酶制剂在啤酒酿造过程中的应用

酶制剂在啤酒酿造中的应用随着啤酒工业的迅速发展，啤酒工业应用酶制剂的领域也在不断拓展，酶制剂的应用不仅对稳定和提高啤酒质量有益，而且对改选啤酒酿造工艺过程、开发新的酿造原料、新产品的研发、降低生产成本具有重大影响。在啤酒生产过程中常用的酶制剂有淀粉分解酶，如耐高温Ot一淀粉酶、葡萄糖淀粉酶、真菌淀粉酶和普鲁兰酶；纤维素和半纤维素分解酶，包括纤维素酶、B一葡聚糖酶和木聚糖酶等。此外，还有中性蛋白酶、仅一乙酰乳酸脱羧酶等等啤酒生产各工序用酶制剂1辅料糊化过程添加的酶制剂删一淀粉酶仅一淀粉酶一般分为高温、中温和低温淀粉酶，高温淀粉酶作用温度在95---100℃；中温淀粉酶作用温度在70一-90℃；低温淀粉酶作用温度在30~45℃。根据传统工艺特点，一般采用中、高温淀粉酶来液化，目前以高温淀粉酶为主。在高温条件下，淀粉易吸水膨化，细胞壁容易破坏，而酶制剂在高温下活力加剧，使淀粉糊化和液化交替进行、相互促进、协调，使淀粉黏度下降，淀粉液化成糊精2糖化过程中添加的酶制剂1B一淀粉酶添加B一淀粉酶，其作用主要是将糊精转化为麦芽糖。因此，麦汁的主要成分是麦芽糖。2糖化酶糖化酶又称葡萄糖淀粉酶，它能将淀粉从非还原性末端水解et-1，4葡萄糖苷键，产生葡萄糖，也能缓慢水解et-1，6葡萄糖苷键，转化为葡萄糖。一般在啤酒生产过程中提高发酵度，生产干净爽快的干啤酒，添加糖化酶是最简单有效的方法3普鲁兰酶普鲁兰酶能水解淀粉和糊精中的支链仅一D—l，4葡萄糖苷键的直链低聚糖。由于仅一淀粉酶和B一淀粉酶对支链淀粉不起作用，这使得麦汁中存在一定量的界限糊精，界限糊精酶的最佳作用温度是55～60℃，失活温度是65℃，而外加普鲁兰酶在65℃时仍有较好的活性，能起到提高发酵度的作用阎。所以，该酶可以和糖化酶或者B一淀粉酶一起使用，生产高麦芽糖浆旧。4半纤维素酶一般都将戊聚糖与木聚糖统称为半纤维素，半纤维素是麦芽细胞的支撑物，存在于谷物或麦芽的皮壳中。半纤维素亲水性极强，它是造成麦汁过滤困难，不易被冼糟水渗透的主要原因，它使麦汁吸附于麦糟中，从而降低了麦汁收得率。在发芽中，由于麦芽本身所含半纤维素酶活力极小，所以皮壳细胞中的半纤维素只有少部分被分解。因此，胚乳细胞内容物质不易充分释放，一定程度上影响了各类酶系的作用效果，造成原料利用率的降低。在啤酒复合酶中复合半纤维素酶，能充分释放麦芽中的各类酶活力，降低半纤维素的持水力，提高过滤速度，过滤后麦糟更干，从而提高麦汁收得率。半纤维素酶在pH4．5～6．5、温度5065℃范围内活性最佳。5B一葡聚糖酶B一葡聚糖存在于麦芽(大麦)胚乳细胞壁中，在制麦中溶解良好的麦芽有80％的p一葡聚糖被分解。但是，溶解不良的麦芽只有不到35％的13一葡聚糖被分解。p一葡聚糖是造成麦汁体黏度过高，使麦汁过滤和啤酒过滤困难，严重的还会造成啤酒浑浊沉淀。糖化醪黏度过高而影响麦汁过滤的因素中有60％以上是由B一葡聚糖所引起。糖化时，45～65℃原料中残留的8一葡聚糖会最大程度地溶出，并与醪液中的水发生吸收一水化反应，引起醪液黏度的极大上升。发生这种现象时说明原料在发芽时产生的内源性B一葡聚糖酶活力不足或者细胞溶解情况不佳(麦尖部分残留过多的p一葡聚糖)门。