第3章酶制剂在啤酒生产中的应用.ppt

酶技术与应用课程第3章 酶制剂在啤酒生产中的应用 啤酒酿造工艺中三个主要的酶反应器 啤酒生产的各个方面都和酶有关 啤酒生产的过程，就是将含有淀粉、蛋白质等物质的原料，转变成含有一定酒精度和二氧化碳，以及低分子的多肽、糊精、各种氨基酸及糖的溶液的过程,这个转变包括了许多的化学反应，而这些化学反应几乎全部是由大麦和酵母这两种生物体所产生的或者由其他生物体产生的各种各样的酶来完成的。 啤酒生产的过程是一个产酶、用酶及灭酶的过程。 啤酒酿造中的很多工艺条件都是依据酶的特性来决定的。 啤酒生产的各个方面都和酶有关 一 、 麦芽是啤酒的主要原料之一，这是人所尽知的，那为什么不可以用大麦直接制备麦汁而一定要花费很大的精力将大麦制成麦芽呢?其中最主要的原因就是为了酶的产生。通过发芽产生了啤酒酿造所需要的多种酶，如淀粉酶、蛋白酶、半纤维素酶，磷酸酯酶等，因此，可以说麦芽的制造就是酶的制造，同时，在制麦过程中，大麦中的淀粉、蛋白质、半纤维素等物质在酶的作用下进行了初步分解。 二、所谓糖化就是将大米及麦芽等原料中的淀粉、蛋白质等大分子物质在酶的作用下变成可溶性的各种水解产物，如麦芽糖、低聚糖、氨基酸及多肽等。而糖化的工艺条件就是为各种酶创造有利的作用条件，在整个糖化过程中，不论是原料的配比，粉碎度的要求，加水的多少，还是温度的控制和pH的调整等都是根据各种酶的作用特性而制定的。 三、啤酒发酵是靠添加啤酒酵母而将可发酵性的糖类转变成为酒精和二氧化碳。啤酒酵母为什么有如此大的本领呢？这是因为啤酒酵母细胞内含有多种酶组成的所谓“酒化酶系”的缘故。此外，啤酒酵母中还含有各种各样的其他的酶类，对酵母的生长，繁殖以及啤酒中的各种微量成分的生成起作用， 四、啤酒生产中除了利用麦芽及酵母产生的各种酶外，根据工艺要求还经常添加由其他生物产生的酶类。如我国许多啤酒厂为降低成本和原料消耗，增加辅料用量并减少麦芽用量，因此出现酶量不足的现象，而在糖化过程中添加细菌的a—淀粉酶，蛋白酶等。为了增加啤酒的稳定性，防止非生物混浊，有些啤酒厂在后酵时，添加蛋白酶，如木瓜蛋白酶，脯氨酸内切酶等。 五、啤酒生产中副产品的综合利用也与酶有关。如有些工厂用酵母提取核糖核酸并酶解为核苷酸等。 3.1麦芽中的酶系统 麦芽中的酶系统 麦芽的酶系统（Enzyme system） 1）水解酶类： 包括淀粉酶、蛋白酶、葡聚糖酶、木聚糖酶和磷酸酯酶等。 这类酶的主要作用是将高分子的胚乳内容物水解为不同分子量的麦汁浸出物，同时能在麦汁制造过程中进一步发挥作用，水解麦芽和辅料的高分子物质，形成丰富的、可供酵母利用的麦汁组成份，属于啤酒酿造过程中最重要的酶类。 2）氧化还原酶: 如脂肪氧化酶、多酚氧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶等。 主要对麦芽中含有的脂肪、多酚等进行氧化，生成老化醛类物质和多酚氧化聚合体，影响啤酒的风味与稳定性，属于啤酒酿造过程的有害酶类。 多数有害酶具有热不稳定性，经过麦芽焙焦后残留活性相对比较低，因此，合适的焙焦温度和焙焦时间对控制有害酶的数量与作用非常重要。 赤霉酸(GA) 与酶的合成 关于GA与酶合成的研究主要集中在GA如何诱导谷类种子α-淀粉酶的形成上。 大麦种子内的贮藏物质主要是淀粉，发芽时淀粉α-淀粉酶的作用下水解为糖以供胚生长的需要。 实验证明，如种子无胚，则不能产生α-淀粉酶，但外加GA可代替胚的作用，诱导无胚种子产生α-淀粉酶。如既去胚又去糊粉层，即使用GA处理，淀粉仍不能水解，这证明GA作用的靶细胞是糊粉层细胞。赤霉酸在糊粉层中起作用，通过这个组织体现它们的效应。 GA促进无胚大麦种子合成α-淀粉酶具有高度的专一性和灵敏性，现已用来作为GA的生物鉴定法，在一定浓度范围内，α-淀粉酶的产生与外源GA的浓度成正比。 大麦籽粒在萌发时，贮藏在胚中的束缚型GA水解释放出游离的GA，通过胚乳扩散到糊粉层，并诱导糊粉层细胞合成α-淀粉酶，酶扩散到胚乳中催化淀粉水解，水解产物供胚生长需要。 GA产生的机理是在发芽开始时，当呼吸作用把胚中可溶性糖贮备物浓度降到很低时，即它的形成这些物质下降的诱导。 GA不但诱导α-淀粉酶的合成，也诱导其它水解酶(如蛋白酶、β-1，3葡聚糖酶等)的形成，但以α-淀粉酶为主，约占新合成酶的60%～70%。 QB/T 1686-2008 啤酒麦芽淡色麦芽理化要求 一些非常规的与麦芽酶活评价有关的指标 哈同45℃比较数(Hartong Vz45 ℃值) 这是麦芽的重要指标，将麦芽细粉在45℃下糖化1小时，测出此麦汁浸出物含量和协定法糖化麦汁浸出物含量之比值。 它反映了麦芽中存在低温酶系统——蛋白酶、二肽酶、磷酸酯酶、?-葡聚糖酶等的酶活性，哈同认为Vz45 ℃的标准值为36%。 此值判别如下： Vz45 ℃ 30%，麦芽低温酶系统太弱，