一種用於啤酒的泡沫活性蛋白的製備與應用方法
2023-08-04 19:27:06
專利名稱：一種用於啤酒的泡沫活性蛋白的製備與應用方法
技術領域：
一種用於啤酒的泡沫活性蛋白的製備與應用方法，涉及從乳清蛋白、大豆分離蛋白、小麥麵筋蛋白或大米蛋白粉中提取泡沫活性蛋白的方法，及該泡沫活性蛋白在低度熟啤酒和純生啤酒中的應用，屬於啤酒泡沫穩定劑技術領域。
背景技術：
啤酒市場競爭日益激烈，使得以降低成本、改善風味為目的的啤酒特殊釀造工藝技術逐漸普及。採用高濃釀造工藝生產的低度熟啤酒和採用膜過濾技術生產的純生啤酒近年來倍受消費者青睞，然而，這兩種技術的應用都在一定程度上影響了啤酒的泡沫穩定性。
高濃釀造工藝，全稱為「高濃度釀造稀釋法」，顧名思義，即利用高濃度的麥汁，經釀造後加以稀釋，使啤酒達到預定濃度的生產方法。高濃釀造啤酒之所以泡沫穩定性不及傳統工藝生產的啤酒，主要有以下幾點原因首先，儘管高濃釀造啤酒所用麥芽多於傳統啤酒，但由於蛋白質溶解度的關係，兩者定型麥汁中疏水性多肽含量相差無幾，而前者經過稀釋後，最終啤酒中決定啤酒泡沫性能的疏水性多肽含量明顯低於後者；其次，高濃稀釋啤酒在煮沸和發酵過程中疏水性多肽損失較多，進而導致成品啤酒中疏水性多肽含量較低；此外，由於高濃啤酒麥汁濃度高，酵母所受外界壓力較大，更易導致酵母的自溶以及蛋白酶A的過多分泌，蛋白酶A會降解發泡蛋白，進而降低了啤酒的泡沫穩定性。
膜過濾技術，即在低溫條件下，採用膜過濾除去啤酒中的微生物，由於避免了採用高溫滅菌工藝，啤酒的風味以及風味穩定性都優於傳統啤酒。但是，採用膜過濾技術會使得酵母釋放的蛋白酶A在啤酒中仍保持了較高的活性，在純生啤酒存放的貨架期內繼續降解泡沫活性蛋白，使得純生啤酒的泡沫穩定性越來越差。
可見，無論是高濃稀釋啤酒或是純生啤酒，其泡沫穩定性之所以不如傳統啤酒，主要原因是啤酒中泡沫活性蛋白含量不足所致。作為啤酒泡沫骨架結構的重要組成成分，足夠的泡沫活性蛋白的含量對於啤酒泡沫穩定性的維持極為重要。
不少研究者通過控制制麥工藝以及釀造過程來增加成品啤酒中泡沫活性蛋白的含量，這固然對改善啤酒的泡沫穩定性能起到一定的效果，但由於工藝的控制仍需兼顧考慮其它啤酒品質指標，因此難免會顧此失彼。現有的增泡劑如PGA(海藻酸丙二醇酯)、四氫異葎草酮等在泡沫活性蛋白含量不足的情況下，並不能對低度熟啤酒的泡沫穩定性起到明顯的改善效果，尤其是對純生啤酒，現行增泡劑僅能增加其起始泡持性，並不能減慢啤酒在貨架期內泡沫穩定性的快速衰減趨勢。啤酒生產中的後修飾技術，由於操作方便、靈活、投資少，目前越來越受啤酒企業的重視。採用綠色原料開發啤酒專用泡沫活性蛋白，結合後修飾技術，可以有效提高啤酒的泡沫穩定性。
綜上所述，研製開發啤酒專用泡沫活性蛋白，對於低度熟啤酒和純生啤酒泡沫穩定性差這個問題的解決有著重要的意義。
發明內容
本發明的目的是提供應用於啤酒行業的泡沫活性蛋白的製備方法，在啤酒灌裝前將其加入啤酒中，在不影響啤酒其它品質的前提下，提高啤酒的泡沫穩定性。
