專利名稱：一種降低酒精飲品中氨基甲酸乙酯的集成控制方法
一種降低酒精飲品中氨基甲酸乙酯的集成控制方法技術領域
本發(fā)明是一種針對酒精飲品中氨基甲酸乙酯的集成調控技術，具體涉及應用固定化細胞和吸附材料，進行生物和物化集成處理的技術，屬于食品工藝技術領域。
背景技術：
氨基甲酸乙酯(Ethyl carbamate,簡稱EC,又稱Urethane),是發(fā)酵食品(如面包，酸奶，乳酪等)和酒精飲品(如葡萄酒、白蘭地、威士忌、果酒、中國黃酒和日本清酒等) 的伴隨產(chǎn)物，其對人體健康存在負面影響。2007年，世界衛(wèi)生組織的國際癌癥研究機構 (IARC)正式將氨基甲酸乙酯歸為2A類致癌物，與丙烯酰胺同等危險，美國國家毒理計劃將其列入“有理由預料引起癌癥的物質”名單。因此如何降低酒精飲品中EC的含量正逐漸受到研究人員的重視。
目前對于酒精飲品中EC含量控制問題的研究，主要集中于酸性脲酶的使用以及低產(chǎn)尿素釀酒酵母的選育，旨在通過前體尿素的降低來達到控制EC含量的目的。然而，這些往往不能徹底解決酒精飲品的EC問題；且EC —經(jīng)形成，就極穩(wěn)定，通過控制前體已不能解決問題。因此直接去除EC技術的研究迫在眉睫，此技術對于提高酒精飲品的安全性具有重要作用。去除EC的生物法存在成本較高，使用壽命有限等弊端；而物化方法存在對酒體風味的影響等不足。鑒于生物方法、物化方法兩者的特點，本發(fā)明結合兩者優(yōu)點，提供一種降低酒精飲品中氨基甲酸乙酯的集成控制方法。發(fā)明內容
針對現(xiàn)有技術難點及存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種酒精飲品及發(fā)酵食品中氨基甲酸乙酯的集成調控技術，包括一株具有降解氨基甲酸乙酯功能的固定化膠紅酵母，及配合經(jīng)改造和復配后的吸附材料，能夠通過微生物酶的生物催化作用及吸附材料的物化作用，在乙醇濃度O 20%，糖濃度O 200g/L，及pH 3. 5-7. O的環(huán)境中，有效降低EC 含量，達到提高酒精飲品及發(fā)酵食品安全性的目的。
本發(fā)明的技術方案一種降低酒精飲品中氨基甲酸乙酯的集成控制方法，利用具有生物降解氨基甲酸乙酯EC功能的固定化膠紅酵母CGMCC No 5081全細胞和經(jīng)改造復配的樹脂材料的吸附作用，將CGMCC No 5081全細胞與樹脂材料用于對酒精飲品的分批處理或填充柱連續(xù)處理，降低酒精飲品中的EC ；所述樹脂材料為ISP Global Beverage Services的POLYCLAR 10,江蘇蘇青水處理工程集團有限公司的DA-201B、DA-201E，上海羅門哈斯化工有限公司的XAD761，西安藍曉科技有限公司的s印lite-XDAl、s印lite_XDA200、s印lite_XDA300、LX26，天津市海光化工有限公司的NKA II、H103，杭州爭光實業(yè)股份有限公司的DM130、CAD45，上海華震科技有限公司的HZ845中的一種或幾種的混合物；所述酒精飲品為黃酒、葡萄酒、料酒、果酒、露酒或配制酒。
具體步驟為(1)樹脂材料預處理取樹脂材料，經(jīng)丙酮洗2BV，水洗4BV;質量濃度5%的NaOH洗2BV， 水洗4BV ;質量濃度5%的HCl洗2BV，水洗6BV，乙醇洗2BV，水洗2BV ；(2)細胞培養(yǎng)及固定化細胞的制備取降解氨基甲酸乙酯的膠紅酵母(Mhodotorula muciIaginosa)，保藏編號為CGMCC No :5081，培養(yǎng)固定化細胞；培養(yǎng)條件碳源為碳水化合物葡萄糖、蔗糖或麥芽糖；氮源為有機氮源酵母膏，蛋白胨，棉籽粉，麥芽汁，玉米漿，或無機氮源硫酸銨，硝酸銨，磷酸銨，氯化銨；另外添加氨基甲酸乙酯或者其類似物氨基甲酸甲酯、氨基甲酸丙酯，或酰胺類化合物甲酰胺、乙酰胺、丁酰胺、乳酰胺、N-甲基乙酰胺、 青霉素鈉；培養(yǎng)方式為靜置培養(yǎng)或振蕩培養(yǎng)，溫度以25 _33°C為宜，培養(yǎng)時間足夠微生物的生長以及EC降解酶的產(chǎn)生；所得的培養(yǎng)物經(jīng)離心收集菌體，然后用生理鹽水進行洗滌，取濕細胞2g懸浮于2mL生理鹽水中，然后與20mL滅菌的質量濃度2%海藻酸鈉溶液混合，逐滴滴入質量濃度2%氯化鈣溶液中制成固定化細胞；(3)分批處理取步驟(2)所得固定化細胞以待處理的酒精飲品量59Γ20%添加量和步驟(I)所得處理后的樹脂材料以待處理的酒精飲品量59Γ15%添加量，添加于待處理的酒精飲品中，添加后于2(T45°C，5(T300rpm條件下處理O. 5 36h ；或連續(xù)處理將步驟(2)所得固定化細胞和步驟(I)所得處理后的樹脂材料裝柱，固定化細胞樹脂材料以質量比1:5 I: I的比例混合，酒精飲品以1/8 BV/1T2 BV/h的流速、 20 45°C過柱進行處理。
