RCH(NH2)COOH + H2O
RCH2OH + NH3 + CO2
例如:
(CH)CHCHCH(NH)COOH + HO CH33222
CH3(CH3)CHCH(NH2)COOH + H2O
CH3(C2H5)CHCH(NH2)COOH + H2O
异亮氨酸 缬氨酸 亮氨酸
CH3(CH3)CHCH2CH2OH + NH3 + CO2
异戊醇
CH3(CH3)CHCH2OH + NH3 + CO2
异丁醇
CH3(C2H5)CHCH2OH + NH3 + CO2
活性戊醇
正丙醇可由苏氨酸生成,也可由糖代谢中α-酮丁酸生成。 2、由糖代谢生成
由糖代谢生成丙酮酸,丙酮酸与氨基酸作用,生成另一种氨基酸和另一种有机酸(α-酮酸);该有机酸脱羧变为醛,再还原成高级醇。例如:
酵母菌生成杂醇油的组分和含量,与原料、菌种、种量、酒醅成分及发酵条件等有关。若原料的蛋白质含量高,曲的蛋白酶活力强,则杂醇油的生成量也较多;乙醇发酵能力弱的酵母菌,产杂醇油量较少,尤其是戊醇的生成量少;酒母用量大时,会迅速将糖分消耗,而对氨基酸的作用不充分,也可大大降低杂醇油的生成量;若酒醅中含有比氨基酸更容易被酵母菌利用的无机氮等氮源时,则能阻止或延迟酵母菌对氨基酸的分解,但蔗糖的存在,却可促进杂醇油的生成;发酵温度及pH值高、醅中含氧量多,均有利于杂醇油的生成;发酵后期,酵母菌自溶时也会产生杂醇油。
丙酮酸 + 胱氨酸
α-酮基异己酸 丙氨酸
脱羧
异戊醛
还原
异戊醇
三、多元醇
多元醇是指羟基数多于1个的醇类,白酒甜味及醇厚感的重要成分。如2,3-丁二醇、丙三醇(甘油)、丁四醇(赤藓醇)、戊五醇(阿拉伯醇)、己六醇(甘露醇)、环己六醇(肌
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醇)等。其中甘油和甘露醇在白酒中含量较多。
(一)甘油的生成
酵母菌在产酒精的同时,生成部分甘油。酒醅中的蛋白质含量越多,温度及pH值越高,则甘油的生成量也越多。甘油主要产于发酵后期。其反应式为:
或
2C6H12O6 + H2O 葡萄糖
水
C6H12O6
葡萄糖
C3H5(OH)3 + CH3CHO + CO2
甘油
乙醛
二氧化碳
2C3H5(OH)3 + CH3CH2OH +CH3COOH + 2CO2
甘油
酒精
乙酸
二氧化碳
或
糖代谢
羟基磷酸丙糖
+2H
甘油磷酸
磷酸酯酶
甘油
某些细菌在有氧条件下也产甘油。 (二)甘露醇的生成
许多霉菌能产生甘露醇,故大曲中含量较多。甘露醇在大曲名酒、麸曲酒及小曲酒中都有检出。某些混合型乳酸菌也能利用葡萄糖生成甘露醇,并生成2,3-丁二醇、乳酸及乙酸。
(三)2,3-丁二醇的生成
除了前述由混合型乳酸菌可生成该醇外,还有如下4条途径。 1、由双乙酰生成
分两步进行,先由双乙酰生成醋翁及乙酸,再由醋翁如下式生成2,3-丁二醇。
2、由多粘菌及产气杆菌生成
3、由赛氏杆菌(Serratia sp)生成 反应式同上。
22
CH3COCHOHCH3 + AH2
醋翁
还原型辅酶A
CH3CHOHCHOHCH3 + 辅酶A
2,3-丁二醇
C6H12O6
葡萄糖
CH3CHOHCHOHCH3 + H2 + CO2
2,3-丁二醇
氢气 二氧化碳
4、由枯草芽孢杆菌生成 同时生成甘油。
3C6H12O6 2CH3CHOHCHOHCH3 + 2C3H5(OH)3 + 4CO2
2,3-丁二醇
甘油
二氧化碳
葡萄糖
四、酯类物质
白酒中的酯主要是乙酸乙酯、乳酸乙酯、丁酸乙酯及己酸乙酯,称之为四大酯类。酯是由醇和酸的酯化作用而生成的。其途径有二:一是通过有机化学反应生成酯,但这种反应在常温条件下极为缓慢,往往需经几年时间才能使酯化反应达到平衡,且反应速度随碳原子数的增加而下降。二是由微生物的生化反应生成酯,这是白酒生产中产酯的主要途径。存在于酒醅中的汉逊酵母、假丝酵母等微生物,均有较强的产酯能力。
