浓香型大曲中酯化酶测定方法的研究

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出版社。1980,11.‘
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[5]范文来,徐岩.大曲酶系研究的回顾与展望[J].酿酒,2000,(3).
度上升,总酯量明显下降。酿造过程中,曲霉与酵母对己酸
都有不同程度酯化能力。当酵母与曲霉两者共同作用时,则
己酸乙酯量大增。产酯酵母主要是球拟酵母,35℃时产酯量
最高,曲霉作用温度也在35℃左右。于是作三个温度梯度,
以期找到最佳温度。
定量:正庚烷30mL,己酸:乙醇=1-1.25,己酸浓度
0.15M,干曲量15g,在100mL磨121三角瓶中反应。
变量:酯化反应温度为25℃、30℃、35℃。如图5。
0 50 100h
圈5温度对酯化反应的影响
+ 25℃
+ 30℃
+ 35℃
由图5可以看出,35℃时反应最快,因此选用的酯化反
应的温度为35℃。
3.1.2.5酯化反应最佳条件
综上所述,优化后最终的酯化反应条件为:在30mL正庚
烷有机反应介质中,加入底物酸与乙醇,底物酸的浓度为
方法见参考文献。
1.3仪器
恒温培养箱:上海恒三仪器厂。
2测定方法
2.1传统酯化力的测定方法具体见文献【6J。
2.2优化后酯Leabharlann Baidu力测定方法
影响己酸乙酯合成反应的因素有很多,做单因素分析实
验,对加入底物酸(己酸)与乙醇的浓度、加曲量和反应温度
等进行优化。每间隔一段反应时间,取出上清液0.2mL于
50mL三角瓶中,加入5mL水,1滴酚酞,用O.025MNaOH滴定
酿 酒
HQUOR MAKING
V01.30.No.2
Mar.,2OO3
文章编号:1002—8110(2003)02—0018一o4
浓香型大曲中酯化酶测定方法的研究
王耀 ,范文来 ,徐岩2,刁亚琴 ,陆红珍
(1.江苏洋河集团有限公司,江苏宿迁223725;2.江南大学生物i程学院,江苏无锡214036)
定量:同上。
变量:己酸浓度分别为0.1tool、0.125mol、0.15mol、
0.175mol,作图4。
∞牾柏∞衢∞坫加5 O
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·20·酿酒
60
50
40
鑫。。
澄20
10
0


0 50 100h
己酸降酸曲线
圈3己酸浓度对酯化的影响
—●一0.1M
.- II-0.
1试验材料
1.1大曲
1.1.1粉碎
用微型植物粉碎机粉碎。筛孔~'lmm。
1.1.2分样
采用四分法。通常样品需要量500引。
1.1,3大曲样品分类方法
见参考文献[23】。
1.2试剂
1.2.1正庚烷,AR级,每瓶试剂(500ⅡlL)加入3og无水硫酸
钠。
1.2,2己酸,AR级,每瓶试剂(500ⅡlL)加入30g无水硫酸钠。
[C].硕士学位论文.
[10]徐岩,无锡轻工大学博士论文Ec].1997.
[11]T.Nielsen,Industrial Application Possibilities for Lipase[C].Lecture at
测定结果
水相有机溶剂相
用碱皂化。直接测定测定降酸量,间接测定
经蒸馏、皂化、滴定,复杂只用滴定,简单
100h 24h
两者相同
从表3可以看出优化后测定方法的优势所在。两种方
法时间上的明显差距,使得优化后的方法更加适用于实际生
产中的测定。
4结论
4.1传统酯化力测定方法操作复杂,耗时长。采用在有机
相中反应的方法来测定大曲的酯化力,则相对比较简单,且
式名称是甘油酯水解酶。它既能将脂肪水解为脂肪酸和甘
油,又能催化脂肪的合成【5.9J。按Novo Nordisk公司的定义,
脂肪酶是可以水解一类特殊的酯类——三羧酸甘油酯的酶,
而酯酶则是可以水解羧酯键的酶【111。
对大曲酯化力的研究开始于20世纪8o年代后期[12,13J,
但广泛和深入的阐述大曲对浓香型酒生香的作用却是在20
0.15mol,己酸与乙醇的浓度比为l:1.25,加入大曲15g,在
