劉曉柱,張遠(yuǎn)林,黎 華,李銀鳳,于志海,劉曉輝,黃名正
(貴州理工學(xué)院食品藥品制造工程學(xué)院,貴州貴陽(yáng) 550000)
β-葡萄糖苷酶(β-glucosidase)EC3.2.1.21又稱β-D-葡萄糖苷酶,1837年由LIEBIG在苦杏仁汁中發(fā)現(xiàn),為一種水解酶[1]。β-葡萄糖苷酶能水解含β-D-葡萄糖苷鍵底物,釋放出葡萄糖和具有香氣特性的游離糖苷配體,從而促進(jìn)香氣物質(zhì)的產(chǎn)生,被廣泛應(yīng)用于食品、藥品、保健品等領(lǐng)域的增香[2]。β-葡萄糖苷酶來(lái)源廣泛,幾乎所有類(lèi)生物體細(xì)胞都可以產(chǎn)生,包括動(dòng)物細(xì)胞、植物細(xì)胞和微生物細(xì)胞等。對(duì)于β-葡萄糖苷酶的研究也一直為國(guó)內(nèi)外研究者關(guān)注的熱點(diǎn)之一,包括酶學(xué)性質(zhì)的分析、酶基因的克隆與高效表達(dá)、產(chǎn)酶菌株的選育與發(fā)酵條件優(yōu)化、酶的應(yīng)用等。為此,本文綜述了近年來(lái)國(guó)內(nèi)在產(chǎn)β-葡萄糖苷酶釀酒微生物選育以及β-葡萄糖苷酶在酒類(lèi)釀造領(lǐng)域中的應(yīng)用研究進(jìn)展,以期為進(jìn)一步擴(kuò)大β-葡萄糖苷酶釀酒微生物菌種的選育和應(yīng)用提供一定的參考。
篩選高產(chǎn)β-葡萄糖苷酶釀酒微生物并將其應(yīng)用于酒類(lèi)的增香,以提升酒體的香氣成分和品質(zhì)是近年來(lái)酒類(lèi)研究領(lǐng)域科研工作者的一個(gè)重要的研究方向。目前已發(fā)現(xiàn)的產(chǎn)β-葡萄糖苷酶釀酒微生物包括霉菌、酵母菌和細(xì)菌三大類(lèi)。
酵母菌是酒類(lèi)釀造中常用生產(chǎn)菌種,包括釀酒酵母(Saccharomycescerevisiae)和非釀酒酵母(non-Saccharomyces)兩大類(lèi)。釀酒酵母主要將果汁中的糖轉(zhuǎn)化為酒精和二氧化碳,發(fā)酵速度快、發(fā)酵力強(qiáng)。非釀酒酵母可產(chǎn)生多種胞外酶,如β-葡萄糖苷酶、蛋白酶、淀粉酶等,這些酶水解原料中相關(guān)底物,影響酒體中風(fēng)味物質(zhì)組成。因此,篩選高產(chǎn)β-葡萄糖苷酶酵母菌株,并用于酒類(lèi)的釀造是釀酒微生物學(xué)研究的一個(gè)重要方向。
1.1.1 釀酒酵母
周立華等[3]從河北沙城葡萄產(chǎn)區(qū)龍眼葡萄自然發(fā)酵后期分離到一株高產(chǎn)β-葡萄糖苷酶釀酒酵母菌株KDLYS9-16(GenBank登錄號(hào):KX119943),該菌株用于發(fā)酵赤霞珠和美樂(lè)葡萄酒時(shí),與商業(yè)化釀酒酵母F15、SC相比,具有降糖迅速、發(fā)酵周期短,發(fā)酵速率快,酒精轉(zhuǎn)化率高等優(yōu)勢(shì),同時(shí)還增加了葡萄酒中香氣物質(zhì)的種類(lèi)和含量,具有較好的應(yīng)用潛能;李慶華等[4]利用對(duì)硝基苯基-β-D-吡喃半乳糖苷(p-nitrophenyl-β-D-galactopyranoside,p-NPG)顯色法從120株酵母中鑒定出2株產(chǎn)高產(chǎn)β-葡萄糖苷酶菌株NX-9和NE-8,其產(chǎn)酶活性分別為4 517.3 U/mL、4 222.58 