白酒中健康因子2,3,5,6-四甲基吡嗪形成机理的研究进展

2,3,5,6-四甲基吡嗪(TTMP)是我国中药川芎的主要活性成分,具有疏风止痛、理气、活血化瘀、治疗心脑血管疾病等多种药理作用。TTMP已在酱香型、芝麻香型等白酒中检测到,并成为白酒中健康因子之一。如何在不影响白酒风味的同时增加TTMP的含量,这将是白酒提质的有效手段,而探索其形成机理及影响因素又是重中之重。该文主要回顾了近几年探索TTMP形成机理所取得的成就,总结了微生物合成TTMP主要分为合成中间代谢产物,后经化学反应合成TTMP两个阶段,其中限制TTMP合成量主要以化学反应合成为主。该文针对其存在合成效率低等问题,阐述了微生物高产菌株筛选、改造代谢通路、优化发酵条件等解决措施,并提出以高效的“酶法合成”替换低效的“化学反应合成”的想法及异源构建微生物从头合成TTMP的策略,为进一步完善TTMP形成机理提供支持,进而对白酒提质增效及引领“健康白酒”的理念具有重要的意义。

无水四甲基吡嗪工艺改造

研究了无水四甲基吡嗪工艺的改造问题。通过对现有工艺的分析和评估,对利用乙偶姻合成2,3,5,6-四甲基吡嗪的过程进行了研究,考察了不同反应温度、时间、催化剂加料方式,脱水剂的选择等。结果表明:乙偶姻、乙酸铵反应初期温度60℃。反应时间控制在2 h时,2,3,5,6-四甲基吡嗪总收率可达到79%以上,脱水剂则用无水乙醇为溶剂,无水四甲基吡嗪熔点可达到85℃。本研究通过实验验证对比结果显示,经过改造后无水四甲基吡嗪的工艺性能得到了明显提升。

四甲基吡嗪多元醇及其乙酸酯的合成

四甲基吡嗪经溴代和酯化反应得到2,3,5-三乙酰氧甲基-6-甲基吡嗪(4)和2,3,5,6-四乙酰氧甲基吡嗪(5);4和5分别经水解得2,3,5-三羟甲基-6-甲基吡嗪和2,3,5,6-四羟甲基吡嗪。其结构经UV,1H NMR,13C NMR,IR和MS表征。

清香型白酒大曲中高产四甲基吡嗪菌株的筛选、鉴定及发酵培养基优化

为通过生物法改善并提高清香型白酒酿造中功能性成分四甲基吡嗪的含量,该研究采用传统分离方法从清香型白酒大曲中分离纯化芽孢杆菌(Bacillus sp.),通过气相色谱(GC)法筛选高产四甲基吡嗪的菌株,通过形态观察及分子生物学技术对其进行菌种鉴定,并对其产四甲基吡嗪发酵培养基配方进行研究。结果表明,共分离得到31株芽孢杆菌,从中筛选得到7株产四甲基吡嗪的芽孢杆菌,其中菌株q94的四甲基吡嗪产量最高,为(0.36±0.01)g/L,其被鉴定为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)。菌株q94产四甲基吡嗪的最优培养基组成为:蔗糖80 g/L,蛋白胨10 g/L、酵母浸粉20 g/L、磷酸氢二铵30 g/L、磷酸二氢钾15 g/L,在此优化条件下,菌株q94的四甲基吡嗪产量可达(3.32±0.18)g/L。

酱醪贝莱斯芽胞杆菌四甲基吡嗪高产菌的选育及其发酵优化

为获得四甲基吡嗪(TTMP)高产发酵菌株,以酱醪中筛选的贝莱斯芽胞杆菌CS1.11为出发菌株,进行紫外诱变,以酪素平板水解圈直径及乙偶姻显色反应为指标进行初筛,以蒸煮豆粕和焙炒小麦为原料固态发酵TTMP进行复筛,得到3株突变株。蛋白酶、淀粉酶活力及乙偶姻合成能力研究表明,其中2株突变株CS1.11-32、CS1.11-33更优,其TTMP的积累量较出发菌株分别提升了47.64%,78.89%,适用于酱油发酵体系。对影响TTMP积累的炒麦添加量、加水量、接种量、发酵温度及搅拌次数进行2株菌的对比发酵研究,CS1.11-33显示出更优的TTMP积累能力。响应面试验优化得出CS1.11-33固态发酵积累TTMP的最佳发酵条件为:炒麦添加量44%,加水量29%,发酵温度37℃,接种量8%,发酵过程中不进行搅拌,在此条件下TTMP积累量最大达到1895.08 mg/kg干基,是其优化前的2.6倍。酱醪贝莱斯芽胞杆菌TTMP高产株的选育及其发酵研究将为提高酱油中TTMP浓度、快速增强酱香及促进TTMP的功能性应用奠定基础。