在啤酒酵母等微生物的生化反应过程中,酸必须先被活化为相应的酰基辅酶A,才
能与乙醇合成相应的乙酯,如下面的通式所示。
RCO~SCoA + R’OH
酰基辅酶A
醇
RCOOR’ + CoASH
酯
辅酶A
催化上述反应的酶称为酯化酶,为胞内酶。 (一) 乙酸乙酯的产生
由丙酮酸脱羧为乙醛,再氧化为乙酸,并在转酰基酶作用下生成乙酰辅酶A;或由丙酮酸氧化脱羧为乙酰辅酶A。乙酰辅酶A在酯化酶的作用下与酒精合成乙酸乙酯。
CH3COCOOH
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-CO2 CH3CHO
O2
CH3COOH
CoASH
转酰基酶
ATP
CH3CO~SCoA
酯化酶
CH3CH2OH
CH3COOC2H5
(二)乳酸乙酯的产生
乳酸乙酯的合成,符合一般脂肪酸乙酯的共同途径。即乳酸经转酰基酶活化成乳酰辅酶A,再在酯化酶的作用下与乙醇合成乳酸乙酯。 CH3CHOHCOOH
(三)丁酸乙酯和己酸乙酯的产生
丁酸乙酯及己酸乙酯的合成途径,可用如下的反应式表示。 1. 丁酸乙酯的生成。
C3H7COOH CoASH ATP 转酰基酶 CoASH ATP 转酰基酶
C2H5OH 酯化酶
CH3CHOHCO~SCoA CH3CHOHCOOC2H5
C3H7CO~SCoA
C2H5OH 酯化酶
C3H7COOC2H5
2. 己酸乙酯的生成。
C5H11COOH
CoASH ATP 转酰基酶
C5H11CO~SCoA C2H5OH 酯化酶
C5H11COOC2H5
五、醛酮化合物
醛酮类化合物的生成途径很多。如醇经过氧化、酮酸脱酸、氨基酸脱氨、脱羧等反应,均可生成相应的醛、酮。
(一)乙醛的生成
1、由葡萄糖酵解生成的丙酮酸脱羧而成
2、由酒精氧化而成
2C2H5OH + O2
酒精
氧 -2H2
-2CO2
C6H12O6
葡萄糖
2CH3COCOOH 丙酮酸
2CH3CHO
乙醛
2CH3CHO+ 2H2O
乙醛
水
3、由丙氨酸脱氨、氧化而成的丙酮酸脱羧而成
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CH3CH(NH2)COOH
丙氨酸
-NH3,+[O]
CH3COCOOH
丙酮酸
-CO2
CH3CHO
乙醛
4、水解、脱氨、脱酸而成的乙醇氧化而成
CH3CH(NH2)COOH
丙氨酸
+H2O
-2H
-CO2,-NH3
CH3CH2OH
酒精
CH3CHO
乙醛
(二)丙烯醛的形成
丙烯醛又名甘油醛。酒醅中含有甘油,当酒醅或醪中感染大量杂菌时,则可产生多量的丙烯醛。其反应途径如下。
CH2OHCHOHCH2OH甘油-H2OCHOCH2丙烯醇-H2OCHOCHCH2丙烯醛CH2OH
(三)糠醛、缩醛、高级醛酮的形成 1、糠醛的形成
半纤维素经半纤维素酶分解成的戊糖,由微生物发酵生成糠醛。
CHOCHOHCHOHCHOHCH2OH戊糖HCHCOCHCCHO + 3H2O 糠醛
白酒中含有糠醛、醇基糠醛(糠醇)基甲基糠醛等呋喃衍生物。糠醛可进一步转化为甲基醛和羟基醛;白酒中可能还存在以呋喃为分子结构基础的更复杂的物质。他们也许均为焦香或酱香的成分之一。
2、缩醛的形成
缩醛由醛与醇缩合而成。其反应通式为:
RCHO + 2R'OH 醛醇RCH(OR')2缩醛 + H2O水
例如
CH3CHO + C2H5OH
乙醛
酒精
CH3CH(OC2H5)2+ H2O
己酸
水
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