U/mL,與工業(yè)菌株VL1產(chǎn)酶量較為接近;侯曉瑞等[5]在甘肅河西走廊葡萄產(chǎn)區(qū)葡萄自然發(fā)酵液中分離到的115株酵母菌株中,利用p-NPG初篩,搖瓶復(fù)篩,得到5株高產(chǎn)β-葡萄糖苷酶釀酒酵母菌,它們的產(chǎn)酶活性與商業(yè)酵母ICV-D254相似;王英等[6]從23株酵母中篩選出1株β-葡糖苷酶活性較低的釀酒酵母FY4,但該菌株可增加黑莓果酒中花色苷的含量,為同等發(fā)酵條件下商業(yè)化釀酒酵母發(fā)酵黑莓果酒中花色苷含量的1.53倍。
1.1.2 非釀酒酵母
馬得草等[7]對(duì)從宜賓白酒酒窖中分離到的133株野生酵母進(jìn)行七葉苷顯色分析,初篩到19株顯色較深的菌株,p-NPG法進(jìn)一步從中分離出2株β-葡糖苷酶活性高且穩(wěn)定的酵母菌株H5Y1和Z9Y3。結(jié)合在WL培養(yǎng)基上菌落特征、細(xì)胞顯微形態(tài)以及分子檢測(cè)結(jié)果,鑒定菌株H5Y1和Z9Y3為發(fā)酵畢赤酵母(Pichia fermentans);張敏等[8]從新疆石河子葡萄產(chǎn)區(qū)葡萄自然發(fā)酵液中分離到一株高產(chǎn)β-葡萄糖苷酶畢赤酵母屬(Pichiasp.)非釀酒酵母菌Y8;徐亞男等[9]從新疆赤霞珠葡萄酒發(fā)酵過(guò)程中,通過(guò)對(duì)非釀酒酵母進(jìn)行篩選,得到一株β-葡萄糖苷酶酶活較高的克魯維畢赤酵母(Pichia kluyveri)XYN086;侯曉瑞等[5]從甘肅河西走廊葡萄產(chǎn)區(qū)自然發(fā)酵葡萄液中鑒定出1株產(chǎn)β-葡萄糖苷酶梅奇屬酵母(Metschnikowiasp.)QLFE-4;王玉霞[10]首次報(bào)道了阿氏絲孢酵母(Trichosporon asahii)能夠產(chǎn)β-葡萄糖苷酶,其中菌株F6的β-葡萄糖苷酶酶活最高,該菌株是從張?jiān)<瘓F(tuán)膠東半島葡萄酒生產(chǎn)基地采集樣品中分離得到的。該研究還發(fā)現(xiàn)葡萄汁有孢漢遜酵母(Hanseniaspora uvarum)、Candida railenensi、發(fā)酵畢赤酵母(Pichia fermentans)、季也蒙畢赤酵母(Pichia guilliermondii)、釀酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)均可產(chǎn)生β-葡萄糖苷酶;蔣文鴻[11]從河北昌黎和河南濟(jì)源分離的189株野生酵母中,檢測(cè)到“濟(jì)13”菌株的產(chǎn)酶活性最好,“濟(jì)45”、“昌29”次之,形態(tài)鑒定與分子鑒定的結(jié)果表明,“濟(jì)13”為膜璞畢赤酵母(Pichia membranifaciens),“濟(jì)45”為葡萄芽棒孢酵母(Clavispora lusitaniae),“昌29”為膠紅酵母(Rhodotorula mucilaginosa);王佳等[12]分析了寧夏賀蘭山東麓分離的941株野生酵母,發(fā)現(xiàn)陸生伊薩酵母(Issatchenkia terricola)、核果梅奇酵母(Metschnikowia fructicola)、季也蒙畢赤酵母(Pichia guilliermondii)、庫(kù)德畢赤酵母(Pichia kudriavzevii)和膠紅酵母(Rhodotorula