高产四甲基吡嗪的菌株筛选及其麸曲制作工艺优化

为提高酱香型白酒中四甲基吡嗪含量,该研究从高温大曲中筛选高产四甲基吡嗪的菌株,通过形态观察及分子生物学技术对筛选菌株进行菌种鉴定,并将筛选菌株制作成细菌麸曲,结合单因素试验和响应面法对影响麸曲芽孢数量的四个因素:水分含量、接种量、培养时间、培养温度进行优化。结果表明,筛选得到一株高产四甲基吡嗪的菌株B2,经鉴定其为解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)。菌株B2麸曲的最佳培养条件为水分含量58%、接种量3.4%、培养时间40 h、培养温度37℃。此优化条件下制得的麸曲芽孢数量为1.21×1010CFU/g。固态发酵6 d后四甲基吡嗪产量为0.98 mg/g,表明该麸曲具有一定的产四甲基吡嗪性能。

枯草芽孢杆菌pckA影响四甲基吡嗪合成的研究

四甲基吡嗪(tetramethylpyrazine,TTMP)是传统发酵食品中重要的香气化合物,具有调节心脏收缩、修复损伤肝肾等生理活性。为提高发酵豆豉的品质,该研究对枯草芽孢杆菌的TTMP代谢能力进行优化。基于已报道的TTMP合成途径,利用同源重组技术,在枯草芽孢杆菌BJ3-2中进行磷酸烯醇丙酮酸羧化激酶基因(pckA)的缺失,并研究BJ3-2ΔpckA对发酵豆豉风味的影响。结果表明,敲除pckA不影响菌株的正常生长,在45℃发酵72 h,BJ3-2ΔpckA发酵的豆豉中TTMP含量比BJ3-2中增加23.71%,酱香更浓郁,氨味明显降低,风味品质显著提升。研究结果首次发现pckA对TTMP合成有显著的调控作用,将为豆豉发酵品质的提升提供理论依据。

白酒中四甲基吡嗪形成机制及相关应用的研究进展

中国白酒历史悠久,随着“健康中国”的提出,消费者对于白酒健康层面的需求愈加显著,越来越多学者开始致力于白酒中四甲基吡嗪的研究。本文从白酒酿造过程中四甲基吡嗪的生成方式和主要积累环节,高产四甲基吡嗪菌株的分离筛选与强化应用以及四甲基吡嗪的检测方法等方面进行综述,总结得出其生成方式主要为生物反应,高温制曲与高温堆积过程为四甲基吡嗪的主要产生环节,高产四甲基吡嗪菌株也多从上述环节分离获得,并应用于强化制曲、强化堆积发酵及多环节联合应用等研究场景。鉴于白酒发酵过程中样品体系的复杂性及含量低的特点,学者们纷纷建立了优化萃取和检测手段,用于四甲基吡嗪的定性与定量分析,旨在提升日常检测精度。

中国白酒中四甲基吡嗪的研究进展

四甲基吡嗪是一种具有爆米花、坚果和水果特别香味的风味物质,广泛存在于白酒、豆制品、陈醋中。在中国白酒中,其在酱香型白酒中含量尤为突出。本文综述了四甲基吡嗪的理化性质和白酒中四甲基吡嗪的合成、检测方法,概括了近年来四甲基吡嗪在白酒中的研究进展,旨在为提高中国白酒中四甲基吡嗪含量及分析提供参考。

bdhA基因敲除及发酵条件优化提高枯草芽孢杆菌四甲基吡嗪含量研究

四甲基吡嗪是白酒重要风味物质的组成成分,赋予白酒一定的健康功效。为提高菌株发酵产四甲基吡嗪的含量,本研究以枯草芽孢杆菌E20为原始菌株,利用同源重组敲除其2,3-丁二醇脱氢酶(BDH)的编码基因(bdhA),成功构建突变菌株E20-ΔbdhA。将突变菌株和原始菌株接种到黄豆发酵培养基模拟产酱香固态发酵。结果表明,突变菌株发酵物中四甲基吡嗪的含量为100.45 mg/kg,比原始菌株提高了71.97%,酱香风味无明显变化。利用突变菌株E20-ΔbdhA对其固态状态下合成四甲基吡嗪的条件进行优化,确定当种子菌液接种量为5%,发酵培养基为高粱小麦(1∶1),(NH4)2HPO4的添加量为70 g/kg时,发酵物中四甲基吡嗪的含量最高为380.61 mg/kg。

产四甲基吡嗪菌种的筛选及在酿酒中的应用研究

从酱香型白酒高温大曲、堆积糟醅中分离初筛获得4株产四甲基吡嗪菌种,通过复筛,最终选取LJ-02菌种制备功能菌剂。将微生物功能菌剂进行模拟堆积、中试试验、生产工艺研究,发现LJ-02菌种对四甲基吡嗪含量有提高明显影响。

中国白酒中健康因子四甲基吡嗪的研究进展

“健康饮酒”是中国白酒发展的新趋势,四甲基吡嗪已被证实为中国白酒中的健康因子之一。文章介绍了四甲基吡嗪的性质和功能,总结了中国白酒中四甲基吡嗪形成途径、检测技术、提高含量策略等研究现状,并提出了中国白酒中四甲基吡嗪未来的研究方向,为进一步研究中国白酒中四甲基吡嗪提供了参考。

