小麥芽及麥芽糖化過(guò)程中蛋白酶的研究.pdf

1、我國(guó)是啤酒消費(fèi)大國(guó)，隨著人民生活水平的提高及消費(fèi)意識(shí)的變化，人們對(duì)于啤酒的需要不再僅僅表現(xiàn)在數(shù)量上，對(duì)啤酒的質(zhì)量及多樣性也提出了更高的要求。小麥啤酒色度較淡，口味清爽、風(fēng)味純正獨(dú)特，因而受到越來(lái)越多消費(fèi)者的歡迎，具有廣闊的發(fā)展前景。在釀造過(guò)程中，促進(jìn)麥芽?jī)?nèi)貯藏蛋白質(zhì)的溶解為一項(xiàng)重要的工作。籽粒中貯藏蛋白質(zhì)降解主要發(fā)生在制麥階段，糖化過(guò)程盡管時(shí)間很短，但該階段對(duì)蛋白質(zhì)的貢獻(xiàn)占到整個(gè)蛋白質(zhì)降解的三分之一。作為對(duì)蛋白質(zhì)降解負(fù)責(zé)的蛋白酶，研究其

2、在釀造過(guò)程的變化間接反映蛋白質(zhì)降解情況。本文以小麥、大麥為原料，從制麥芽到麥芽糖化階段，測(cè)定發(fā)芽前后大麥、小麥理化指標(biāo)及蛋白酶情況。以成品麥芽為對(duì)象分析不同小麥庫(kù)值蛋白質(zhì)降解酶與蛋白質(zhì)組分及麥芽理化指標(biāo)，測(cè)定蛋白質(zhì)休止條件對(duì)蛋白酶及理化指標(biāo)的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下:
　　1、分析小麥芽蛋白質(zhì)組分、降解酶及麥芽基本指標(biāo)發(fā)現(xiàn):隨著庫(kù)值的增加，小麥內(nèi)肽酶活力與清蛋白及浸出物呈顯著正相關(guān)性(r=0.732、0.727)，與醇溶蛋白呈現(xiàn)顯著負(fù)相

3、關(guān)性(r=-0.734)。氨肽酶與內(nèi)肽酶、球蛋白呈顯著正相關(guān)性(r=0.735、0.764)，說(shuō)明在蛋白質(zhì)降解過(guò)程中，內(nèi)肽酶與氨肽酶共同起作用，氨肽酶可能作用于球蛋白。小麥芽庫(kù)值與色度、浸出物、FAN、在極顯著正相關(guān)性(r=0.971、0.880、0.915、0.964)，與濁度存在顯著正相關(guān)(r=0.714)。
　　2、小麥蛋白酶活力主要在發(fā)芽階段形成，發(fā)芽促進(jìn)了蛋白酶的快速產(chǎn)生。從浸麥結(jié)束到4d內(nèi)，隨時(shí)間延長(zhǎng)內(nèi)肽酶活不斷升高，

4、4d測(cè)定的酶活值達(dá)到一個(gè)最高值，此后測(cè)定酶活隨時(shí)間延長(zhǎng)下降。整個(gè)發(fā)芽階段，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，氨肽酶持續(xù)增加。不同小麥品種之間內(nèi)肽酶變化趨勢(shì)基本相同，氨肽酶相差較大。
　　3、按蛋白酶酶催化位點(diǎn)可將蛋白酶分為天冬氨酸類(lèi)蛋白酶、半胱氨酸類(lèi)蛋白酶、金屬類(lèi)蛋白酶及絲氨酸類(lèi)蛋白酶。比較小麥芽及大麥芽中各類(lèi)蛋白酶在不同pH(4.7～6.8)下發(fā)現(xiàn)，兩者變化趨勢(shì)一致。隨著pH上升，小麥芽與大麥芽半胱氨酸類(lèi)蛋白酶在pH5.0呈現(xiàn)最大酶活隨后降低，金