mucilaginosa)均具有較高的產(chǎn)β-葡萄糖苷酶能力;王鳳梅等[13]對(duì)內(nèi)蒙古西部分離到的340株酵母的分析結(jié)果表明,葡萄汁有孢漢遜酵母(Hanseniaspora uvarum)、釀酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)、淺黃隱球酵母(Cryptococcus flavescens)、異常畢赤酵母(Pichia anomala)及星形假絲酵母(Candida stellate)均能產(chǎn)β-葡萄糖苷酶。
黑曲霉(Aspergillus niger)是一種常見(jiàn)霉菌類(lèi)工業(yè)化生產(chǎn)菌,其合成的β-葡萄糖苷酶在食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。但目前產(chǎn)β-葡萄糖苷酶的黑曲霉在釀酒領(lǐng)域應(yīng)用還比較少。郭慧女[14]研究報(bào)道,通過(guò)對(duì)p-NPG顯色法從葡萄園的土壤及葡萄表皮篩選到3株產(chǎn)β-葡萄糖苷酶較高的菌株,經(jīng)分子比對(duì)分析,酶活最高的一株為黑曲霉,酶活達(dá)15.3 U/mL。此外,劉德海等[15]采用纖維二糖為唯一碳源法結(jié)合纖維素-剛果紅變色圈法,從釀造大曲中分離篩選到一株產(chǎn)β-葡萄糖苷酶梨頭霉屬(Absidia)的傘枝梨頭霉菌(Lichtheimia corymbifera)菌株D8,該菌株發(fā)酵液中粗β-葡萄糖苷酶酶活為1.28 U/mL。
乳酸菌是一類(lèi)能夠產(chǎn)生乳酸的細(xì)菌,在自然界中廣泛分布。在葡萄酒釀造過(guò)程中,乳酸菌可將蘋(píng)果酸轉(zhuǎn)化成乳酸,進(jìn)行蘋(píng)果酸-乳酸發(fā)酵,達(dá)到降酸的目的。與葡萄酒相關(guān)的乳酸菌包括酒球菌屬(Oenococcus)、乳桿菌屬(Lactobacillus)、明串珠菌屬(Leuconostoc)以及片球菌屬(Pediococcus)[16]。國(guó)內(nèi)對(duì)葡萄酒中產(chǎn)β-葡萄糖苷酶的乳酸菌方面研究還比較少。楊芮[17]分析了51株葡萄酒乳酸菌產(chǎn)β-葡萄糖苷酶,發(fā)現(xiàn)51株供試乳酸菌都有β-葡萄糖苷酶活性,但酶活性大小不同。在模擬釀酒條件,酒酒球菌(Oenococcus oeni)CS-1b和短乳桿菌(Lactobacillus brevis)Lb-2酶活顯著高于同類(lèi)其他菌株,具有較好的葡萄酒工業(yè)化應(yīng)用價(jià)值;喬慧等[18]則進(jìn)一步聚焦酒酒球菌(Oenococcus oeni),在5個(gè)不同葡萄產(chǎn)區(qū)分離到的27株酒酒球菌(Oenococcus oeni)中都檢測(cè)到了β-葡萄糖苷酶活性。李永博等[19]研究了白酒釀造微生物中β-葡萄糖苷酶,以濃香型大曲為菌源,從中分離純化出一株高產(chǎn)β-葡萄糖苷酶的菌株,經(jīng)16S rDNA檢測(cè),確定為枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)。
通常情況下,從自然界中分離篩選得到的菌株,產(chǎn)β-葡萄糖苷酶活性有限,需進(jìn)一步采用一定的育種手段,如誘變、雜交、基因工程等手段進(jìn)行改造提高產(chǎn)酶性能,以達(dá)到生產(chǎn)需求。