步驟(3)所述連續(xù)處理中的裝柱為固定化細胞和樹脂材料混合裝柱；或固定化細胞單獨裝柱，混合樹脂材料裝柱，然后將兩柱串聯(lián)。
所處理的酒精飲品，其乙醇濃度為O 20%，糖濃度為O 200g/L，pH 3. 5-7. O。
氨基甲酸乙酯EC含量在400 μ g/L以內的酒精飲品，EC去除率達80% ;EC含量大于400 μ g/L的酒精飲品，EC去除率達60%。
膠紅酵母{Rhodo torula muciIaginosa),已保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，保藏編號為CGMCC No :5081，于2011年12月2日申請的 201110395044. 5 “具有降解氨基甲酸乙酯功能的膠紅酵母及其在酒類及食品中的應用”中已公開。
本發(fā)明的有益效果本發(fā)明采用一株具有降解氨基甲酸乙酯功能的固定化膠紅酵母，及配合經(jīng)改造和復配后的吸附材料，酒精飲品經(jīng)過固定化細胞和吸附材料的綜合集成處理，使得EC含量大幅下降，同時酒精飲品的理化指標及風味評價與原酒接近。
所述的技術方案在酒精飲品中的應用，能在乙醇濃度O 20%，糖濃度O 200g/ L，及pH 3. 5-7.0的環(huán)境中，有效降低EC含量。
所述的技術方案在酒精飲品和發(fā)酵食品中的應用，適用于各種釀造酒、配制酒的釀造工業(yè)和食品工業(yè)中EC的去除。
所述的技術在酒精飲品及食品中的應用，用菌株制成的酶制劑配合吸附材料處理樣品，從而得到EC含量降低、安全性提高的酒類及食品。
本發(fā)明采用固定化膠紅酵母細胞CGMCC No 508 I和吸附材料綜合裝柱聯(lián)用處理，1/8 BV/1T2 BV/h的流速、2(T45°C過柱，操作簡單，快速有效，實現(xiàn)了酒精飲品中EC含量的終端集成控制，使EC含量得到大幅下降；同時處理后酒樣的理化指標及風味評價與原酒接近。該方法可用于各種酒精飲品中EC含量的終端控制。例如可將清酒中EC控制在40 μ g/L以下，葡萄酒中不高于15 μ g/L。同時，本發(fā)明對于其他發(fā)酵類飲品中EC的去除也存在著廣闊的應用潛力。


圖I本發(fā)明的混合填充柱連續(xù)處理裝置的示意圖。
圖2本發(fā)明的填充柱串聯(lián)處理裝置的示意圖。處理柱一為固定化細胞單獨裝柱， 處理柱二為混合樹脂材料裝柱。
具體實施方式
實施例I :菌株 CGMCC No :5081 全細胞和 ISP Global Beverage Services 的 POLYCLAR 10、上海羅門哈斯化工有限公司的XAD761、西安藍曉科技有限公司的seplite-XDA200用于黃酒中 EC的去除。
按上述CGMCC No 5081細胞和三種材料添加于市售的兩種黃酒樣品中，分別為半甜型黃酒樣品(樣品I :酒精度8%，EC含量87 μ g/L, pH 3. 8)，與半干型黃酒樣品(樣品2 酒精度14%，EC含量266 μ g/L, pH4. I)，樣品2為向市售黃酒中額外添加部分EC制得，添加洗滌后的全細胞至為酒樣的10%，樹脂材料添加量為10%(￥八)，于351、150 rpm振蕩分批處理兩天，結果見下表I所示。
表I集成技術對黃酒中EC的分批去除效果
權利要求