100mL的磨口三角瓶中,35℃的条件下反应。
3.1.3优化后的方法与传统方法对比
优化以后的测定与传统方法相比具有很大优点,主要体
现在以下几个方面(见表3)
表3优化前后方法的对比
优化前的方法优化后的方法
反应介质
测酯方法
方法简易度
反应时间
来求得己酸乙酯量。下面对1、2曲及陈曲的酯化力进行
测量,以便进行优化的研究(表2)。
表2传统方法测定酯化力(三次平均)
从表2可以看出,大曲的质量越好,酯化力越高;贮存时
间短的曲(三个月以上),酯化力越大,但陈曲的酯化力不高。
因此,仅从酯化力考虑,大曲的贮存时间也不可过长,否则,
酯化力会大幅度下降。
3.1.2优化方法的建立
摘要:对浓香型大曲的酯化酶测定方法作了研究。建立有机相反应体系来代替传统方法的水相反应,与传
统测定方法(需反应100h)相比,它能简单、快捷检测大曲质量,适合工业化生产的要求。有机相中酯化反应
条件为:在30mL正庚烷有机反应介质中,35的条件下,0.15M的底物酸,己酸与乙醇的浓度比为1:1.25,加
此,白酒业习惯分别称为酯化酶和酯分解酶[5-7 J。酵母、霉
菌、细菌中均含有酯酶[,6.。目前已经发现,红曲霉、根霉中
许多菌株有较强的己酸乙酯合成能力【5'。
酯酶不同于脂肪酶。脂肪酶(缉磁e,E.C.3,1.1,3)是一
类特殊的酯酶,全称Tr/acy/g/ycerd acy/hydro/aseo脂肪酶的正


反应时间(x10 )
图2加曲量对酯化的影响
3.1.2.3底物酸浓度对酯化反应的影响
资料表明【培J,当基质中己酸含量在50×10一以下时,己
酸乙酯按比例增加,在(50—70)×10I6之间,己酸乙酯虽有增
加,但升幅较大。
3.1.2.3.1设定己酸浓度梯度为0.1—1.0mol,确定最佳底
物酸浓度。
活性和稳定性。第四,反应温度。它既关系着酶的活性,也
关系着反应速度。第五,有机相中,酶的催化活性与反应系
统的含水量密切相关,只有最适含水量时,酶最稳定,且表现
出最大活力。
3.1.2.1底物酸与醇的比例对酯化反应的影响
理论上,己酸与乙醇反应的摩尔比为1:1,为使反应向己
酸乙酯方向顺利进行,醇应略过量。设定乙醇的三个梯度。
的含水量是不会发生酶粘结现象的,因此采用无水有机溶剂
与试剂进行酯化力的测定方法是可行的。
现以正庚烷为有机溶剂来代替水相进行酯化力测定方
法的优化,以期在尽可能短的时间内鉴别出大曲酯化能力的
高低。由于大曲的酯化反应是可逆反应,因此不仅要优化条
件以确保酯化能力最强,同时还要确保在此条件下分解能力
最差,只有酯剩余量多的条件才是最适条件。
影响酶在有机溶剂中催化合成己酸乙酯反应的因素
有.2】:第一,底物浓度比(酸、醇浓度比)。第二,加酶量。
加酶量有一个临界值,当加酶量小于临界值时,会影响反应
平衡转化率;当加酶量超过临界值后,平衡转化率不再发生
变化,而反应速度随着酶量的增加而加快。第三,底物的浓
度、尤其是有着较强极性的己酸浓度,直接关系着酶的催化
检测时间可以缩短至24h,有利于大生产中快速检测。
4.2优化最佳测定条件为:在30mL正庚烷有机反应介质
中,加入己酸与乙醇,己酸的浓度为0.15tool,己酸与乙醇的
浓度比为1:1.25,加入大曲粉15g,在100mL的磨口三角瓶
中,35℃的条件下反应24h,测定降酸量。
【参考文献】
[1]无锡轻工业学院,等.生物化学(工业发酵专业用)[M].轻工业
明样品二比样品一、样品三早达到平衡点,所以取底物酸与
醇比例为1:1.25。
3.1.2.2加曲量对酯反应的影响
定量:正庚烷30mL,己酸-乙醇=1:1.25,己酸浓度
0.15mol,温度30℃,在100mL磨口三角瓶中反应。
变量:加曲量分别为5g、10g、15g(若加入20g大曲则会没
有溶剂剩余)。
由图2可知:最佳加曲量为15g。
1.2.3无水乙醇,AR级,每瓶试剂( )加入30g无水硫
酸钠。
1.2.4 pH4,6醋酸一醋酸钠缓冲液,配制方法见参考文
献【6J。
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第2期王耀,等:浓香型大曲中酯化酶测定方法的研究·l9·
