一種提高麥芽和啤酒內源抗氧化力的方法
2023-06-08 04:17:41
專利名稱：一種提高麥芽和啤酒內源抗氧化力的方法
技術領域：
本發明屬於麥芽和啤酒製造技術領域，特別涉及一種提高麥芽和啤酒抗氧化活性的方法。
背景技術：
啤酒已經成為人們最常規消費飲品，由於它具有的較高的營養價值、低酒精度、適宜飲用人群廣泛等特點，其消費量與日俱增。啤酒在存放過程中，由於活性氧和自由基的作用，酒體中的風味物質被氧化，形成令人不悅的老化味，影響啤酒的保質期。啤酒的抗氧化力主要是抗氧化物質提供，已有不少專利報導通過在啤酒釀製過程中的制麥、糖化、發酵、儲酒等階段添加外源抗氧化物質或含抗氧化成分的物質，以達到提高啤酒抗氧化保健功效。但外援性抗氧化成分(如低聚木糖、S0D、牛磺酸、茶多酚等)一般價格高昂，導致啤酒的成本也相應增加；且在啤酒中引入含抗氧化成分的物質(如紫紅薯、牛蒡、胡蘿蔔汁、紅棗·汁、牡蠣等)時，儘管啤酒的抗氧化功能得到提升，但在某種程度上也影響了啤酒的傳統口味，不適於大面積推廣。另外，成本低廉的化學合成類抗氧化劑儘管抗氧化性能優越，但也由於其安全性而不斷受到企業和消費者的牴觸。有研究報導，啤酒釀造原料和上遊工藝對成品啤酒風味穩定性有很大的影響，啤酒老化的物質在上遊(麥芽發芽、乾燥和糖化等階段)可能已經形成並在啤酒貯藏過程緩慢釋放，進而影響啤酒品質。啤酒內源性抗氧化力決定了啤酒風味穩定性，因此，定向調控內源性抗氧化物質的種類和含量則是提高啤酒抗氧化力及維持啤酒良好口感和風味穩定性的重要舉措。麥芽作為釀造的主要原料，其內源性抗氧化力對麥汁和成品啤酒都有十分重要的影響。麥芽中含有易被氧化的化合物以及用來催化這些反應的內源性氧化還原酶，在制麥和糖化過程中，這些內源性氧化還原酶發生了一系列的複雜反應，導致產生一些風味老化的前驅物質，同時消耗一部分內源性抗氧化劑(主要為酚類化合物)。涉及到的氧化還原酶主要有超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase, S0D)、過氧化氫酶(Catalase, CAT)、過氧化物酶(Peroxidase, POD)和多酌■氧化酶(Polyphenoloxidase, ΡΡ0),其中，SOD 和 CAT屬於抗氧化酶類，可以清除具有氧化破壞性的活性氧自由基(02-、00H、0H、H202)，而POD和PPO屬於助氧化酶類，能將麥芽或麥汁中的重要的內源性抗氧化劑多酚類物質氧化聚合成紅色的醌類物質，從而減弱麥芽或麥汁的內源性抗氧化力。因此，若能採取相關措施調控上述氧化還原酶及其它相關酶類所參與的一系列複雜生化反應，則很有可能改善作為啤酒主要原料的麥芽或麥汁的品質，並提升麥芽或麥汁的內源性抗氧化力，增強成品啤酒的風味穩定性。據報導，在大麥制麥過程中添加的金屬離子對麥芽的澱粉酶系、纖維素酶和蛋白酶等酶活力具有明顯的抑制或激活作用，由此而對成品麥芽和啤酒的質量及啤酒釀造工藝都產生了一定影響。但未見有金屬離子對麥芽的氧化還原酶活性及麥芽的抗氧化力的報導，且未見有「通過在制麥工藝及糖化工藝中添加外源金屬離子以控制上述兩階段中關鍵酶系的作用而達到提高麥芽及啤酒內源抗氧化力」的報導。本發明通過在浸麥階段及麥芽糖化階段添加一定濃度金屬離子，目的是抑制助氧化酶類(POD和ΡΡ0)活力和/或促進抗氧化酶類(S0D和CAT)和/或促進酚類合成酶活力，進而促進麥芽、麥汁和啤酒中內源性抗氧化物質酚類的積累，從而在保持啤酒良好口味的同時提高啤酒風味穩定性。
發明內容