本發明的技術方案為實現上述目的，本發明以乳清蛋白、大豆分離蛋白、小麥麵筋蛋白和大米蛋白粉為原料，通過酶法改性，超濾法以及陰離子樹脂柱處理等步驟獲得啤酒環境中溶解性能優良的泡沫活性蛋白。具體步驟為以蛋白粉為原料，採用蛋白酶對蛋白進行適度酶解，酶解條件底物蛋白粉濃度3％～10％(w/v)，酶濃度0.1％～1.0％(w/v)，酶解反應30min，然後煮沸10min滅酶活，冷卻後調pH至4～5，0℃下沉澱1～2h，離心得上清；所得上清採用截流分子量10,000Da的超濾膜超濾，去除其中的分子量低於10,000Da的多肽；超濾濃縮至原體積的1/10後，採用陰離子交換樹脂處理，獲得泡沫活性蛋白液，調溶液pH至7.0，冷凍乾燥即得啤酒環境中溶解性能優良的泡沫活性蛋白。所用蛋白粉原料為乳清蛋白、大豆分離蛋白、小麥麵筋蛋白或大米蛋白，對應製備得到的四種泡沫活性蛋白分別稱為泡沫活性蛋白A、泡沫活性蛋白B、泡沫活性蛋白C及泡沫活性蛋白D。
將製備的四種泡沫活性蛋白任選一種單獨應用，應用於原麥汁濃度低於10°P的低度熟啤酒，泡沫活性蛋白先用脫氧水配成1％(w/v)的蛋白溶液，在清酒過濾前添加，泡沫活性蛋白添加量以啤酒體積計為20～200mg/L。
或製備得到的四種泡沫活性蛋白兩兩搭配使用，應用於原麥汁濃度低於10°P的低度熟啤酒，泡沫活性蛋白先用脫氧水配成1％(w/v)的蛋白溶液，在清酒過濾前添加，兩種泡沫活性蛋白添加總量以啤酒體積計為20～200mg/L。
或將製備的四種泡沫活性蛋白任選一種單獨使用，應用於純生啤酒，泡沫活性蛋白先用脫氧水配成1％(w/v)的蛋白溶液，在啤酒0.45μm膜過濾前添加，泡沫活性蛋白添加量以啤酒體積計為200mg/L。
本發明的有益效果本發明方法獲得的啤酒環境中溶解性能優良的泡沫活性蛋白，其製備工藝簡單，效果好，生產成本低；其應用屬於啤酒釀造中的後修飾手段，操作方便，可有效提高低度熟啤酒和純生啤酒的泡沫穩定性。
具體實施例方式
下面就本發明進行實施例的描述，實施例中除對啤酒泡持性進行測定外，對啤酒的其它理化指標也進行分析。泡持性的測定採用Nibem法。
實施例1分別以乳清蛋白、大豆分離蛋白、小麥麵筋蛋白以及大米蛋白為原料，製備泡沫活性蛋白。
步驟一採用蛋白酶對四種蛋白粉分別進行適度酶解，底物蛋白粉濃度3％～10％(w/v)，酶濃度0.1％～1.0％(w/v)，酶解反應30min後，煮沸10min滅酶活。冷卻後調pH至4～5，0℃下沉澱1～2h，離心得上清。
步驟二將步驟一所得上清分別採用截流分子量10,000Da的超濾膜超濾，去除其中的分子量低於10,000Da的多肽。原液超濾濃縮至原體積的1/10後，採用陰離子交換樹脂對之分離，獲得泡沫性能最佳的蛋白，調溶液pH至7.0，冷凍乾燥即分別獲得泡沫活性蛋白A、B、C、D。
實施例28°P熟啤酒在過濾前添加20～200mg/L(以啤酒體積計)的泡沫活性蛋白A，過濾後灌裝壓蓋，泡持性可提高13％～33％。