在工艺上，可以改变粉碎条件(如麦芽湿法粉碎)和调整糖化条件(如低温和延长休止时间)来降低p一葡聚糖的含量。实践证明，麦芽溶解不好，调整任何糖化条件都无济于事，因此必须外加p一葡聚糖酶。来源不同的p一葡聚糖酶有不同的最佳pH值和温度，由于麦芽中B一葡聚糖酶耐温性差，因此外加酶应使用耐高温性能的B一葡聚糖酶，或者中温、耐高温B一葡聚糖酶同时使用。在啤酒复合酶中，13一葡聚糖酶和半纤维素酶是最重要的组成部分。它的补充加入，有效地降低了糖化中的p一葡聚糖含量，降低麦汁粘度，提高过滤速度和麦汁清亮度，同时改善了啤酒的过滤性能，提高了啤酒的非生物稳定性。3发酵过程添加的酶制剂1真菌淀粉酶用米曲霉菌株生产制成的真菌淀粉酶，是一种内切酶，从淀粉内部切割q—l，4糖苷键；不能切割Ot一1，6糖苷键，但可以绕过a一1，6糖苷键继续作用；能水解直链淀粉和支链淀粉中的葡萄糖苷键，将未分解的部分淀粉和糊精分解成低聚糖、麦芽糖，从而弥补了由于麦汁组成不佳带来的缺陷，提高了成品酒的发酵度，解决了酒精度低的问题，降低了由于碳水化合物所引起的“冷浑浊”，提高了成品酒的质量。2溶菌酶溶菌酶是一种催化细菌细胞壁中的肽多糖水解酶，它破坏细菌的细胞壁，使细胞溶解死亡。溶菌酶专性抑制革兰氏阳性菌，对酵母等真核生物细胞不产生任何作用。溶菌酶应用在啤酒生产的发酵初期、大包装啤酒、鲜啤、生啤、纯生啤酒等方面。由于添加量少，作用效果好，是一种防腐保鲜的有效方法。3仅一乙酰乳酸脱羧酶啤酒成熟的一个重要方面是啤酒风味物质的成熟，双乙酰是主要指标之一。双乙酰含量是成熟期的时间限制因子，双乙酰在啤酒灌装后的回升问题也不容忽视。双乙酰的口味界限值为0．1～0．15mg／L，一般成品啤酒的双乙酰含量应控制在0．1m∥L以下，才能控制双乙酰对啤酒风味的影响。啤酒酿造中控制双乙酰的一个主要方法是以仅一乙酰乳酸脱羧酶来改变代谢支路，将双乙酰的前体物质仅一乙酰乳酸直接快速地转化为乙偶姻，从而降低仅一乙酰乳酸转变为双乙酰的量，缩短啤酒发酵时间，减少成品啤酒中双乙酰的回升，提高啤酒风味稳定性4发酵成清酒后的后酵过程外加酶制剂1葡萄糖氧化酶葡萄糖氧化酶是一种天然食品添加剂，食用安全。主要作用是除去啤酒中的溶解氧和瓶颈氧，阻止啤酒的氧化变质。它可以使氧与啤酒中的葡萄糖生成葡萄糖酸内酯而消耗溶解氧。葡萄糖酸内酯较稳定，没有酸味、无毒副作用，对啤酒的质量没有什么影响，而且不具有氧化能力。葡萄糖氧化酶具有高度专一性，不会对啤酒中的其他物质产生作用，所以，使用葡萄糖氧化酶有很好的安全性。葡萄糖氧化酶在防止啤酒老化、保持啤酒原有风味、延长保质期方面有显著效果。经试验证明，葡萄糖氧化酶与亚硫酸盐联合使用，去氧效果更好2LLS催代酶LLS催代酶是由青岛海洋大学李兰生首次发现并应用于啤酒生产中的[15】，是一种来自海洋的纯天然环保型、使用安全的添加剂。催代酶是含有卜C=C-】、卜COOH]、卜NH：一】等活性基团的高分子物质，其功能主要是加快a一乙酰乳酸转化成双乙酰的非酶氧化速度，使双乙酰尽快生成，同时还可以激活酵母活性，然后再通过快速的酶促反应提高双乙酰的还原速度，使其快速还原成3一羟基一2一丁酮，最终达到降低双乙酰含量、缩短啤酒生产周期的目的，并避免了包装后双乙酰的回升