誘變育種包括物理誘變和化學(xué)誘變兩種,操作簡(jiǎn)單,誘變效率高,被科研工作者廣泛采用。張莉等[20]以一株高產(chǎn)胞外β-葡萄糖苷酶的釀酒酵母MQFSM-3為出發(fā)菌株,采用3 500 μJ/cm2劑量的紫外線,輻照處理9 min,得到一株遺傳穩(wěn)定,酶活提高41.64%的突變菌株UV-45;徐亞男等[9]在新疆赤霞珠葡萄酒發(fā)酵過(guò)程中,篩選出一株產(chǎn)β-葡萄糖苷酶能力較強(qiáng)的克魯維畢赤酵母(Pichia kluyveri)XYN086菌株,并采用紫外-微波復(fù)合誘變技術(shù),使該菌株酶活提高了1.81倍;王婧[21]則以釀酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)UV-45為出發(fā)菌株,采用化學(xué)誘變劑硫酸二乙酯(diethyl sulfate,DES)進(jìn)行誘變處理,得到一株β-葡萄糖苷酶酶活為74.26 U/mL的突變菌株UV-E-16,與出發(fā)菌株UV-45相比,突變菌株UV-E-16酶活提高了22.74%,且遺傳穩(wěn)定。在黑曲霉誘變育種方面,劉文龍等[22]以黑曲霉AN為出發(fā)菌株,通過(guò)化學(xué)誘變劑亞硝基胍(nitrosoguanidine,NTG)處理后,獲得了一株β-葡萄糖苷酶酶活高的突變株AN-17,搖瓶培養(yǎng)液中β-葡萄糖苷酶酶活達(dá)到291 U/mL。另外,該突變株還對(duì)葡萄糖、酸、熱具有良好的耐受性;郭慧女[14]以酶活為15.3 U/mL的黑曲霉為出發(fā)菌株,利用離子束誘變技術(shù),使得突變后菌株酶活提高了2.26倍。
原生質(zhì)體融合育種是一種特殊形式的雜交育種,與常規(guī)雜交育種相比,該技術(shù)較好地解決了一些遠(yuǎn)緣雜交不親和的問(wèn)題,擴(kuò)大了雜交的范圍,使更多的親本優(yōu)良性狀重新組合,提高了育種效率[23]。朱鳳妹[24]以β-葡萄糖苷酶酶活較高的黑曲霉3.316和米曲霉3.481為親本,以35%聚乙二醇4000為促融劑,0.1 mmol/L氯化鈣為鹽橋,進(jìn)行原生質(zhì)體融合育種,經(jīng)初篩和復(fù)篩,獲得一株β-葡萄糖苷酶酶活為2.29 U/mL的融合子,該菌株酶活比親本提高了大約30%,且遺傳穩(wěn)定;吳鵬[25]對(duì)產(chǎn)葡萄糖苷酶酒酒球菌PSY-001進(jìn)行了紫外誘變和超聲波誘變,并從中篩選出2株高產(chǎn)β-葡萄糖苷酶菌株作為親本,通過(guò)3次細(xì)胞融合,實(shí)現(xiàn)了種內(nèi)多次基因重組,獲得了一株高產(chǎn)β-葡萄糖苷酶新融合菌株F3-25。該菌株的酶活比原始菌株P(guān)SY-001提高了近8倍。
基因工程育種是一種在分子水平上對(duì)基因進(jìn)行操作的技術(shù),通過(guò)體外對(duì)目的基因進(jìn)行重組,并導(dǎo)入宿主細(xì)胞進(jìn)行特異性表達(dá),從而實(shí)現(xiàn)對(duì)目的基因進(jìn)行定向改造的目的。張陽(yáng)等[26]利用錨定蛋白和轉(zhuǎn)錄融合伴侶的協(xié)助,成功地將黑曲霉β-葡萄糖苷酶基因在釀酒酵母表面穩(wěn)定展示。該方法表達(dá)的β-葡萄糖苷酶酶解葡萄汁釋放的萜烯醇濃度為商業(yè)酶制劑AR2000處理所釋放萜烯醇濃度的2.1倍;王亞男[27]以草酸青霉PT3-1為宿主細(xì)胞,實(shí)現(xiàn)了黑曲霉β-葡萄糖苷酶基因的異源高效表達(dá)。