全酶法制备啤酒用大麦糖浆新工艺的研究

摘要

本文从确定β-淀粉酶、普鲁兰酶、β-葡聚糖酶、中性蛋白酶、木聚糖酶等酶制剂最适作用pH 值和温度的角度出发，深入研究了以国产大麦为原料，全酶法制备大麦糖浆的工艺和条件，并确定了新的工艺。新工艺在一定程度上，解决了目前酶法制备大麦糖浆中所存在的酶制剂不能充分发挥催化作用、大麦糖浆α-氨基氮含量偏低、可溶性氮隆丁区分和糖谱组分不合理等问题，比较系统的阐明了相关工艺制定的依据和理论。研究表明：
　　 1.通过单因素实验，确定出β-葡聚糖酶、中性蛋白酶、木聚糖酶这几种酶的最适作用pH 值和温度分别集中于6.5，50 ℃，而β-淀粉酶、普鲁兰酶则为5.5，55℃。据此，为充分发挥这些酶的催化作用，本文提出并确定了酶法制备大麦糖浆的两段式糖化工艺。
　　 2. 应用单因素实验，在100 ℃，pH 值6.5，α-高效耐温液化酶添加量15U/g 条件下，考察了α-高效耐温液化酶在不同的液化时间下对大麦粉液化效果的影响，得出最佳液化时间为40min。此条件下，最终原料利用率可达到99.5[％]。
　　 3. 研究了两段式糖化各阶段糖化时间、酶制剂组合及其用量对糖化效果的影响，确定的糖化用酶和条件为：β-淀粉酶、普鲁兰酶和高效液体糖化酶、β-葡聚糖酶和木聚糖酶联合糖化，其最适用量分别为100u/g、0.2ASPU/g、7u/g、2.0u/g和3.0u/g。第一段和第二段最适糖化时间分别为2h和4h。这样，不仅大麦糖浆的糖组分合理，而且大麦糖浆中β-葡聚糖等物质也得以充分降解，从而消除了大麦糖浆在啤酒酿造时对啤酒质量的影响。
　　 4.通过对大麦蛋白质水解的研究发现，只有在液化前先进行蛋白质的部分水解才能解决大麦糖浆中α-氨基氮含量偏低的问题，由此提出先部分水解蛋白(本文称之为预水解)，后液化、再进行二次蛋白水解的蛋白质水解新工艺。新的工艺可使大麦糖浆α-氨基氮和可溶性氮含量(12 o P)可分别达到184.4和994.6mg/L，比报道的提高60[％]左右，且可溶性氮具有合理的隆丁区分，完全满足啤酒酿造的需要。新工艺中蛋白质最佳水解条件为：预水解时中性蛋白酶添加量100u/g、水解时间30min，糖化中再添加中性蛋白酶50u/g。
　　 5. 将制备的大麦糖浆代替30[％]的麦芽汁进行啤酒酿造的初步试验，生产的成品啤酒质量指标可达到GB4927-2001 标准