小曲酒发酵过程中主要有哪些微生物和酶参与发酵(小曲白酒酿造工艺流程)

在生活中，很多人可能想了解和弄清楚小曲白酒酿造中粮食变酒，需要经历的一系列生物化学反应的相关问题？那么关于小曲酒发酵过程中主要有哪些微生物和酶参与发酵的答案我来给大家详细解答下。

糖化发酵 小曲酿酒的关键是由淀粉酶(小曲药中产生)将粮食中的淀粉转化成糖,再由酵母发酵,将糖变成酒。其化学反应简式为:

(1)糖化 粮食中的淀粉不能直接发酵成酒精,必须在发酵前将它转化成可发酵的糖,这个过程称为糖化。

小曲中各种霉菌分泌的淀粉酶类型及含量均不相同。主要有米曲霉型、邬氏曲霉型、泡盛曲霉型、河内根霉型、黑曲霉型。米曲霉的液化力强。根霉的液化力弱,但淀粉-1,4葡萄糖苷酶含量高,几乎能把淀粉全部水解成葡萄糖。黑曲霉的淀粉酶不易被破坏,糖化能力强,目前高酶活的糖化酶均利用黑曲霉生产。

(2)发酵 小曲酒生产过程中,糖化、发酵是分不开的,边糖化边发酵,几乎同时进行。但从理论上讲是先糖化后发酵。

淀粉糖变酒其主要反应是酵母细胞中酒化酶的作用。酒化酶不是单一酶,而是多种酶的复合体(包括葡萄糖磷酸激酶、氧化还原酶、脱羧酶、脱氢酶及其有关辅酶)。开始由葡萄糖变酒,是通过酵母细胞的表面积吸附葡萄糖(其表面积每个酵母细胞直经5-8微米。1升液体发酵醪有千多亿个酵母,合计表面积5~7平方米;固态发酵糟每千克也有300亿400亿个酵母,合计表面积约2平方米),然后又通过葡萄糖的渗透压将糖液压入酵母细胞内部,再由酒化酶将葡萄糖转化成酒精和二氧化碳,全部转化过程十分复杂。已知由葡萄糖产酒精,需经下述4个阶段、12个步骤。

第一阶段:葡萄糖磷酸化,生成1,6-二磷酸果糖。

第一步,葡萄糖在己糖激酶的催化下,由高能磷酸键(ATP,即三磷酸腺苷)供给磷酸基,转化成6-磷酸葡萄糖,反应需要镁(Mg2)激活。反应式如下:

第二步,6-磷酸葡萄糖和6-磷酸果糖互变,在磷酸已糖异构酶催化下,转化成6-磷酸果糖。反应式如下:

第三步,6-磷酸果糖在磷酸果糖激酶催化下,由ATP供给磷酸基及其能量,进一步生成活泼的1,6-二磷酸果糖,反应仍需Mg2激活。反应式如下:

第四步,在醛缩酶的催化下,一分子1,6二磷酸果糖分裂为一分子磷酸二羟丙酮和一分子3-磷酸甘油醛。反应式如下:

第五步,磷酸二羟丙酮与3-磷酸甘油醛是同分异构体,在磷酸丙糖异构酶催化下,互相转变。反应式如下:

第三阶段:3-磷酸甘油醛经氧化(脱氢)并磷酸化,生成1,3二磷酸甘油酸,然后将ATP转移给二磷酸腺苷(ADP)再产生ATP,经磷酸基变位和分子重排,给出一个ATP后变成丙酮酸。

第六步,3磷酸甘油醛脱氢并磷酸化,生成1,3-二磷酸甘油酸。反应式如下:

生物体通过这一反应获得能量。

第七步,在磷酸甘油酸激酶催化下,1,3二磷酸甘油酸将ATP移给ADP,本身变为3-磷酸甘油酸,反应需Mg2+激活。反应式如下:

第八步,在磷酸甘油酸变位酶催化下,3-磷酸甘油酸与2,3二磷酸甘油酸互换磷酸基,生成2磷酸甘油酸。反应式如下:

第九步,在烯醇化酶催化下,2磷酸甘油酸脱水,生成2磷酸烯醇式丙酮酸,反应需Mg2激活。反应式如下:

第十步,在丙酮酸激酶催化下,2-磷酸烯醇式丙酮酸失去高能磷酸键,生成烯醇式丙酮酸。反应式如下:

烯醇式丙酮酸极不稳定,不需酶激活即可变成丙酮酸。

以上十步反应,由葡萄糖生成丙酮酸之后,在无氧条件下,可生成不同代谢产物(小曲酒发酵中,产生的多种酸、酯、醛、高级醇等微量成分几乎都是从丙酮酸之后开始转化生成)。在有氧时则可彻底氧化成二氧化碳和水。

第四阶段:酒精的生成。

酵母体内的酒化酶,在无氧条件下,将丙酮酸继续降解产生乙醇。

第十一步,在脱羧酶催化下,丙酮酸脱羧生成乙醛,反应需Mg2激活。反应式如下:

第十二步,乙醛在乙醇脱氢酶及其辅酶(NADH2)催化下,还原成乙醇。反应式如下:

上述发酵过程中提到的高能磷酸键和二磷酸腺苷,还有一磷酸腺苷(AMP),都是生物体内自然贮存的化学能,在其生化反应中,起传递能量和传递磷酸的作用。它既可释放能量,又可贮存能量。

温馨提示：通过以上关于小曲白酒酿造中粮食变酒，需要经历的一系列生物化学反应内容介绍后，相信大家有新的了解，更希望可以对你有所帮助。