實施例38°P熟啤酒在過濾前添加20～200mg/L(以啤酒體積計)的泡沫活性蛋白B，過濾後灌裝壓蓋，泡持性可提高8％～18％。
實施例48°P熟啤酒在過濾前添加20～200mg/L(以啤酒體積計)的泡沫活性蛋白C，過濾後灌裝壓蓋，泡持性可提高11％～28％。
實施例58°P熟啤酒在過濾前添加20～200mg/L(以啤酒體積計)的泡沫活性蛋白D，過濾後灌裝壓蓋，泡持性可提高8％～20％。
實施例68°P熟啤酒在過濾前添加20～200mg/L(以啤酒體積計)泡沫活性蛋白A、B的複合劑，過濾後灌裝壓蓋，泡持性可提高13％～28％。
實施例78°P熟啤酒在過濾前添加20～200mg/L(以啤酒體積計)泡沫活性蛋白A、C的複合劑，過濾後灌裝壓蓋，泡持性可提高17％～42％。
實施例88°P熟啤酒在過濾前添加20～200mg/L(以啤酒體積計)泡沫活性蛋白A、D的複合劑，過濾後灌裝壓蓋，泡持性可提高11％～27％。
實施例98°P熟啤酒在過濾前添加20～200mg/L(以啤酒體積計)泡沫活性蛋白B、C的複合劑，過濾後灌裝壓蓋，泡持性可提高9％～23％。
實施例108°P熟啤酒在過濾前添加20～200mg/L(以啤酒體積計)泡沫活性蛋白B、D的複合劑，過濾後灌裝壓蓋，泡持性可提高8％～21％。
實施例118°P熟啤酒在過濾前添加20～200mg/L(以啤酒體積計)泡沫活性蛋白C、D的複合劑，過濾後灌裝壓蓋，泡持性可提高7％～18％。
實施例2～實施例11中，熟啤酒添加泡沫活性蛋白前後的各項常規指標如表1所示表1 添加泡沫活性蛋白前後的啤酒常規理化指標分析
實施例129°P純生啤酒在0.45μm膜過濾前添加200mg/L(以啤酒體積計)的泡沫活性蛋白A，過濾後灌裝壓蓋。測定其初始泡持性和3個月後的泡持性。
實施例139°P純生啤酒在0.45μm膜過濾前添加200mg/L(以啤酒體積計)的泡沫活性蛋白B，過濾後灌裝壓蓋。測定其初始泡持性和3個月後的泡持性。
實施例149°P純生啤酒在0.45μm膜過濾前添加200mg/L(以啤酒體積計)的泡沫活性蛋白C，過濾後灌裝壓蓋。測定其初始泡持性和3個月後的泡持性。
實施例159°P純生啤酒在0.45μm膜過濾前添加200mg/L(以啤酒體積計)的泡沫活性蛋白D，過濾後灌裝壓蓋。測定其初始泡持性和3個月後的泡持性。
實施例12～實施例15中添加泡沫活性蛋白前後的泡持性變化以及常規理化指標分析如表2、表3所示表2 添加泡沫活性蛋白前後的泡持性的變化
表3 添加泡沫活性蛋白前後的啤酒常規理化指標分析
通過對添加泡沫活性蛋白前後啤酒的各項理化指標分析可知，添加泡沫活性蛋白後的啤酒，其各項指標均可達到國家標準。
通過對添加泡沫活性蛋白前後啤酒泡持性的測定，發現泡沫活性蛋白不僅可以改善低度熟啤酒的泡持性，對純生啤酒的初始泡持性也有明顯的改善效果，其中泡沫活性蛋白A的效果尤為顯著。對照啤酒為未添加泡沫活性蛋白的純生啤酒，放置3個月後，由於蛋白酶A的作用，其泡持性由原先的250s下降至80s。而添加泡沫活性蛋白後，泡持性雖然也有一定程度的下降，但下降幅度遠低於對照啤酒。可見，本發明所製備的泡沫活性蛋白對蛋白酶A具有一定的耐受力。尤其是添加泡沫活性蛋白C後，三個月後泡持性仍然良好。