5、屬類(lèi)蛋白酶、絲氨酸類(lèi)蛋白酶占總酶活的比例逐漸增加，天冬氨酸類(lèi)蛋白酶占總酶活比例持續(xù)降低。大麥芽天冬氨酸類(lèi)蛋白酶酶活及占總酶活的比例低于小麥芽，隨著pH的增加，大麥芽天冬氨酸類(lèi)蛋白酶比小麥芽消失的更快;小麥芽金屬類(lèi)蛋白酶比大麥芽金屬類(lèi)蛋白酶酶活變化幅度大，因此，提高小麥芽金屬類(lèi)蛋白酶比例比提高大麥芽金屬類(lèi)蛋白酶酶活更有潛力。pH增加，小麥芽、大麥芽絲氨酸類(lèi)蛋白酶所占比例均增加，且兩者都需在高的pH下才能顯現(xiàn)。
　　4、通過(guò)控制小麥芽

6、及大麥芽不同蛋白質(zhì)休止條件(休止溫度、休止時(shí)間、料水比及糖化用水)，對(duì)糖化麥汁理化指標(biāo)及各類(lèi)蛋白酶進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，隨著溫度增加，小麥芽、大麥芽糖化麥汁色度、α-氨基氮及總氮都有所增加。無(wú)論小麥芽或者說(shuō)大麥芽，天冬氨酸類(lèi)蛋白酶在55℃都沒(méi)有檢測(cè)到，大麥半胱氨酸類(lèi)蛋白酶在45℃最高，而小麥在35℃含量最高，因此，小麥半胱氨酸類(lèi)蛋白酶活最適溫度可能比大麥要低。但是在45℃下觀察發(fā)現(xiàn)在該溫度下，小麥半胱氨酸類(lèi)蛋白酶所占比例最高。
　　5、料

7、水比降低，麥汁色度降低，總酸、濁度增加。這可能是因?yàn)榱纤冉档秃?，濃醪?duì)于酚類(lèi)酶具有一定的保護(hù)作用。糖化濃度增加，大麥芽汁總蛋白酶活性增加而小麥芽汁總蛋白酶活性降低，大麥芽汁與小麥芽汁金屬類(lèi)蛋白酶活均增加。小麥芽在1∶3時(shí)半胱氨酸類(lèi)蛋白酶獲得最大酶活，大麥芽在1∶2時(shí)半胱氨酸類(lèi)蛋白酶獲得最大酶活，因而高濃糖化小麥芽對(duì)酶的保護(hù)作用低于大麥芽。
　　6、隨著蛋白質(zhì)休止時(shí)間的延長(zhǎng)，色度、pH增加，α-氨基氮、蛋白質(zhì)含量均在休止時(shí)間45m

8、in時(shí)最大。時(shí)間延長(zhǎng)，大麥汁與小麥汁天冬氨酸類(lèi)蛋白酶酶活都降低。改變休止時(shí)間，大麥麥汁半胱氨酸類(lèi)蛋白酶在60min時(shí)酶活最高，小麥麥汁半胱氨酸類(lèi)蛋白酶在30min最高。時(shí)間延長(zhǎng)，小麥金屬蛋白酶所占比例逐漸增加，大麥絲氨酸類(lèi)蛋白酶所占的比例降低。
　　7、糖化用水pH增加，總酸增加，由于麥汁本身具有的緩沖物導(dǎo)致pH并沒(méi)有大幅度增加。無(wú)論大麥汁還是小麥汁，當(dāng)pH從5.8到6.1時(shí)，麥汁指標(biāo)改變較大，α-氨基氮、浸出物、蛋白質(zhì)等都有所降

9、低。隨著pH的增加，大麥汁與小麥汁各類(lèi)蛋白酶都有所降低，但其變化趨勢(shì)不同，pH增加，兩者天冬氨酸類(lèi)蛋白酶、半胱氨酸類(lèi)蛋白酶所占比例均降低，但天冬氨酸類(lèi)蛋白酶所占比例下降更快。大麥在pH6.1時(shí)并未發(fā)現(xiàn)天冬氨酸類(lèi)蛋白酶活。糖化用水pH增加，大麥汁與小麥汁金屬類(lèi)蛋白酶、絲氨酸類(lèi)蛋白酶所含比例均有所增加，但是兩者含量相差較大。因此，建議小麥芽麥汁制備過(guò)程中蛋白質(zhì)休止階段料水比適當(dāng)增加，糖化用水pH定在低于6.1，休止時(shí)間45min溫度在45℃