摘要
木薯作为三大薯类之一，营养价值丰富，是非洲等热带地区8亿多人的主粮和能量来源。由于现有木薯加工产品附加值低、产能过剩等原因，导致木薯产业发展缓慢，亟待开发木薯新用途，提高产品附加值，打破木薯产业发展困境。啤酒是世界上消耗量最大的酒精饮料，麦芽是啤酒的主要原料之一，但近些年受国际贸易影响，麦芽价格持续飙升，开发新的啤酒原料有利于啤酒产业良性发展。木薯价格远低于麦芽，探索木薯作为辅料用于啤酒酿制的可能性，研究其关键工艺、风味特性形成及其生化机制，具有重要的科学意义和经济价值，目前国内外尚未有系统的研究报道。 由于木薯本身含有氢氰酸以及高淀粉含量，这些特性会给啤酒带来不良风味和对啤酒品质产生影响。在本项工作中，通过对原料配比、酵母优化和工艺改良等研究，研发了一套具有创新性的木薯啤酒酿造工艺，具体为：将木薯匀浆加热至50℃，保温10min，然后加入180-200U/g耐高温淀粉酶及0.5g/kg氯化钙，继续加热至70℃，并保温30min，然后加热至95℃，并保温30min，然后继续加热煮沸，并持续10min，得到木薯糊化液，再经糖化、过滤、煮沸、回旋沉淀、发酵得木薯啤酒。该工艺消除了木薯所带来的负面影响，酿造的成品木薯啤酒品质优良，啤酒中氢氰酸含量不足0.1mg/kg，食品安全级更高。 同时对木薯啤酒和小麦啤酒的理化指标、感官品评、风味物质、营养元素等进行了系统性的研究和比较。研究发现，与小麦啤酒相比，木薯啤酒营养均衡，风味协调，并且木薯啤酒中β-苯乙醇的含量比小麦啤酒中提高了86%，使其具有淡雅细腻的玫瑰香气。 对β-苯乙醇合成的埃利希途径中关键酶以及编码关键酶的基因表达情况进行了系统的研究。研究发现，在木薯啤酒发酵过程中，酿酒酵母中β-苯乙醇的埃利希途径中L-苯丙氨酸转氨酶、苯丙酮酸脱羧酶和苯乙醛脱氢酶的活性普遍高于小麦啤酒，编码L-苯丙氨酸转氨酶的基因aro9和编码苯丙酮酸脱羧酶的基因aro10表达水平在发酵后期显著上调，说明aro9和aro10是以L-苯丙氨酸为底物生成β-苯乙醇的埃利希途径中主要的调节基因。 本研究不仅提供了一种木薯加工的新产品、新应用，同时也为进一步理解在食品工业中具有重要作用的β-苯乙醇的生物合成途径和机制奠定了理论基础。
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