首先構(gòu)建了三種黑曲霉β-葡萄糖苷酶基因表達(dá)盒:草酸青霉的bgl2基因啟動(dòng)子+黑曲霉β-葡萄糖苷酶基因、cbh1基因啟動(dòng)子+黑曲霉β-葡萄糖苷酶基因、PDE_02864基因啟動(dòng)子+黑曲霉β-葡萄糖苷酶基因。將三種表達(dá)盒依次轉(zhuǎn)化至PT3-1中,使β-葡萄糖苷酶基因在宿主細(xì)胞中疊加表達(dá),得到了一株高產(chǎn)β-葡萄糖苷酶菌株C3-1。發(fā)酵120 h后該菌株β-葡萄糖苷酶活力達(dá)到172.6 U/mL,比野生菌株114-2酶活提高了244倍,比出發(fā)菌株P(guān)T 3-1提高了156倍。
風(fēng)味物質(zhì)特別是揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的種類(lèi)及含量是評(píng)價(jià)果汁、酒類(lèi)等食品飲料的一種重要指標(biāo)[28]。然而這些風(fēng)味物質(zhì)常常在水果中以穩(wěn)定的前體形式存在,一旦這些前體物質(zhì)被水解,芳香類(lèi)配體便可釋放出來(lái)[1]。β-葡萄糖苷酶可以較好的水解含β-D-葡萄糖苷鍵類(lèi)風(fēng)味物質(zhì)前體,釋放具有香氣特性的游離糖苷配體,因而被用于食品領(lǐng)域的增香。果酒是一種以鮮果或果汁為原料,經(jīng)過(guò)微生物發(fā)酵后得到的一種飲品[29]。因此,可通過(guò)選擇合適采收期的果實(shí),β-葡萄糖苷酶處理果汁或利用產(chǎn)β-葡萄糖苷酶釀酒微生物發(fā)酵果汁,從而實(shí)現(xiàn)果酒的增香目的。
3.1.1 水果中β-葡萄糖苷酶表達(dá)特性
測(cè)定水果不同生長(zhǎng)階段β-葡萄糖苷酶酶活或酶基因的表達(dá),掌握β-葡萄糖苷酶在水果中表達(dá)規(guī)律,可應(yīng)用于選擇最佳采收期的釀酒水果原料。何芒芒[30]對(duì)柑橘各個(gè)生長(zhǎng)時(shí)期的果皮和果肉中β-葡萄糖苷酶酶活進(jìn)行了測(cè)定,結(jié)果表明,隨著果實(shí)的發(fā)育,果皮中β-葡萄糖苷酶酶活呈現(xiàn)出先增加后減小的特點(diǎn),10月份的果實(shí)中酶活值最大。果肉中β-葡萄糖苷酶酶活表現(xiàn)出一直上升的規(guī)律,成熟期水果中酶活最大;李?lèi)?ài)華等[31]檢測(cè)了寧夏青銅峽地區(qū)轉(zhuǎn)色期后不同成熟度的赤霞珠葡萄β-葡萄糖苷酶活,結(jié)果發(fā)現(xiàn),赤霞珠果實(shí)中β-葡萄糖苷酶活隨著果實(shí)成熟度的增加而增加,香氣糖苷總量隨成熟度先增加后降低;高麗[32]測(cè)定了霞多麗葡萄果皮、果肉、果梗和種子中的β-葡萄糖苷酶分布特點(diǎn),p-NPG測(cè)定結(jié)果顯示,霞多麗成熟的種子中β-葡萄糖苷酶活性最高,其次是果皮和果肉,果梗中的β-葡萄糖苷酶活性最低;劉翠平[33]分析威代爾不同成熟期及冰凍過(guò)程中β-葡萄糖苷酶酶解產(chǎn)物—萜烯類(lèi)化合物的變化情況時(shí),檢測(cè)到這些具有花香和果香的萜烯類(lèi)化合物隨著葡萄果實(shí)的不斷成熟和冰凍處理,含量變化有一定的規(guī)律性,含量最大值出現(xiàn)在葡萄花后140 d左右;張國(guó)軍[34]利用分子生物學(xué)手段,直接檢測(cè)玫瑰香葡萄成熟果實(shí)中β-葡萄糖苷酶基因VvBG1、VvBG2和VvBG3的表達(dá)值,發(fā)現(xiàn)三個(gè)VvBG基因表達(dá)模式不同,VvBG1和VvBG2基因的表達(dá)與果實(shí)中脫落酸(abscisic acid,ABA)積累特性一致,在果實(shí)開(kāi)始成熟時(shí)表達(dá)增加迅速,在采收期時(shí)達(dá)到最大值。