一种处理高辅料比啤酒酿造原料的方法

摘要

本发明提供了一种处理高辅料比啤酒酿造原料的方法，具体为高比例大米辅料糊化过程中添加复合酶制剂，所述复合酶制剂由淀粉液化芽孢杆菌BS5582发酵生产，大米辅料含量在40-55%，处理温度为45℃-60℃。复合蛋白酶制剂主要包括Bacillopeptidase F、胞外中性金属蛋白酶和枯草杆菌蛋白酶Bpn'这三种蛋白酶。通过优化的复合酶制剂添加工艺，提高对大米蛋白的水解效率，提高大米蛋白的溶解性，制作α-氨基氮含量适宜、可溶性总氮合理，麦汁蛋白隆丁区分合理的麦汁，该酶在啤酒行业麦汁糖化过程中应用前景广阔。该酶生产方法简便，成本较低，具有广阔的工业应用前景。

说明书

技术领域

本发明涉及一种处理啤酒酿造原料的方法，尤其是一种处理高辅料比啤酒酿造原料的方法。

技术背景

啤酒是世界性饮料，在世界范围内有着巨大的消费市场。随着啤酒工业迅猛发展，啤酒麦芽的价格不断上涨，造成生产成本大大提高。为了降低生产成本和提高啤酒质量风味，在啤酒酿造中采用提高辅料比和外加酶制剂相结合的生产工艺，能够应对全球性啤酒原料成本所带来的严峻挑战。

啤酒辅料主要包括玉米淀粉、大米、大麦、小麦和糖浆等，可以降低生产成本，提高啤酒稳定性，调整麦汁组分，提高啤酒特性等。辅料价格低廉，进行麦汁制备用于啤酒生产具有较好的经济价值。大米淀粉含量高，无水浸出率高达90-93%，含脂肪低，无花色苷，并含有较多的泡持蛋白(糖蛋白)，用大米作辅料酿造啤酒，啤酒色泽浅，口味爽净，泡沫洁白细腻，泡持性好，酒花香味突出、非生物稳定性较高，因此大米作为一种优良的啤酒辅料，在国内啤酒厂中广泛应用。

大米的主要成分是淀粉和蛋白质，其中蛋白质约占8-11%。按Osborne分类方法，大米蛋白可粗分为四类：清蛋白，即水溶性蛋白质，占大米蛋白总量的2%-5%，球蛋白，盐溶性蛋白质，占2%-10%，谷蛋白，可溶于稀酸或稀碱的蛋白质，占总量80%以上，醇溶蛋白，可溶于70%-80%乙醇溶液，占总量l%-5%。其中谷蛋白和醇溶蛋白称为储藏蛋白，为大米蛋白的主要成分，清蛋白和醇溶蛋白是生理活性蛋白。

大米蛋白具有较高的营养价值、人体吸收利用率高及保健作用，大米蛋白的价值主要表现在低抗原性，无色素干扰，具有柔和不刺激的味道及高营养价值。大米蛋白生物价高，氨基酸组成平衡合理，与WHO/FAO推荐理想模式非常接近。它富含机体的必需氨基酸，尤其赖氨酸含量高。

大米蛋白中的胱氨酸含量较高，含有较多的-S-S-键。这些链内或链间-S-S-键使蛋白质多肽链聚集成致密分子，也可能是形成蛋白聚合体的重要原因，因此大米的水溶性蛋白质含量很低，水不溶性蛋白质在糖化时很少受到麦芽蛋白酶的水解，几乎不给麦汁带来含氮组分。因此，在低辅料比麦汁制备过程中由于不缺乏可溶性氮，大米的蛋白质多数随麦糟排掉；而在高辅料比麦汁制备中，由于麦汁的可溶性氮成分缺乏，需要外加蛋白酶，使大米中的大分子蛋白质水解成小分子肽和氨基酸，从而提高原料利用率。

在啤酒酿造中，蛋白质的分解是麦汁制备过程中一项重要的控制指标。为了保障啤酒酵母的繁殖和正常发酵的需要，麦汁中的α-氨基氮应不低于160mg/L(11°P)。麦芽质量优良或低辅料比酿造啤酒时，麦芽中丰富的蛋白酶作用在蛋白休止时足以生成符合工艺要求的泡沫蛋白和氨基酸。随着辅料的增加或者使用质量差的麦芽，麦芽原料中的蛋白质水解不够彻底，使得最终麦汁中α-氨基氮含量偏低、可溶性总氮含量不足以及可溶性蛋白质隆丁区分不合理等一系列问题，从而影响酵母发酵，使得啤酒口感淡而无味、口味稀薄，还会影响啤酒的非生物稳定性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种处理高辅料比啤酒酿造原料的方法，在高比例大米辅料糊化过程中添加复合酶制剂，所述复合酶制剂由淀粉液化芽孢杆菌BS5582发酵生产，大米辅料含量在40-55%，处理温度为45℃-60℃。

所述大米辅料含量优选45%，处理温度优选50℃。所述复合蛋白酶制剂主要成分为Bacillopeptidase F、胞外中性金属蛋白酶和枯草杆菌蛋白酶Bpn'三种蛋白酶。