1.2.5 100m~100mL己酸乙酯的20%(v/v)乙醇溶液,配制
定量:正庚烷30mL,己酸:乙醇=1:1.25,干曲量15g,温
度30℃,在100mL磨口三角瓶中反应。
变量:己酸浓度分别为0.1n、0.2mol、0.4mol、0.6mol、
0.8mol、1.0mol。
图3说明底物酸浓度太高时,便抑制反应向己酸乙酯方
向进行,0.1mol浓度时降酸最快。
3.1.2.3.2设定己酸浓度在0.1—0.2tool之间。
入15g(干曲)的大曲,仅用24h就能比较出大曲酯化力的高低。
关键词:浓香型,大曲,酯化酶,酯化,测定方法
中图分类号:TS262.31;TQ925文献标识码:A‘
0前言
酯酶(Eaemse E.C.3.1.1.2)亦称羧基酯酶,是指可以水
解羧酯键的酶【lI4J。但该酶也能催化合成低级脂肪酸
酯Ll J。由于该酶既能催化酯的合成,也能催化酯的分解,因
RC00H +NaOH— ÷ RC00Na+ROH
2NaOH+ Sq—一Na2S04+2H20
0,2优化后酯化力测定方法的原理
近年来,酶在有机相中的生物催化作用因其潜在的工业
用途而日益受到人们的重视[117,18】。与水相催化相比,有机
介质可以增加酯酶的热稳定性,增加非极性底物的溶解度,
减少反应副产物,还可能影响酶的底物特异性及酶反应的平
收稿日期:2o03—01—16
衡方向和反应速度。有机溶剂相中酯化反应平衡点与速率
同溶剂中水含量密切相关,有机溶剂作为反应介质时,在一
个狭窄的初始含水量范围内,酶有较高的催化酯化活力。当
初始加水量较低时,酶分子由于不能获得形成活力构象所必
需的水,表现出较低的催化反应活力;当体系中水初始含量
高时,从物理状态来看,在反应的初始阶段酶粉即发生粘结,
[6]沈怡方.白酒生产技术全书[M].中国轻工业出版社,1998,10.
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传统的酯化力测定方法【6J,是利用皂化反应和反滴定法
来测定。此法测定时间长,操作复杂。本文研究了利用有机
相代替水相的酯化酶活力的测定。
0.1传统酯化力的测定【6J 6
先用碱中和酯化液中的游离酸,再加入一定量的碱使酯
皂化,过量的碱用酸进行反滴定,用酚酞作为指示剂。其反
应式为:
产生吸附现象,无法均匀分散,故反应速率也降低。对本研
究而言,所加入的酶不是纯酯化酶,而是加入一定量的带水
分的大曲,大曲含水量在12%左右,此时反应体系中的含水
百分比约为6%左右,这虽然高于一般反应介质的最佳含水
量【181,但仍处于微水范围。而且,反应所利用的酯化酶是从
大曲颗粒里浸出来的,酶量很少,加上曲粉的间隔作用,这样
+ 0.4M
* 0.6M
0.8M
+ 1.oM
圈4底物酸浓度对酯化的影响
由图4可以看出0.1mol与0.2mol间的降酸曲线斜率差
距不大。0.15tool的降酸稍微快一点,所以优化后所得的己
酸浓度为0.15tool。
3.1.2.4温度对酯化反应的影响
资料表明,在低温25—30℃时,生成总酯量高。随着温
至酚酞终点,记下消耗的毫升数。计算公式为:
降酸%=(Vl—Vo)×100%vo
式中:v0一反应前消耗NaOH的体积(mL)
vl——反应一段时间后消耗NaOH的体积(mL)
3结果与讨论
3.1酯化力
3.1.1传统方法测定酯化力
传统方法采用100mL 1%的己酸、乙醇溶液,加相当于5g
干曲的曲量,在30—32℃酯化100h,用NaOH皂化己酸乙酯
定量:正庚烷30mL,己酸0.15tool,绝干曲量5g,温度
30℃,在100mL磨口三角瓶中反应。
变量(摩尔比):己酸:乙醇=1:1.15(样品一)己酸:
乙醇=1:1.25(样品二)己酸:乙醇=1:1.35(样品三)


0 50 100 150h
+样一
+样二
+样三
图1底物酸与醇比例对鸶化的影响
由图1知:样品二的降酸幅度大于样品一和样品三,说
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