啤酒酿造中降低嘌呤类物质的工艺技术研究

摘要

啤酒中含有丰富的营养物质，且酒精度低，口感柔和，价位低，因而深受广大消费者的喜爱。但研究发现啤酒酿造过程中会产生较高含量的嘌呤类物质，大量饮用啤酒后嘌呤会在人体内积累代谢产生尿酸，尿酸若在体内大量累积，极易诱发痛风病症。因此，本研究针对这一问题以后处理技术吸附降低啤酒中嘌呤类物质为着手点，通过利用高效液相色谱检测方法，分析市售啤酒中的嘌呤含量以及啤酒生产中嘌呤物质的来源和变化过程；通过对嘌呤吸附能力强的吸附剂进行改性探索，采用复合因素和单因数实验获得最合理的制备条件和添加条件，通过吸附实验将啤酒中的嘌呤含量降低到10 mg/L以下。主要研究内容和结果如下：
　　（1）本文建立了 RP-HPLC检测啤酒中嘌呤物质的条件。首先在脱气后的啤酒样品中以10:2:2的比例加入三氟乙酸和甲酸，100℃水解1 h，将啤酒中嘌呤核苷酸全部水解成游离态的嘌呤碱基。实验得到的最佳色谱检测条件为：色谱柱：Diamonsil-C18（4.6 mm×250 mm，5μm）；检测波长254 nm；流动相为97％的0.10%甲酸溶液和3%的甲醇，柱温25℃，流速0.7 mL/min，进样量10μL。四种嘌呤检测精密度为0.67%~1.69%，加标回收率在97.7%~102.8%之间，符合分析检测的实验要求。对几种市售啤酒进行检测发现嘌呤物质含量的范围为56.3 mg/L~82.6 mg/L。
　　（2）通过测定啤酒酿造原料中的嘌呤含量发现，麦芽为产生嘌呤物质的主要来源，麦芽中总嘌呤的含量为65 mg/L左右；大米、酒花中嘌呤含量很低，均在5mg/L以下，相比麦芽而言不能成为影响啤酒中嘌呤含量的因素。因此，若在不影响啤酒质量和口感的前提下，设法降低原料中麦芽的用量可作为降低啤酒中嘌呤的手段之一。在高浓酿造发酵过程中，添加酵母后游离态嘌呤的浓度由于被酵母增殖利用而降低，嘌呤核苷和核苷酸无法被酵母直接利用，因此仍在发酵液中，这一部分嘌呤将最终进入成品啤酒中。发酵后期酵母容易自溶而释放出嘌呤物质，使发酵液总嘌呤含量上升。因此，及时回收酵母对降低啤酒中嘌呤含量有一定帮助。
　　（3）研究发现壳聚糖和活性炭对嘌呤物质的吸附能力较强，为进一步提升嘌呤去除率，首先选择对壳聚糖交联活性炭进行改性研究，得到制备壳聚糖活性炭复合吸附剂的最佳条件为：壳聚糖与活性炭的复配比1:2；交联剂戊二醛（25%）的用量2 mL；交联时间2.5 h；交联温度为60℃。通过单因素试验确定了复合吸附剂的最佳添加条件为：吸附剂添加量16 g/L；吸附时间1 h；吸附温度25℃。在此条件下的验证实验表明复合吸附剂对啤酒中嘌呤的吸附率为68.2%，吸附率提升不显著，没有达到理想效果。
　　（4）考察改性活性炭对嘌呤物质吸附作用的影响，结果发现采用硝酸氧化剂改性活性炭可以使嘌呤吸附率有显著提升。通过复合因素实验得到改性活性炭的最佳制取条件为：硝酸浓度5%；改性温度90℃；改性时间4 h，在此条件下得到的改性活性炭对嘌呤混合标准溶液的嘌呤去除率为85.1%。单因素实验确定了改性活性炭的最佳吸附条件为：添加量为1.5 g/L；吸附时间1 h；吸附温度25℃，在此条件下改性活性炭对啤酒中嘌呤的吸附率达到87.1%。最后将改性吸附剂添加至成熟发酵液中，稀释后清酒中嘌呤含量仅为6.9 mg/L，且感官、理化指标符合GB4927-2008的要求，达到了预期目标。

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第一章 绪论

1.1 啤酒

1.2嘌呤与痛风

1.3啤酒中嘌呤的分析方法

1.4 低嘌呤啤酒的研究进展

1.5 吸附法处理啤酒中嘌呤

1.6 课题的背景、意义及来源

1.7 研究内容和研究目标

第二章RP-HPLC法测定嘌呤类物质方法的确立及市售啤酒的检测

2.1 引言

2.2 材料与方法

2.3 实验方法

2.4 结果与讨论

2.5 本章小结

第三章 高浓酿造工艺中嘌呤来源及含量变化的研究

3.1引言

3.2 材料与方法

3.3结果与讨论

3.4 本章小结

第四章 壳聚糖–活性炭复合吸附剂吸附啤酒中嘌呤的研究

4.1 引言

4.2 材料与方法

4.3 结果与讨论

4.4 本章小结

第五章 活性炭表面改性及吸附嘌呤类物质的研究

5.1 引言

5.2 材料与方法

5.3 结果与分析

5.4 改性活性炭吸附啤酒中嘌呤的试验

5.5 本章小结

第六章 总结与展望

参考文献

图版

致谢

附录

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