但VvBG3基因表達(dá)則從幼果期開(kāi)始降低,一致持續(xù)到成熟期;段朝瑞等[35]進(jìn)一步研究結(jié)果表明,葡萄VvBG1、VvBG2和VvBG3基因在果實(shí)不同部位表達(dá)特性不同。
3.1.2β-葡萄糖苷酶用于果汁增香
彭邦遠(yuǎn)等[36]分析了不同來(lái)源的β-葡萄糖苷酶對(duì)刺梨汁香氣成分酶解效果。研究發(fā)現(xiàn),刺梨汁中可以檢測(cè)出以酚類(lèi)和酯類(lèi)為主的43種游離態(tài)風(fēng)味物質(zhì),而木霉來(lái)源的β-葡萄糖苷酶酶解刺梨汁后僅釋放出11種風(fēng)味物質(zhì),杏仁β-葡萄糖苷酶酶解刺梨汁可釋放26種風(fēng)味物質(zhì),包括己醇、葉醇、茶香酮、紫羅烯等,因此杏仁β-葡萄糖苷酶酶可作為刺梨汁的酶解增香劑;高倩[37]將黑曲霉來(lái)源的β-葡萄糖苷酶用于酶解廉江紅橙汁,發(fā)現(xiàn)酶解后紅橙汁的甜度增加,苦味降低,提升了口感。在風(fēng)味物質(zhì)方面,β-葡萄糖苷酶處理后紅橙汁的可檢出香氣成分由39種增加至48種,包括醇類(lèi)、酸類(lèi)和醛類(lèi)等揮發(fā)性物質(zhì)的含量均比未酶解前增加;因此,β-葡萄糖苷酶可改善紅橙汁的風(fēng)味,起到增香作用;王鵬等[38]采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(gas chromatography-mass spectrometer,GC-MS)分析了β-葡萄糖苷酶對(duì)蟠桃汁風(fēng)味物質(zhì)的影響,研究表明β-葡萄糖苷酶酶解后可顯著提高果汁中酯類(lèi)和醇類(lèi)物質(zhì)的含量,對(duì)蟠桃汁起到增香作用;張瑤等[39]研究發(fā)現(xiàn),β-葡萄糖苷酶處理后橙汁的香氣成分總量增加了11%,不但可釋放新的香氣物質(zhì),還可彌補(bǔ)果汁加工過(guò)程中損失的香氣成分;郭慧女[14]將篩選的3株產(chǎn)β-葡萄糖苷酶菌株作用于玫瑰香葡萄汁,發(fā)現(xiàn)酶解有助于葡萄汁中萜烯類(lèi)、醇類(lèi)、酯類(lèi)等令人愉快的物質(zhì)的釋放,且黑曲霉的作用效果最佳。因此,β-葡萄糖苷酶作用于果汁有助于其香氣成分的釋放,但不同的水果酶解后釋放出香氣種類(lèi)和含量具有差異性。
劉歡等[40]研究表明,在“雙優(yōu)”山葡萄酒發(fā)酵過(guò)程中,添加β-葡萄糖苷酶的葡萄酒中香氣成分種類(lèi)和總量均高于未添加組,分別為54種和50種,184.99mg/L和124.28mg/L;桑葦?shù)萚41]將實(shí)驗(yàn)室篩選的產(chǎn)β-葡萄糖苷酶菌株用于玫瑰香酒的釀造,并考察其呈香特性。