1.一種降低酒精飲品中氨基甲酸乙酯的集成控制方法，其特征是利用具有生物降解氨基甲酸乙酯EC功能的固定化膠紅酵母CGMCC No 5081全細胞和經(jīng)改造復配的樹脂材料的吸附作用，將CGMCC No 5081全細胞與樹脂材料用于對酒精飲品的分批處理或填充柱連續(xù)處理，降低酒精飲品中的EC ；所述樹脂材料為ISP Global Beverage Services的POLYCLAR 10,江蘇蘇青水處理工程集團有限公司的DA-201B、DA-201E，上海羅門哈斯化工有限公司的XAD761，西安藍曉科技有限公司的s印lite-XDAl、s印lite_XDA200、s印lite_XDA300、LX26，天津市海光化工有限公司的NKA II、H103，杭州爭光實業(yè)股份有限公司的DM130、CAD45，上海華震科技有限公司的HZ845中的一種或幾種的混合物；所述酒精飲品為黃酒、葡萄酒、料酒、果酒、露酒或配制酒。
2.根據(jù)權利要求I所述降低酒精飲品中氨基甲酸乙酯的集成控制方法，其特征是具體步驟為(1)樹脂材料預處理取樹脂材料，經(jīng)丙酮洗2BV，水洗4BV;質量濃度5%的NaOH洗2BV， 水洗4BV ;質量濃度5%的HCl洗2BV，水洗6BV，乙醇洗2BV，水洗2BV ；(2)細胞培養(yǎng)及固定化細胞的制備取降解氨基甲酸乙酯的膠紅酵母(Mhodotorula muciIaginosa)，保藏編號為CGMCC No :5081，培養(yǎng)固定化細胞；培養(yǎng)條件碳源為碳水化合物葡萄糖、蔗糖或麥芽糖；氮源為有機氮源酵母膏，蛋白胨，棉籽粉，麥芽汁，玉米漿，或無機氮源硫酸銨，硝酸銨，磷酸銨，氯化銨；另外添加氨基甲酸乙酯或者其類似物氨基甲酸甲酯、氨基甲酸丙酯，或酰胺類化合物甲酰胺、乙酰胺、丁酰胺、乳酰胺、N-甲基乙酰胺、 青霉素鈉；培養(yǎng)方式為靜置培養(yǎng)或振蕩培養(yǎng)，溫度以25 0C -33 °C為宜，培養(yǎng)時間足夠微生物的生長以及EC降解酶的產(chǎn)生；所得的培養(yǎng)物經(jīng)離心收集菌體，然后用生理鹽水進行洗滌，取濕細胞2g懸浮于2mL生理鹽水中，然后與20mL滅菌的2%海藻酸鈉溶液混合，逐滴滴入2%氯化鈣溶液中制成固定化細胞；(3)分批處理取步驟(2)所得固定化細胞以待處理的酒精飲品量59Γ20%添加量和步驟(I)所得處理后的樹脂材料以待處理的酒精飲品量59Γ15%添加量，添加于待處理的酒精飲品中，添加后于2(T45°C，5(T300rpm條件下處理O. 5 36h ；或連續(xù)處理將步驟(2)所得固定化細胞和步驟(I)所得處理后的樹脂材料裝柱，固定化細胞樹脂材料以質量比1:5 I: I的比例混合，酒精飲品以1/8 BV/1T2 BV/h的流速、 20 45°C過柱進行處理。
3.根據(jù)權利要求I所述降低酒精飲品中氨基甲酸乙酯的集成控制方法，其特征是步驟(3)所述連續(xù)處理中的裝柱為固定化細胞和樹脂材料混合裝柱；或固定化細胞單獨裝柱，混合樹脂材料裝柱，然后將兩柱串聯(lián)。
4.根據(jù)權利要求I所述降低酒精飲品中氨基甲酸乙酯的集成控制方法，其特征是所處理的酒精飲品，其乙醇濃度為O 20%，糖濃度為O 200g/L，pH 3. 5-7. O。
5.根據(jù)權利要求I所述降低酒精飲品中氨基甲酸乙酯的集成控制方法，其特征是氨基甲酸乙酯EC含量在400 μ g/L以內的酒精飲品，EC去除率達80% ；EC含量大于400 μ g/L 的酒精飲品，EC去除率達60%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種降低酒精飲品中氨基甲酸乙酯的集成控制方法，屬于食品工藝技術領域。本發(fā)明利用具有生物降解氨基甲酸乙酯(EC)功能的固定化膠紅酵母CGMCCNo5081全細胞和經(jīng)改造復配的樹脂材料的吸附作用，將CGMCCNo5081全細胞和樹脂材料兩種材料分別單獨或混合，用于對酒精飲品的分批處理或填充柱連續(xù)處理，可實現(xiàn)顯著降低酒精飲品中EC的作用。其中，混合裝柱或者分別裝柱串聯(lián)處理，酒精飲品以1/8BV/h~2BV/h的流速、20~45℃流經(jīng)處理柱，EC去除率可達80%。該方法操作簡單，快速有效，處理后的酒樣風味評價與原酒接近。此技術可用于常見酒精飲料，降低其中的EC含量，提高食品安全性。
文檔編號A23L1/015GK102925334SQ201210396958
公開日2013年2月13日 申請日期2012年10月18日 優(yōu)先權日2012年10月18日
發(fā)明者徐巖, 王棟, 劉俊, 趙光鰲 申請人:江南大學