年會(huì)重磅 | 江正強(qiáng):以酶為鑰 賦能白酒釀造高質(zhì)量發(fā)展——解析酶制劑的應(yīng)用潛力與產(chǎn)業(yè)未來
12月3日,由中國(guó)酒業(yè)協(xié)會(huì)主辦、陜西西鳳酒股份有限公司承辦的2025年中國(guó)酒業(yè)協(xié)會(huì)白酒分會(huì)技術(shù)委員會(huì)年會(huì)在陜西寶雞成功舉辦。
年會(huì)上,中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)教授、長(zhǎng)江學(xué)者特聘教授、杰青,中國(guó)農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)農(nóng)產(chǎn)品加工與儲(chǔ)藏分會(huì)理事長(zhǎng)江正強(qiáng)以《酶制劑與白酒釀造》為題進(jìn)行了演講分享。江正強(qiáng)教授從酶制劑工業(yè)現(xiàn)狀、白酒釀造中酶的作用機(jī)制、實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景及未來展望四大維度,系統(tǒng)闡述了酶制劑如何為白酒產(chǎn)業(yè)降本增效、品質(zhì)升級(jí)及綠色可持續(xù)發(fā)展注入新動(dòng)能。
酶制劑工業(yè)現(xiàn)狀:市場(chǎng)蓬勃,國(guó)產(chǎn)機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存
江正強(qiáng)教授首先分享了全 球及中國(guó)酶制劑工業(yè)的發(fā)展格局。數(shù)據(jù)顯示,2024年全 球酶制劑市場(chǎng)規(guī)模達(dá)70億美元,食品領(lǐng)域是Z大細(xì)分市場(chǎng),占比40%,其中淀粉酶、蛋白酶、纖維素酶、脂肪酶為核心品種。我國(guó)酶制劑產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,2024年產(chǎn)量達(dá)246萬噸,較2014年的42萬噸實(shí)現(xiàn)跨越式增長(zhǎng),進(jìn)口量逐年減少,但高端酶制劑仍依賴進(jìn)口,年進(jìn)口額超4億美元。
從市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)來看,跨國(guó)企業(yè)壟斷格局明顯,諾和新元、杜邦、帝斯曼等企業(yè)占據(jù)全 球77%的市場(chǎng)份額。國(guó)內(nèi)企業(yè)如溢多利、山東隆科特等雖快速崛起,但面臨研發(fā)投入不足、自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)高端酶稀缺、知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)壓力大等瓶頸。江正強(qiáng)教授指出,當(dāng)前酶制劑行業(yè)的核心痛點(diǎn)集中在酶種少、效果差、產(chǎn)量低、應(yīng)用難,未來需結(jié)合BT、AI、IT技術(shù),實(shí)現(xiàn)專 用酶制劑的靶向創(chuàng)制、定向改造和高 效生產(chǎn)。
酶的核心作用:白酒釀造的“生化引擎”
“白酒釀造本質(zhì)是多種微生物和酶協(xié)同驅(qū)動(dòng)的復(fù)雜生物化學(xué)反應(yīng),而酶是這場(chǎng)反應(yīng)的核心催化劑!苯龔(qiáng)教授強(qiáng)調(diào),白酒釀造中的酶分為內(nèi)源酶和外源酶,內(nèi)源酶源于釀酒原料與大曲,外源酶則是人工添加的酶制劑,與釀酒微生物共同構(gòu)成“菌酶協(xié)同”的反應(yīng)體系。
