外，还 可转化为乙酸、丁酸、己酸、乳酸等有机酸，丙氨酸和苏氨酸可代谢转变为丙醇，擷氨酸转化 为异丁醇，异亮氨酸转化为异戊酸，苯丙氨酸转变为苯乙醇等，这些物质作为多种生香物质 前体，可转化为多种醋及其他香味物质。4.与白酒香型相关：酒中各种微量成分的含量多 少和适当的比例关系，是构成各种名优白酒风格香型的重要因素。有研究表明，酱香型大曲 的酸性蛋白酶含量高于浓香型大曲近一倍，而浓香大曲又比清香大曲和凤型大曲含量高， 说明酸性蛋白酶可能与不同香型具有一定相关性。5.提高啤酒的澄明度和白酒质量稳定 性：啤酒酿造中，肤类物质是形成啤酒浑浊前体物质的重要来源，利用酸性蛋白酶对它们的 分解作用，可以提高啤酒的澄明度。此外，加入蛋白酶，可以消除由于多肤一多酚复合物形 成的"凝雾现象"。
[0005] 综上，白酒生产是多种微生物共酵，酸性蛋白酶加入白酒生产的料醅中，分解料醅 中的蛋白质为小肽或氨基酸，促进白酒生产菌群的生长，促进产酒和产香味物质的能力，因 此酸性蛋白酶是白酒生产不可缺少的一种酶。目前大部分小曲白酒厂生产白酒已将加糖化 酶和活性干酵母的生产工艺改为加酒用复合酶的新工艺，不但生产工艺简单出酒率高，而 且酒的风味好。酒用复合酶是由糖化酶、酸性蛋白酶、根霉曲、增香酵母曲、酒用酵母曲等多 种生物制品按不同比例组成，可根据需求的风味选择这些生物制剂的最佳配比。
[0006] 中国专利CN 101481682B公开了一种白酒专用复合酶，它是由纤维素酶、半纤维 素酶、β-葡聚糖酶、糖化酶、果胶酶和蛋白酶组成。本发明的白酒专用复合酶具有协同作 用，能够有效转化酿造原料中的淀粉、脂肪和蛋白质等成分促进发酵；发酵过程中在保留 白酒自身香型特点的同时，大幅度增加了香味成分的含量，加快了醇、醛、酸、酯之间的反应 平衡，提高了白酒的质量，缩短了发酵周期，减少了贮存时间。中国专利CN 102108324Β公 开了一种酒类高效增香剂，其在固态法白酒生产或者液态法生料酿酒中的应用以及利用 该增香剂制造的白酒或蒸馏酒。该增香剂由酿酒复合酶、酯化红曲和生香活性干酵母按 一定比例组合而成，适用于固态、半固态和液态法酿酒工艺，其用量为投料量的〇. 1-5%。 使用该增香剂，使得固态清香型小曲白酒发酵总酯可达260-270mg/100ml，乙酸乙酯达到 150-160mg/100ml。本高效增香剂具有用量少、增香效果显著、酒体风味口感佳、用途广等优 点。所述酿酒复合酶包括木聚糖酶、脂肪酶和纤维素酶。上述公开的专利所涉及的复合酶存 在如下缺陷：1)酶种类复配不全，不能全面解决外加酶制剂与原料成分的对应性。2)没有 复配使酶制剂活力充分发挥和防止酶活力损失、抗氧化等成分，复合酶效力和活力不稳定。 3)没公开或没具体公开蛋白酶酶学特性。
[0007] 因此，制备一种酶系全面、酶活力稳定、酶效力高的含酸性蛋白酶的适合白酒酿造 的复合酶仍是本行业技术人员的长期追求。
【发明内容】
[0008] 本发明所解决的技术问题是克服了现有白酒酿造复合酶中蛋白酶酶活力低、复合 酶酶系不全，复合酶抗氧化能力低、酶活力损失大等缺陷，以高活力酸性蛋白酶等食品级酶 制剂为主要原料，科学复配植物提取物、抗氧化剂、酯化红曲、生香活性干酵母、保护剂、激 活剂等；制备一种酶系全面、酶活力稳定、酶效力高的含酸性蛋白酶的适合白酒酿造的复合 酶。
[0009] 为了达到上述目的，本发明采取以下技术方案：