本發明的目的在於提供一種提高麥芽和啤酒內源抗氧化力的方法。該方法能明顯抑制助氧化酶類(P0D和ΡΡ0)活力和/或促進抗氧化酶類(S0D和CAT)和/或促進酚類合成酶活力，進而促進麥芽、麥汁和啤酒中內源性抗氧化物質酚類的積累，既保持了啤酒的特有風味又提高了啤酒風味穩定性。本發明的目的主要通過在浸麥階段及大麥發芽過程中控制金屬離子種類及其作用濃度來實現。是在浸麥階段以浸潰形式添加一定濃度的金屬離子並進行大麥發芽、焙焦、糖化，以製取的上述麥汁為主要原料進行啤酒釀造。本發明所述的提高麥芽和啤酒內源抗氧化力的方法，在浸麥階段以浸潰形式添加 終濃度60 ppm Mg2+，然後進行大麥發芽、焙焦、糖化，以製取的上述麥汁為主要原料進行啤酒釀造。上述方法中，還可在糖化起始階段補加及控制Ca2+終濃度為40 ppm。金屬離子種類及其作用濃度通過下法方法進行篩選
(1)浸麥以某型大麥為主要原料，採用浸水斷水交替間隔的方式進行浸麥，在最後一次浸麥時以浸潰形式分別添加終濃度0、20、40、60、80、100、150和200 ppm的金屬離子，所述金屬離子可以為K+、Na+、Mg2+、Zn2+、Ca2或Cu2+ ；
(2)發芽將上述經過金屬離子處理後的大麥進行控溫發芽(可參考實施例1)，並在發芽階段考察上述金屬離子對麥芽相關酶系(包括澱粉酶、蛋白酶、纖維素酶、氧化還原酶等)及麥芽品質的影響，並實時取樣利用原子吸收分光光度法測定麥芽中金屬離子的含量；
(3)焙焦將上述製備的麥芽在某一條件(可參考實施例I)下進行焙焦，測定成品麥芽中多酚的含量，並監測成品麥芽中的金屬離子殘留；
(4)糖化將上述麥芽在某一條件(可參考實施例I)下進行糖化製取麥汁，以考察成品麥芽中殘留的不同濃度金屬離子對麥汁相關質量指標及多酚含量的影響；
(5)發酵向上述麥汁中接種釀酒酵母，在某一發酵條件(可參考實施例I)下進行啤酒釀製，考察成品啤酒的相關質量指標、多酚含量及風味老化指標。(6)根據步驟(I) (5)，綜合考慮考慮金屬離子種類及其濃度對麥芽、麥汁和啤酒相關指標的影響，以增強麥芽/啤酒內源抗氧化力、提高啤酒風味穩定性並保持/改善啤酒質量為目標，並經過進一步優化以確定浸麥階段適宜添加的金屬離子及其作用濃度，並在麥芽糖化階段通過補加的形式以控制該階段適宜的金屬離子及其作用濃度。通過以上步驟的實施，麥芽和啤酒的內源抗氧化力及風味穩定性得到明顯提高。所述的浸麥階段金屬離子添加方式為在最後一次浸麥時以浸潰形式添加；均以氯酸鹽的方式添加；浸麥用水為偏酸性PH5. 8 6. 8。所述的麥芽糖化階段金屬離子添加方式為依據步驟(6)所確定的該階段適宜使用的金屬離子及其濃度，通過添加高濃度的母液以達到所需作用濃度。所述的浸麥階段與麥芽糖化階段金屬離子的添加種類為僅在浸麥階段添加金屬離子，可以是K+、Na+、Mg2+、Zn2+、Ca2+和Cu2+中的任何一種或多種；先在浸麥階段添加某種或多種金屬離子，後再浸麥階段補加一定濃度上述同種金屬離子或不同種金屬離子。所述的金屬離子控制濃度為浸麥階段為O 200 ppm，麥芽糖化階段為O 150ppmD本發明通過在浸麥階段及麥芽糖化階段添加一定濃度的金屬離子，以調節大麥發芽和麥汁製備時相關酶系的活力，達到既改善麥芽質量又提高麥芽的內源抗氧化力的目的；且以上述麥汁釀製出的啤酒，其多酚含量與風味穩定性相對空白對照(即未經任何金屬離子處理過的麥芽為原料釀製的啤酒)提高了 25%-50%，顯著延長了啤酒的保質期。該工藝技術簡單、廉價、環保，可降低企業成本，縮短糖化工藝，節約能源和資本，具有顯著的經濟效益。
具體實施例方式為了更好地理解本發明，下面結合實施例對本發明作進一步的說明，但本發明要 求保護的範圍並不局限於實施例表示的範圍。實施例I :
以江蘇沿海國產啤麥單2號主要原料進行試驗操作，其工藝流程為大麥清選除雜一浸麥一添加金屬離子一發芽一焙燥一除根一成品麥芽一糖化一發酵一儲酒。其關鍵步驟如下
第一步浸麥
浸麥採用的工藝為在14°C下，採用浸水2 h斷水4 h的方式浸麥，通過控制浸麥時間，監測浸麥度，使浸麥度達到44%,露點率為50%,且在最後一次浸麥時往浸麥水中加入終濃度60 ppm MgCl2,浸麥完畢後取出大麥進入發芽階段。第二步發芽