大曲作為多菌和多酶的復(fù)雜生物制劑,其酶活性直接影響白酒品質(zhì):醬香大曲(高溫大曲)蛋白酶活性較高,濃香大曲(中高溫大曲)淀粉酶活性突出,清香型大曲(低溫大曲)果膠酶活性更顯著。這些酶通過催化淀粉糖化、蛋白質(zhì)降解、酯類合成等反應(yīng),生成葡萄糖、氨基酸等風(fēng)味前體物質(zhì),Z終轉(zhuǎn)化為白酒中的酯類、醇類、醛類等核心風(fēng)味成分。例如,酯化酶可催化乙醇與有機(jī)酸合成己酸乙酯、乙酸乙酯等主體香氣物質(zhì);木聚糖酶能水解半纖維素,破壞原料細(xì)胞結(jié)構(gòu),促進(jìn)有效成分溶出并生成呋喃、吡嗪類香味前體;單寧酶則可將高粱中的單寧水解為丁香酸、香蘭酸等,賦予酒體醇香風(fēng)味。
酶制劑的應(yīng)用實(shí)踐:提質(zhì)增效+副產(chǎn)物高值化
演講中,江正強(qiáng)教授結(jié)合大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與案例,展示了酶制劑在白酒釀造中的多元應(yīng)用價(jià)值。在核心釀造環(huán)節(jié),外源酶的添加能顯著提升生產(chǎn)效率與產(chǎn)品品質(zhì):蛋白酶強(qiáng)化大曲應(yīng)用于白酒釀造,出酒率Z高可達(dá)48.1%,且酒體曲香、花香、甜香更突出;紅曲霉生產(chǎn)的酯化酶應(yīng)用于濃香型白酒釀造,可減少5%用曲量,出酒率及優(yōu)質(zhì)品率均提升約5%,窖香更濃郁;單寧酶強(qiáng)化大曲能使白酒總酯含量提高28.1%,甲醇含量下降6.45%,出酒率提升2.46%,口感更甜潤(rùn);復(fù)合酶(酸性蛋白酶+α-淀粉酶+脂肪酶)應(yīng)用于米香型白酒發(fā)酵,酒精度、總酸、總酯含量分別提高27.6%、29.0%和9.33%,米香更純正。
在副產(chǎn)物高值化利用方面,酶制劑同樣發(fā)揮關(guān)鍵作用。白酒酒糟富含蛋白、膳食纖維、酚類等成分,通過脂肪酶處理,復(fù)糟酒中乙酸乙酯和己酸乙酯可分別提高16.4倍和16.7倍;采用蛋白酶水解酒糟制備的多肽,具有較強(qiáng)抗氧化活性,為酒糟資源化利用提供了新路徑。
江正強(qiáng)教授還分享了其課題組的研究成果:建立了微生物種質(zhì)資源庫,創(chuàng)制系列食品酶制劑,其中申請(qǐng)單寧酶發(fā)明專利6件,單寧酶制劑在提高出酒率、優(yōu)化風(fēng)味等方面已展現(xiàn)出巨大應(yīng)用潛力。
未來展望:酶工程引 領(lǐng)產(chǎn)業(yè)高 效健康可持續(xù)發(fā)展
江正強(qiáng)教授指出,傳統(tǒng)白酒釀造以大曲內(nèi)源酶為主,酶系復(fù)雜且作用機(jī)制尚未完全明確,未來酶系解析將成為行業(yè)研究重點(diǎn)。隨著健康飲酒趨勢(shì)凸顯,低度、健康、個(gè)性化成為白酒產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向,酶工程技術(shù)將推動(dòng)行業(yè)向更高 效、更健康、更可持續(xù)的方向邁進(jìn)。
他強(qiáng)調(diào),未來需聚焦三大方向:一是深化酶系解析,明確不同酶類在釀造過程中的作用機(jī)制;二是加強(qiáng)專 用酶制劑研發(fā),通過AI輔助設(shè)計(jì)、定向改造等技術(shù),開發(fā)適配不同香型、工藝的定制化酶制劑;三是拓展酶制劑應(yīng)用場(chǎng)景,在綠色低碳生產(chǎn)、副產(chǎn)物高值化、健康功能強(qiáng)化等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)更大突破。
整場(chǎng)演講以扎實(shí)的科研數(shù)據(jù)為支撐,將酶制劑技術(shù)與白酒產(chǎn)業(yè)實(shí)際需求深度結(jié)合,既揭秘了“酶賦能釀造”的科學(xué)原理,又提供了可落地的技術(shù)方案,為白酒產(chǎn)業(yè)原料高 效利用、品質(zhì)精準(zhǔn)提升及綠色轉(zhuǎn)型提供了重要學(xué)術(shù)指引。(中國(guó)酒業(yè)協(xié)會(huì)CADA)