[0010] -种含酸性蛋白酶的白酒酿造复合酶，由以下重量份数的原料组成：
[0011] 淀粉酶10-20份，蛋白酶10-15份，植物提取物10-15份，半纤维素酶10-12份，酯 化红曲10-12份，生香活性干酵母8-10份，果胶酶5-8份，酯酶5-8份，保护剂4-6份，激活 剂4-6份，抗氧化剂0. 2-0. 5份；
[0012] 所述植物提取物中含有蛋白酶、淀粉酶、半纤维素酶、酯酶、氧化还原酶等多种植 物酶；
[0013] 所述植物提取物中还含有植物多糖和单糖、植物淀粉、植物蛋白等营养物质，不仅 可为白酒酿造复合酶提供全面、丰富的植物酶，还可作为制备酸性蛋白酶的发酵培养基成 分，提高蛋白酶活力和微生物产酶能力；
[0014] 所述植物提取物采用超声清洗、微波辅助超声提取和高压脉冲电场提取、超滤浓 缩等低温提取技术，有效提高了原料利用率、植物酶活性和产率；有效保证了植物提取物的 食品安全性；
[0015] 所述植物提取物的制备方法为：将大麦芽和小麦芽按质量比5-7:3-5均匀混合， 粉碎至粒度0. 5-lmm，得粉碎麦芽；然后将木瓜、菠萝、无花果分别于超声波清洗机中在功 率200W、频率30KHz条件下超声清洗5-10min，浙干，室温下破碎至粒度0. 5-lmm，并按质量 比5-7:2-4:1-3均匀混合，加入混合物质量1. 5-3倍的粉碎麦芽得原料混合物，加入原料混 合物质量1-3倍的水，用柠檬酸调节pH值为3-4,在功率150-300W、频率2000Hz条件下进 行微波提取，其中，每次微波辐照总时间60-SOs，进行间隔式辐照：辐照10s，间隔10s，控制 温度20-35°C，如此辐照10次，同时在功率200-300W，频率30-40KHZ条件下进行超声波辅 助提取；保温l_3h，然后，在功率200-400W、频率2000Hz条件下进行微波提取，其中，每次 微波辐照总时间90-105S，进行间隔式辐照：辐照15s，间隔10s，控制温度40-60°C，如此辐 照10次，同时在功率300-500W，频率40-50KHZ条件下进行超声波辅助提取，最后自然降温 至室温，于电场强度25-35kV/cm，脉冲时间400-600 μ s，脉冲频率200-300HZ条件下进行高 压脉冲电场（PEF)提取15-20min ;提取液过滤得第一滤液，加滤渣2倍的水漂洗、过滤得第 二滤液，将第一滤液和第二滤液按质量比1:1-2均匀混合，混合液超滤浓缩、冷冻干燥、低 温粉碎即得植物提取物；
[0016] 优选地，所述超声波清洗机中清洗液为0. 3-0. 5%的碳酸氢钠溶液。
[0017] 所述蛋白酶是由以下质量百分比组成的酶制剂均匀混合而成：酸性蛋白酶75%， 中性蛋白酶15%，10%脯氨酸蛋白酶；
[0018] 优选地，所述酸性蛋白酶是以高产酸性蛋白酶的菌株宇佐美曲霉（Aspergillus usamil)CCTCC NO :M 2013601为出发菌株，经特定发酵条件下的液体深层发酵而制得，并且 发酵培养基中科学复配了上述制备的植物提取物；
[0019] 优选地，所述酸性蛋白酶的制备方法包括以下步骤：保存完好的宇佐美曲霉CCTCC NO :M 2013601的菌种经斜面菌种活化、一级、二级、三级液体种子扩大培养至种子罐，将 种子罐液体种子以5%接种量接入发酵罐培养基，培养温度31-321：，搅拌速度200-40(^/ m，通风量1:1-2,培养时间10-12h ;然后以1-2°C /h降