2-乙基-5-甲基吡嗪的合成工艺优化研究

以采用1,2-环氧丁烷和丙二胺反应生成中间产物,然后通过固定床反应得到目标产物2-乙基-5-甲基吡嗪的工艺进行改进,探讨固定床反应器生成2-乙基-5-甲基吡嗪的可行性。

2-二苯胺甲基-3,5,6-三甲基吡嗪的合成

目的 :寻求理想的心脑血管药物。方法 :用溴代及胺化反应合成了四甲基吡嗪衍生物。结果 :合成了四甲基吡嗪的衍生物 (2 二苯胺甲基 3,5 ,6 三甲基吡嗪 )。通过了结构确证。结论 :所用合成方法切实可行。

5-甲基吡嗪-2-羧酸的合成

以异丙醇胺为原料,经环合制得2,5-二甲基吡嗪,再以醋酸钴、醋酸锰作催化剂,溴化钾作助催化剂下催化氧化制得标题化合物,总收率68%。

5-甲基吡嗪-2-羧酸的合成工艺改进

在N-溴代丁二酰亚胺(NBS)催化下,2,5-二甲基吡嗪与空气选择性氧化反应一步制得标题化合物,总收率高达84%。

四甲基吡嗪的溴代合成产物的GC/MS分析

采用气相色谱 质谱联用技术 ,对四甲基吡嗪的溴代合成产物进行分析。结果表明 ,目标化合物——— 2 溴甲基 3 ,5 ,6 三甲基吡嗪约占合成产物的 5 0 % ,尚有二溴、三溴取代物。本文得出可能的裂解途径 ,并对其中的主要成分进行结构鉴定。结果证明该方法可用于定性。

涡旋辅助液液微萃取结合GC-MS法检测67种白酒中四甲基吡嗪、4-甲基愈创木酚和4-乙基愈创木酚

采用涡旋辅助液液微萃取结合气相色谱-质谱(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)法对67种白酒中四甲基吡嗪、4-甲基愈创木酚和4-乙基愈创木酚进行检测。酒样经二氯甲烷提取,涡旋辅助萃取1 min,6 000 r/min离心5 min,然后采用GC-MS进行分析。结果表明,四甲基吡嗪、4-甲基愈创木酚和4-乙基愈创木酚分别在质量浓度为0.5~2 500、1.0~2 500、1.0~2 500μg/L的范围内具有较好的线性关系(R2>0.99);检出限分别为0.25、0.5、0.5μg/L;不同添加水平的平均回收率为80.1%~88.0%。对67种白酒含量分析表明,所有样本都含有四甲基吡嗪,含量范围为1.5~2 434.3μg/L;51种样本中含有4-甲基愈创木酚,含量范围为2.8~1 709.0μg/L;53种样本中含有4-乙基愈创木酚,含量范围为1.3~1 167.5μg/L。白酒酿造原料、工艺的差异可能是造成其健康因子含量不同的潜在因素。

产四甲基吡嗪地衣芽孢杆菌的应用

利用高温大曲中分离得到的地衣芽孢杆菌(Baclicus lincheniformis)提高粹沙酒酱香风格特征。将地衣芽孢杆菌FBKL1.0199添加到窖池中层的糟醅中,与空白糟醅作对比,按照粹沙工艺制酒取样,考察了不同菌株添加量对白酒中四甲基吡嗪含量的影响,采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)对酒醅及酒样中挥发性物质成分进行分析,同时进行感官评定。结果表明,最佳菌株添加量为5%,发酵后的酒醅四甲基吡嗪含量达6.81μg/g,是对照组的3.03倍。酒样中四甲基吡嗪相对百分含量达0.028%,且感官品质优于对照组,具有入口醇厚、柔和、酱味且口感细腻的特征。

酱香大曲中产四甲基吡嗪细菌的分离鉴定及其功能性研究

采用稀释平板涂布法从酱香型白酒大曲中分离筛选出细菌菌株19株,模拟酱香型白酒生产发酵工艺,获得2株固态发酵产物具有浓郁酱香气味的菌株FBKL1.0199和FBKL1.0201。结合菌株形态学观察、生理生化实验和分子生物学方法,鉴定其为地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)。研究发现,菌株FBKL1.0199具有高产蛋白酶的特性,其中性蛋白酶活力达3 925.80 U/g,酸性蛋白酶活力也相对较高,达139.27 U/g。同时,利用固相微萃取-气质联用技术对菌株FBKL1.0199和FBKL1.0201模拟白酒固态发酵的挥发性香味物质进行分析,发现其中吡嗪类物质相对含量较高,分别为46.01%和48.32%,且均以四甲基吡嗪为主,含量分别为44.11%和47.41%。分离得到的菌株FBKL1.0199和FBKL1.0201可以作为产四甲基吡嗪的功能菌。