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BA?保安?
其实,它也是生物胺(biogenic amine)的缩写。
作为低分子有机含氮化合物的总称,生物胺广泛存在于动植物体内及发酵食品中。低浓度的生物胺,可以调节生理功能,比如:组胺参与免疫反应,酪胺影响神经传导;但高浓度的生物胺又会化身“刺客”,引起头痛、过敏、休克等不良反应,甚至诱发死亡。
因此,如果黄酒中的生物胺浓度过高,就会成为饮用舒适度的一大隐患。事实上,黄酒中的主要宿醉物质便是它。
不过,借助科学力量,对黄酒中的生物胺含量进行调控,并非没有可能。
近期,江南大学与古越龙山共建的黄酒酿造创新实验室毛健团队在《Food Research International》《LWT》《Food Bioscience》等国际期刊,发表三项研究成果。其中两项,给出了降低黄酒中生物胺含量的实操方法,对黄酒饮后舒适度的提升,或有关键性影响。
一场硬仗
经验丰富的酒友,不会贸然将喝白酒时的酒量换算为黄酒。
换句话说,在酒精摄入量相同的情况下,黄酒的饮后反应,有时会比白酒强烈。
如果把黄酒发展的限制因素回溯到品质层面,饮后舒适度将是一个不可回避的问题。
在其他酒种的成长过程中,攻克这一难题也是关键之一。
日本清酒的崛起过程,除了文化输出、餐酒搭配等出海策略,口感风味与饮后舒适度的同步提升,也是关键因素。比如,通过进一步精磨,去除米粒外层的脂肪和蛋白质,再加上低温发酵,使得酒体更加纯净、杂味更少、饮用舒适度更高。
饮后舒适度也是白酒行业当下的品质竞争焦点。
这些年,关于白酒饮后舒适度的研究层出不穷:从“不上头”到“醒酒快”,跨越不同香型。2024年末,九江双蒸发布了《中国白酒醒得快技术白皮书》,将米香型白酒的“不上头”秘诀形成标准化的参数指标和工艺要点。
黄酒的饮后舒适度问题,也是企业和科研工作者们长期关注的问题。
过去数年,古越龙山与江南大学已经对黄酒质量控制、醉酒物质代谢等开展研究,且成果颇丰。
2019年,双方经过长期、系统的实验及研究,解密了导致黄酒容易上头深醉的成因,并在提高饮酒后舒适度的技术上,取得重要突破。一系列科研成果,荣获2019中国轻工业联合会科学技术奖一等奖,并在国际学术届获得高度评价。
不过,这场硬仗涉及方方面面的复杂问题,仍有许多未知等待攻坚。
交给JN01
与过往相比,毛健团队的最新研究侧重于在浸米环节抑制生物胺的产生。
其研究成果之一题为“Reducing biogenic amine in seriflux and huangjiu by recycling of serifluxi noculated with Lactobacillus plantarum JN01”(通过接种植物乳杆菌JN01的循环浸米水降低浸米和黄酒中的生物胺)。
图源@Food Research International
包括黄酒在内,食品中的生物胺,如腐胺、酪胺,主要通过氨基酸的酶脱羧反应产生。高浓度的生物胺,会对人体造成不良影响。
过去,关于黄酒中生物胺控制的研究,主要集中在发酵阶段,对浸米环节的关注相对较少。
但毛健团队研究发现,许多产生物胺的微生物,会在浸米过程中生长迅速。它们中的一部分,又具有产生高酸的能力,将对后期发酵有所裨益。而基于微生物遗传多样性,可以筛选、分离出黄酒酿造过程中存在的一些非产胺菌株。
基于上述背景,毛健团队提出一种新策略:通过引入非产胺的植物乳杆菌,来降低循环浸米和黄酒中的生物胺含量。
研究团队从酒厂环境中筛选出一种植物乳杆菌,并将其命名为JN01。
JN01是一种革兰氏阳性、耐氧的乳酸菌,具有同型发酵能力,能将糖类转化为乳酸,具有不产生生物胺的特点,适合在12°C-40°C温度范围内生长。其基因组编码丰富的代谢途径,尤其擅长在低氧、高酸环境中竞争性生存。
实验数据显示,循环使用接种JN01的浸米水10批次后:浸米水生物胺降低78.4%、成品酒生物胺锐减87.7%,并能节水50%,实现浸米环节“零废水”。
“切断”已经产生的生物胺
如果说JN01抑制了生物胺的产生,那么毛健团队同期发表的另一项研究则尝试“切断”已生成的生物胺。
研究者从土壤放线菌糖多孢菌中克隆出两种胺氧化酶基因,通过大肠杆菌异源表达,获得能降解生物胺的酶制剂。
该研究题为“Heterologous expression and characterization of amine oxidases from Saccharopoly spora to reduce biogenic amines in huangjiu”(降解黄酒生物胺的糖多孢菌胺氧化酶的异源表达和特性)。
图源@LWT-Food Science and Technology
这一研究的主要对象——胺氧化酶,可以理解为生物胺的“天然清道夫”。但在黄酒中并没有应用的先例。
毛健团队的这项研究,是第一次采用酶降解方法,来控制黄酒中生物胺的含量。经过试验,对黄酒中的生物胺降解率达到31.72%。
研究过程中,毛健团队筛选并克隆了糖多孢菌中胺氧化酶基因。将潜在的能够降解生物胺的胺氧化酶基因,在大肠杆菌中表达并纯化了胺氧化酶。最终发现,CaoAShi、CaoASho两种酶对组胺和苯乙胺的降解效果最好。
“在未来黄酒生产中,该方法可能是最有效的方法。”这是研究团队对这一方法的判断和期望。