所述酶制剂的添加量为160U/g大米，复合蛋白酶的作用温度为50℃，作用时间为60min。

使用本发明提供的方法，能提高啤酒发酵原料的辅料用量，制造出α-氨基氮含量合适，高、中、低分子氮分布合理的麦汁，达到降低生产成本的目的，为大生产提供一定的理论依据。

附图说明:

图1糖化曲线

图2高辅料比麦汁中的α-氨基氮含量和可溶性总氮含量(11°P)

具体实施方式

实施例1复合蛋白酶的获得及分析

淀粉液化芽孢杆菌BS5582是土壤来源经过人工诱变筛选高产蛋白酶的菌株。培养基各组分和培养条件如下(g/L)：玉米粉30.00，豆饼粉30.00，Na₂HPO₄·12H₂O6.00，(NH₄)₂SO₄4.00，MgSO₄1.00，CaCl₂0.80。pH7.0，装液量25mL/250mL锥形瓶，0.1MPa灭菌20min。在37℃恒温培养48h后，将发酵液在8000rpm4℃下离心10min，收集上清即为蛋白酶液。经鉴定，该蛋白酶液为含Bacillopeptidase F、胞外中性金属蛋白酶和枯草杆菌蛋白酶Bpn'这三种蛋白酶的复合酶制剂。

2、蛋白酶酶活测定

根据国标GBT23527-2009蛋白酶制剂，采用福林法测定蛋白酶酶活。

酶活单位定义：1.00g固体酶粉(或l.00mL液体酶)在40℃±0.2℃水浴中，pH3.0，7.5或10.5条件下，1min水解酪蛋白产生1μg酪氨酸的酶量为一个酶活力单位，以U/g(U/mL)表示。

实施例2指标分析

α-氨基氮的测定：将麦汁稀释适当的倍数待测，吸取2mL稀释麦汁于比色管中，加1mL显色剂摇匀，空白用2mL蒸馏水代替；于沸水浴中准确煮沸16min后，20℃水浴中冷却20min；加入5mL KIO₃稀释液摇匀，于570nm处比色，记录吸光值。

总氮的测定：采用凯氏定氮法。

麦汁蛋白质隆丁区分的测定：

(1)对样品进行过滤，吸取50mL滤液分别置于两个100mL容量瓶中；

(2)一瓶加水约至90mL后添加比重为1.4的硫酸2mL，摇匀后在20℃恒温水浴锅中静置15-20min；

(3)另一瓶加水约至87mL后添加5mL钼酸钠溶液，摇匀置20℃恒温水浴锅中15-20min；

(4)对步骤2中的容量瓶内加5mL单宁溶液，加水至刻度，摇匀后过滤；

(5)对步骤3中容量瓶加5mL比重为1.4的硫酸，加水至刻度，摇匀后过滤；

(6)分别测定滤液及麦汁原液中氮元素含量，记录结果。

实施例3大米糊化醪的制备

将大米在EBC磨上细粉，取一定质量的大米粉与一定温度的水一定比例混合，以添加量为8U/g大米加入一定单位的高温α-淀粉酶，加入CaCl₂至终浓度40mmol/L，并加入160U/g的蛋白酶水解大米蛋白，将大米粉按照大米糊化曲线进行糊化，糊化结束后，糊化醪经滤纸过滤的澄清液体即为糊化液，并用于相关指标的分析，结果如表1所示，BS5582、B.subtilis1398和Novo蛋白酶均能提高大米糊化液的α-氨基氮和可溶性总氮含量，BS5582蛋白酶较B.subtilis1398和Novo蛋白酶更适宜于水解大米蛋白，经过BS5582蛋白酶的水解，大米糊化液的α-氨基氮和可溶性总氮较不添加蛋白酶分别提高了5.1倍和5.4倍。

表1不同蛋白酶作用于大米糊化液α-氨基氮的含量

实施例4复合蛋白酶制剂在高辅料比(大米)麦汁制备中的应用

糖化工艺曲线如图1所示，在大米投料时，采用料水比1:5，在大米投料初期添加蛋白酶，添加量依次为每克大米40U、80U、160U、320U，并做对照试验，蛋白酶水解温度为50℃，恒温水解60min。制备出麦汁后，再进行分析检测。麦汁中的α-氨基氮和可溶性总氮含量结果如图2所示。

如图2所示，在使用高辅料(大米)的麦汁制备中，45%的大米粉并添加蛋白酶单位为160U/g时，α-氨基氮含量能够满足酵母发酵正常需要，满足生产要求，说明BS5582产蛋白酶在大米糊化过程中具有一定的应用潜力。

对于大米含量占45%，蛋白酶添加量160U/g麦芽糖化出的麦汁，进行相关指标分析，结果如表2所示，α-氨基氮含量满足生产要求，蛋白质分解正常、隆丁区分合理，麦汁成分符合啤酒酿造要求，说明BS5582蛋白酶在大米糊化和麦汁制备中具有一定的应用潜力。

表2不同蛋白酶作用于大米糊化液可溶性总氮的含量