發(fā)現(xiàn)黑曲霉表現(xiàn)出較為優(yōu)越的水解風(fēng)味物質(zhì)前體和釋放香氣物質(zhì)的能力;王英等[42]以自行篩選的一株產(chǎn)β-葡萄糖苷酶的釀酒酵母用于發(fā)酵黑莓果酒,提高了黑莓果酒中花色苷的含量,因此有助于提高果酒的風(fēng)味和品質(zhì);陳守文等[43]將黑曲霉來(lái)源的β-葡萄糖苷酶粗酶制劑處理干紅葡萄酒,使得酒體更加鮮明、濃郁,且更易被消費(fèi)者所接受;彭傳濤[44]探討了葡萄汁有孢漢遜酵母(Hanseniaspora uvarum)的增香潛能,發(fā)現(xiàn)其可增強(qiáng)愛(ài)格麗葡萄發(fā)酵酒的感官質(zhì)量和香氣成分,且處理葡萄汁增香效果優(yōu)于葡萄醪,野生酵母與釀酒酵母混合發(fā)酵增香效果優(yōu)于純種發(fā)酵;陶永勝等[45]繼續(xù)分析了來(lái)源于葡萄汁有孢漢遜酵母(Hanseniaspora uvarum)的β-葡萄糖苷酶對(duì)黑比諾釀酒的干紅葡萄酒香氣指標(biāo)的影響,固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀檢測(cè)結(jié)果表明,該酶較好的水解葡萄中去甲類(lèi)異戊二烯和一些萜烯類(lèi)的糖苷,酒體表現(xiàn)出較為典型的溫帶水果香、花香和小漿果香的特征;卜瀟[46]研究了一株產(chǎn)β-葡萄糖苷酶較強(qiáng)的植物乳桿菌(Lactobacillusplantarum)XJ-25在蘋(píng)果酸-乳酸發(fā)酵中的增香效果,發(fā)現(xiàn)該菌株發(fā)酵15 d內(nèi)可降酸1.1 g/L,具有增加乙醇酯類(lèi)香氣物質(zhì)的釋放的能力,增強(qiáng)了葡萄酒的果香和花香特征。
β-葡萄糖苷酶因酶解底物后可釋放具有香味特性產(chǎn)物,在食品領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,一直以來(lái)也是食品領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)和重點(diǎn)問(wèn)題之一。盡管目前β-葡萄糖苷酶在酒類(lèi)釀造領(lǐng)域取得了一定的研究進(jìn)展,但還存在一些問(wèn)題仍需亟待解決。①β-葡萄糖苷酶酶解后可使多種果汁增香,但不同種類(lèi)的水果酶解后釋放香味物質(zhì)具有一定的差異。酶的用量也需考慮,高濃度酶解,可能會(huì)生青味突出,低濃度酶解,可能增香效果不佳;②果酒釀造菌種為酵母菌,一般產(chǎn)β-葡萄糖苷酶能力有限。產(chǎn)酶性能較強(qiáng)的多為黑曲霉,因此,可探索基因工程方法將黑曲霉源β-葡萄糖苷酶在酵母中異源高效表達(dá),并作為果酒釀造菌株;③多種非釀酒酵母可產(chǎn)生高濃度的β-葡萄糖苷酶,可與釀酒酵母混合發(fā)酵果酒,以達(dá)到果酒增香的目的,也可增加果酒的復(fù)雜度和豐富性;④在果酒發(fā)酵中,可采用固定化技術(shù)將細(xì)胞固定在特定載體上,同時(shí)結(jié)合酵母細(xì)胞高效展示技術(shù),使細(xì)胞和酶與外界環(huán)境充分接觸,以發(fā)揮最佳效果;⑤白酒因其復(fù)雜的釀酒微生物群體和復(fù)雜的釀造工藝,使得β-葡萄糖苷酶在白酒釀造中的應(yīng)用受限。探索將產(chǎn)酶活性高的微生物菌群應(yīng)用于白酒釀造中,也是一項(xiàng)比較有意義的工作。隨著分子生物學(xué)技術(shù)和食品學(xué)科的不斷發(fā)展,β-葡萄糖苷酶將會(huì)在酒類(lèi)釀造中得到更廣泛的應(yīng)用。