採用的工藝為發芽室溫控制16°C，發芽室相對溼度前兩天在85%以上，在相同溫度條件下發芽，保證總發芽時間達96 h。烘乾採用程序升溫方法，即45 47°C 3 h升至55°C，恆溫6 h，3 h升至64°C，恆溫4 h，I h升至77°C，恆溫I h，I h升至82°C進行焙焦。第三步糖化
糖化工藝流程麥芽粉碎一將500 Kg粉碎好的麥芽和46 47°C水(料水比為1:3.8)放入糖化鍋中，50°C蛋白質休止30 min — 65°C糖化50 min — 75°C過濾麥汁。
第四步發酵
將麥汁濃度調整至12 tlP,並冷卻至8°C ;於上述麥汁中接種入啤酒酵母，接種量為1.5父107個*111171，於121主酵7 d。通過在上述浸麥水中添加60 ppm的MgCl2，並以上述關鍵操作釀製的啤酒中總酚含量達到102 mg/L, TAB值為O. 178 ;相比未經金屬離子處理而釀製的啤酒，其總酚含量增加了 28%及TBA值降低了近40%。實施例2
以江蘇沿海國產啤麥單2號為主要原料進行試驗操作，其工藝流程為大麥清選除雜—浸麥一添加金屬離子一發芽一焙燥一除根一成品麥芽一糖化一發酵一儲酒。其關鍵步驟如下第一步浸麥
浸麥採用的工藝為在14°C下，採用浸水2 h斷水4 h的方式浸麥，通過控制浸麥時間，監測浸麥度，使浸麥度達到44%,露點率為50%,且在最後一次浸麥時加入終濃度60 ppmMgCl2，浸麥完畢後取出大麥進入發芽階段。
第二步發芽
採用的工藝為發芽室溫控制16°C，發芽室相對溼度前兩天在85%以上，在相同溫度條件下發芽，保證總發芽時間達108 h。烘乾採用程序升溫方法，即45 47°C 3 h升至55°C，恆溫6 h，3 h升至64°C，恆溫4 h，I h升至77°C，恆溫I h，I h升至82°C進行焙焦。第三步糖化
糖化工藝流程麥芽粉碎一將500 Kg粉碎好的麥芽和46 47°C水(料水比為1:3.8)放入糖化鍋中一補加並控制CaClJS濃度為40 PPm — 50°C蛋白質休止30 min — 65°C糖化50 min — 75°C過濾麥汁。
第四步發酵
將麥汁濃度調整至12 tlP,並冷卻至8°C ;於上述麥汁中接種入啤酒酵母，接種量為1.5父107個*111171，於121主酵7 d。通過在上述浸麥階段添加60 ppm MgCl2,並在糖化起始階段補加及控制CaCl2終濃度為40 ppm，並通過上述關鍵操作釀製啤酒，最終使得成品啤酒中總酚的含量達到107. 6mg/L，TAB值為O. 159 ;相比未經金屬離子處理而釀製的啤酒，其總酚含量增加了 35%及TBA值降低了近46. 5%。
權利要求
1.一種提高麥芽和啤酒內源抗氧化力的方法，其特徵在於在浸麥階段以浸潰形式添加終濃度60 ppm Mg2+，然後進行大麥發芽、焙焦、糖化，以製取的上述麥汁為主要原料進行啤酒釀造。
2.根據權利要求I所述的提高麥芽和啤酒內源抗氧化力的方法，其特徵在於，糖化起始階段補加及控制Ca2+終濃度為40 ppm。
全文摘要
本發明公開了一種高抗氧化活性麥芽和啤酒的生產方法，本發明屬於麥芽和啤酒生產領域，特別涉及一種提高麥芽和啤酒內源抗氧化力的方法。一種高抗氧化性麥芽和啤酒的生產方法，是在浸麥階段以浸漬形式添加一定濃度的金屬離子並進行大麥發芽、焙焦、糖化，以製取的上述麥汁為主要原料進行啤酒釀造。本發明通過金屬離子調控大麥發芽過程中相關酶系的表達與活力，並在麥芽糖化階段有針對性地控制某金屬離子的濃度以最大程度地發揮制麥相關酶系的優勢，上述措施有效增強了麥芽和啤酒的總酚含量、內源抗氧化力及其風味穩定性。其中，成品啤酒的多酚物質含量可達到85～135mg/L，啤酒風味老化指標TBA值相比對照降低25～50%。
文檔編號C12C7/04GK102899210SQ20121041502
公開日2013年1月30日 申請日期2012年10月26日 優先權日2012年10月26日
發明者方維明, 崔益軍, 饒勝其, 黃阿根, 汪志君 申請人:揚州大學