啤酒生产过程中β-葡聚糖研究与测定

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'啤酒生产过程中β-葡聚糖研究与测定'
啤酒生产过程中β-葡聚糖研究与测定郑翔鹏 福建省燕京惠泉啤酒股份有限公司 362100摘要:研究了啤酒生产过程中β-葡聚糖的变化,发现刚果红显色法用于啤酒生产中半成品、成品的测定具有一定的可行性,同时运用的数学统计方法分析,测定的结果表明了其在整个生产过程的变化以及与相应影响因素的关系,起到指导生产的作用。关键词:β-葡聚糖;刚果红显色法;啤酒前言β-葡聚糖是麦芽中非淀粉质多糖的主要组成部分,其占麦芽干物质的5%~8%,是通过β(1、3)、β(1、4)糖苷键随机排列的线性连接而成的。麦芽中水不溶性的β-葡聚糖主要存在于完整胚乳细胞壁中,热水可溶性β-葡聚糖,主要存在于胚乳细胞之间和蛋白质混合在一起。β-葡聚糖在水中溶解时,浓度低时直接与水分子相互作用增加溶液粘度,浓度大时,β-葡聚糖分子自身相互作用缠绕成网状结构,能吸收水分子形成凝胶,使溶液的粘度大大的增加;啤酒中适量的β-葡聚糖对口味的丰满有益,能增进口感的柔和性。在糖化过程中,麦芽中游离的β-葡聚糖及其的分解产物溶于醪液中,使醪液的粘度上升;在35~50℃时,通过内-β-1、4葡聚糖酶和大麦内-β-葡聚糖酶的作用,高分子的β-葡聚糖逐步分解为β-葡聚糖糊精和低分子物质,醪液的粘度逐之下降;在45~55℃,麦芽浸出物继续溶解,β-葡聚糖继续游离,此时,内-β-1、4葡聚糖酶和大麦内-β-葡聚糖酶的活力逐步减弱,β-葡聚糖分解缓慢,但研究表明,内-β-1、4葡聚糖酶在50~55时仍具有一定的活力,可继续分解β-葡聚糖;在60~70℃时,β-葡聚糖溶解酶使大量的β-葡聚糖从其相结合的蛋白质中分离出来,在这个温度上,温度越高,游离出来的β-葡聚糖含量就越高,在65℃以上内-β-1、4葡聚糖酶的活力逐渐失活;在70℃以上,由于上述各种β-葡聚糖分解酶均已逐渐失活,此时由β-葡聚糖分解酶溶解的β-葡聚糖保持不变。其中,影响β-葡聚糖分解的因素为:首要的还是大麦的品种与质量,溶解良好的麦芽,其的高分子β-葡聚糖含量远低于溶解不良的,而含的酶量远高于溶解不良的;粉粹条件也有一定影响,一般说细粉溶解出较多的β-葡聚糖;糖化的条件的影响,低温下料和低温糖化,β-葡聚糖的分解较明显,而高温糖化对高分子β-葡聚糖难分解到满意的程度,特别是对溶解不良的麦芽,但是,对麦汁中β-葡聚糖含量起作用的是麦芽质量,糖化方法只能起到调节的作用,当然了,延长低温休止时间,对β-葡聚糖的分解是有利的,PH值的影响不是很明显。研究表明,45℃糖化时只有少数的β-葡聚糖释放到麦汁中去,而在65℃糖化有大量的β-葡聚糖浸出到麦汁中,因此,就糖化温度以及糖化其他物理性质对糖化过程中β-葡聚糖的浸出比β-葡聚糖酶的影响更大,这将表明,麦汁中的β-葡聚糖含量主要取决于制麦过程中胚乳细胞壁所经受酶的水解程度。对于麦汁、发酵液以及成品酒中β-葡聚糖的检测分析,作者根据多种分析方法研究分析实践,如利用苯酚法等,最终确定刚果红显色法进行分析研究。通过研究表明,该方法具有良好的线性,操作简单、方便,对于实际样品的检测有一定的指导生产的作用。本文主要基于该检测方法上,研究整个啤酒酿造过程中β-葡聚糖的变化情况,同时根据不同品种的啤酒其β-葡聚糖的差异,表明一定的问题。1、 实验材料与方法1.1实验材料标准β-葡聚糖(美国Sigma公司生产)刚果红(进口分装)磷酸缓冲溶液(PH=8.0)分光光度计(hp公司生产)恒温水浴槽PH计1.2实验方法1.2.1标准工作曲线的绘制根据要求浓度配置标准β-葡聚糖溶液,依次比色。以β-葡聚糖浓度C为横坐标,吸光度A为纵坐标绘制标准曲线,在曲线上求A为1时相当的β-葡聚糖微克数(即为K 值)。其中,每组为3个平行样,图1中各点为3个平行样的平均值。当A=1时,代入公式求得K值为91.2μg/ml。1.2.2样品的处理和制备麦汁:稀释10倍;发酵液和啤酒:除气后稀释10倍1.2.3样品的测定取稀释好的样品2.0ml分别加入4.0ml的刚果红准确计时,20℃水浴中准确反应10分钟,以2.0ml蒸馏水代替样品作空白调零,测反应液的吸光度A。1.2.4数据计算样品的β-葡聚糖(mg/l)=K(91.2μg/ml)×A×稀释倍数(10倍)备注:有关实验方法参数选定的优化,具体的说明见有关说明,这里略。2、 结果分析3、 2.1生产过程跟踪选择三个不同品种的啤酒(原麦汁浓度不同)从糖化过程到成品酒进行跟踪分析。其中,在实验过程中所有工艺参数等均一样,具体分析的点为:碘试完全后,过滤槽,煮沸终了,冷麦汁,主发酵,后发酵,清酒,成品酒,发酵过程的全程跟踪;结果如下:表一 酿造过程β-葡聚糖含量的变化分析 单位:mg/l原浓%碘试完全过滤槽煮沸终了冷麦汁主发酵后发酵清酒成品酒8.090.985.378.175.168.262.357.256.910.0103.2100.986.783.980.172.961.062.812.0126.5113.8105.490.387.083.178.278.3表二 发酵过程β-葡聚糖含量的变化分析 单位:mg/l原浓%发酵2天发酵4天发酵6天发酵8天发酵10天发酵12天(贮酒)发酵16天8.070.371.269.168.468.165.363.710.082.682.181.476.474.674.273.112.093.690.191.287.086.485.185.2通过上表一、二及相应的图一、二分析可见,在整个啤酒酿造过程中,β-葡聚糖的含量逐而下降,其中在麦汁过滤槽和煮沸终了、后发酵和清酒之间变化的幅度较大,平均达到10%,整个后发酵过程较为平稳;不同品种的变化幅度也大致成比例。2.2因素差异性分析在差异性分析中,主要是利用方差分析鉴别多个因素对结果影响的程度,具体的描述略。影响啤酒酿造过程中β-葡聚糖的因素有很多,主要的还是麦芽的品种和质量,其次才是工艺参数,下将通过实验给予说明。2.2.1麦芽因素考察不同品种麦芽和不同麦芽比例,在其他条件相一致的情况,对β-葡聚糖的含量进行分析比较。表三 不同品种麦芽对β-葡聚糖的影响 单位:mg/l麦芽品种麦汁中β-葡聚糖成品酒中β-葡聚糖F值(差异性)A139.8113.216.54B116.790.715.23C97.873.613.29表四 不同麦芽比例对β-葡聚糖的影
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