以科技之力,重塑黄酒印象
黄酒科研不光聚焦于饮后舒适度问题,这些年,关于提升黄酒风味、口感的研究同样层出不穷。
2024年,毛健团队就发表了关于黄酒新型鲜味肽的论文。
传统认知中,氨基酸是黄酒鲜味的来源。但毛健团队发现,占黄酒非挥发性物质90%以上的低分子肽,才是真正的“鲜味暗河”。
图源@视觉中国
这项研究,首先基于感官导向分离原则,对超滤后黄酒小于3000Da组分采用阳离子树脂纯化以除去糖类杂质,再经凝胶色谱分级,得到了纯度较高的黄酒鲜味肽组分。
为鉴定目标组分中的鲜味肽,结合纳升液相色谱串联质谱、机器学习预测工具、分子对接和感官评价得到8种未报道鲜味肽——它们在水中的鲜味阈值在0.29至0.65 mmol/L之间,均低于味精阈值。
而且这些鲜味肽在100℃处理30分钟后依然具有鲜味,表现出热良好的稳定性,可以作为黄酒适合温饮的一项科学支撑。
总体来看,关于黄酒的工艺优化、风味解析、健康论证等领域,近年来都有不少研究成果。
一个比较重要的方向,是通过科学研究,对传统酿造技艺进行探究和解读,从而提高标准化程度。比较有代表性的是2019年古越龙山与江南大学联合启动的“辣蓼草在传统绍兴酒药中的作用”研究项目。该研究解析了辣蓼草在传统酒药中的作用机理,揭示其对微生物群落及风味形成的调控,有益于推动传统工艺科学化。
风味方面,双方合作建立了黄酒风味物质数据库,其中包含1420种微生物、500多种化合物,以及种质资源库。
而关于黄酒的健康属性,毛健团队也曾通过解析黄酒多糖、多肽的保肝机制给出科学论证。
2024年,他们在国际期刊《Carbohydrate Polymers》发表题为“Structural elucidation of a highly branched α-D-glucan from Huangjiu and its hepatoprotective activity via gut microbiome regulation and intestinal barrier repairment”(黄酒高支链α-D-葡聚糖的结构鉴定及其通过肠道微生物组调节和肠道屏障修复的保肝活性)的论文。
图源@Carbohydrate Polymers
该研究重点揭示黄酒中性多糖详细结构信息,并探究其作为益生元通过维护肠道稳态发挥的保肝功效。该成果应用于古越龙山“国酿青玉”系列的开发。
近期发布的新成果,还有一项研究是关于“Environmental factors drive microbial succession and huangjiu flavor formation during raw wheat qu fermentation”(环境因素对生麦曲发酵过程中微生物演替及黄酒风味形成的影响)。该研究确定了生麦曲微生物群落演替——人们对黄酒酿造过程中发生的一切,又多了一份了解。
图源@Food Bioscience
“黄酒可插上科技翅膀,通过智能化等新技术改良黄酒酿造技术,从而使得黄酒在品质、风味上更好适应多样化消费群体。”这是毛健多年前提出的观点。
如今,愈发深入的科学研究和成果应用,正推动黄酒的品质革新。而我们期待的,是当品质革新传导到市场层面,打开黄酒发展的新天地。
参考资料:
[1]Shuangping Liu,Hailong Sun,Caixia Liu. et al.Reducing biogenic amine in seriflux and huangjiu by recycling of serifluxi noculated with Lactobacillus plantarum JN01. Food Research International.
[2]Shuangping Liu,Hongli Yao,Mengfei Sun et al. Heterologous expression and characterization of amine oxidases from Saccharopoly spora to reduce biogenic amines in huangjiu..LWT-Food Science and Technology.
[3] Yi Yang,Qingxi Ren,Zhilei Zhou et al. Structural elucidation of a highly branched α-D-glucan from Huangjiu and its hepatoprotective activity via gut microbiome regulation and intestinal barrier repairment.Carbohydrate Polymers.
[4] Shuangping Liu,Yu Zhou,Zhili Zhou et al. Environmental factors drive microbial succession and huangjiu flavor formation during raw wheatqufermentation. Food Bioscience.
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