以上實施案例結果表明採用本發明製備的泡沫活性蛋白不僅對低度熟啤酒的泡持性有明顯的改善效果，而且對純生啤酒貨架期內的泡沫穩定性的提高也具有良好的效果。
權利要求
1.一種用於啤酒的泡沫活性蛋白的製備方法，其特徵是以蛋白粉為原料，採用蛋白酶對蛋白進行適度酶解，酶解條件底物蛋白粉濃度3％～10％(w/v)，酶濃度0.1％～1.0％(w/v)，酶解反應30min，然後煮沸10min滅酶活，冷卻後調pH至4～5，0℃下沉澱1～2h，離心得上清；所得上清採用截流分子量10,000Da的超濾膜超濾，去除其中的分子量低於10,000Da的多肽；超濾濃縮至原體積的1/10後，採用陰離子交換柱處理，獲得泡沫活性蛋白液，調溶液pH至7.0，冷凍乾燥即得啤酒環境中溶解性能優良的泡沫活性蛋白。
2.根據權利要求1所述的製備方法，其特徵是所用蛋白粉原料為乳清蛋白、大豆分離蛋白、小麥麵筋蛋白或大米蛋白，對應製備得到的四種泡沫活性蛋白分別稱為泡沫活性蛋白A、泡沫活性蛋白B、泡沫活性蛋白C及泡沫活性蛋白D。
3.一種用權利要求1方法製備的用於啤酒的泡沫活性蛋白的應用方法，其特徵是將四種泡沫活性蛋白任選一種單獨應用，應用於原麥汁濃度低於10°P的低度熟啤酒，泡沫活性蛋白先用脫氧水配成1％(w/v)的蛋白溶液，在清酒過濾前添加，泡沫活性蛋白添加量以啤酒體積計為20～200mg/L。
4.一種用權利要求1方法製備的用於啤酒的泡沫活性蛋白的應用方法，其特徵是將四種泡沫活性蛋白兩兩搭配使用，其特徵是應用於原麥汁濃度低於10°P的低度熟啤酒，泡沫活性蛋白先用脫氧水配成1％(w/v)的蛋白溶液，在清酒過濾前添加，兩種泡沫活性蛋白添加總量以啤酒體積計為20～200mg/L。
5.一種用權利要求1方法製備的用於啤酒的泡沫活性蛋白的應用方法，其特徵是將四種泡沫活性蛋白任選一種單獨應用，應用於純生啤酒，泡沫活性蛋白先用脫氧水配成1％(w/v)的蛋白溶液，在啤酒0.45μm膜過濾前添加，泡沫活性蛋白添加量以啤酒體積計為200mg/L。
全文摘要
一種用於啤酒的泡沫活性蛋白的製備與應用方法，屬於啤酒泡沫穩定劑技術領域。本發明分別以乳清蛋白、大豆分離蛋白、小麥麵筋蛋白以及大米蛋白粉為原料，通過適度酶法改性，超濾以及陰離子交換柱處理等步驟獲得啤酒環境中溶解性能優良的泡沫活性蛋白。本發明優點是泡沫活性蛋白提取工藝簡單，效果好，生產成本低；其應用屬於啤酒生產的後修飾手段，操作方便，可有效提高低度啤酒和純生啤酒的泡沫穩定性。
文檔編號C12P5/00GK1944662SQ20061009692
公開日2007年4月11日 申請日期2006年10月18日 優先權日2006年10月18日
發明者陸健, 曹鈺, 孫軍勇, 孫琳琳, 孔維寶 申請人:江南大學