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啤酒生產中常用酶

時間:2019-03-06 分享到:

啤酒生產過程是一個產酶、用酶及滅酶的過程,啤酒釀造中的很多工藝條件都是依據酶的特性來決定的。將現代酶技術與傳統啤酒釀造技術相結合,不僅對穩定和提高啤酒質量有益,而且對降低生產成本、彌補麥芽質量缺陷、增加花色品種、增加效益都大有好處。

酶製劑種類很多,功效不一,使用在啤酒生產過程中的工序也不一樣,目前啤酒生產常用酶製劑有耐高溫α-澱粉酶、糖化酶、蛋白酶、複合酶、α-乙酰乳酸脫羧酶、溶菌酶等。在實際生產中使用酶製劑首先要了解各種酶的作用機理、特性、底物和最終產物是什麽,並要設計好應用的目的和所要達到的效果。在此將幾種常用酶製劑的特性作以簡要介紹。

1、α-澱粉酶

α-澱粉酶隻可作用於澱粉分子內任意α-鍵,且從分子鏈的內部進行,故又稱內澱粉酶,屬於內切酶。在水溶液中α-澱粉酶能使澱粉分子迅速液化,產生較小分子的糊精,故也被稱為液化酶。α-澱粉酶作用於直鏈澱粉,分解產物為6~7個葡萄糖單位的短鏈糊精及少量的麥芽糖和葡萄糖,糊精還可以進一步水解。按理論最終產物為87%的α-麥芽糖和13%的葡萄糖。α-澱粉酶haicent.com作用於支鏈澱粉隻能任意水解α-1,4鍵,但不能分解α-1,6鍵也不能繞過α-1,6鍵。作用接近α-1,6鍵時速度放慢,其分解產物為α-界限糊精、麥芽糖和葡萄糖。常用的α-澱粉酶有耐高溫α-澱粉酶, 真菌α-澱粉酶。啤酒生產中常用的耐高溫α-澱粉酶一般由地衣芽孢杆菌產生,pH在5.0~7.0內較穩定,尤以pH=6.0為佳,作用澱粉的最適溫度為90℃。中溫α-澱粉酶也應用到啤酒生產中。單獨使用耐高溫α-澱粉酶比單獨使用中溫α-澱粉酶麥芽糊精收率高,透光率也較大,但黏度較高,將兩者結合起來使用則可互相彌補不足,得到很好的效果。

耐高溫α-澱粉酶:pH最適範圍:5.5~7.0;溫度最適範圍:90oC以上;鈣離子濃度:50~70mg/kg;參考用量:0.1%。

2、糖化酶

糖化酶又稱葡萄糖澱粉酶,它能將澱粉從非還原性末端水解α-1,4-葡萄糖苷鍵,產生葡萄糖,也能緩解水解α-1,6-葡萄糖苷鍵,轉化成葡萄糖。

pH最適範圍:4.0~4.5;溫度最適範圍:58~60℃;抑製劑:大部分重金屬;參考用量:50U/g。

3、普魯蘭酶

普魯蘭酶能水解澱粉和糊精中的支鏈α-D-1,6葡萄糖苷鍵生成含有α-D-1,4葡萄糖苷鍵的直鏈低聚糖。所以,該酶可以和糖化酶或者α-澱粉酶一起使用,生產高麥芽糖漿。pH最適範圍:4.2~4.6;溫度最適範圍:55~65℃。

4、蛋白酶

蛋白酶是分解蛋白質肽鍵一類酶的總稱,可分為內肽酶和端肽酶兩類。內肽酶能切斷蛋白質分子內部肽鍵,分解產物為小分子的多肽。端肽酶又分為羧肽酶和氨肽酶兩種。此外還有一種二肽酶,它分解二肽為氨基酸。羧肽酶是從遊離羧基端切斷肽鍵,而氨肽酶則從遊離氨基端切斷肽鍵。通常說的蛋白酶多是指內肽酶,而羧肽酶、氨肽酶和二肽酶總稱為肽酶或端肽酶。蛋白酶根據其最適pH不同分為酸性蛋白酶、中性蛋白酶、堿性蛋白酶。中性蛋白酶:溫度最適範圍:50℃(pH 7.2);pH最適範圍:6.8~8.0(37℃)。

5、纖維素酶

纖維素酶是有綠色木黴經深層發酵製成的液體產品,是降解纖維素,生成葡萄糖的一組酶的總稱。它是由C1酶,α-1,4-葡聚糖酶(也稱CX酶),α-葡聚糖苷酶組成。C1酶能在降解天然纖維素的降解過程中起主導作用;CX酶水解溶解的纖維素衍生物或者膨脹和部分降解纖維素;α-葡聚糖苷酶能水解纖維二糖和短鏈的纖維寡糖生成葡萄糖。溫度最適範圍:50~55℃;pH最適範圍:4.0~5.0。

6、α-葡聚糖酶

α-葡聚糖酶是一種葡萄糖內酶,能使麥芽和大麥α-葡聚糖(1,4-α-葡聚糖,1,3-α-葡聚糖)分解為3~5個葡萄糖單位的低聚糖。該酶可使麥芽汁的粘度降低,提高過濾速度。常用的α-葡聚糖酶主要包括:內-α-葡聚糖酶、外-α-葡聚糖酶及其複合酶試劑(如B2葡聚糖酶混合酶、耐溫α-葡聚糖酶複合酶等)。溫度最適範圍:50~60℃;pH最適範圍:5.0~7.0。

7、α-乙酰乳酸脫羧酶

α-乙酰乳酸脫羧酶可催化α-乙酰乳酸分解為2,3-丁二醇。雙乙酰含量是影響啤酒風味的重要因素,對啤酒質量具有決定性的影響,是品評啤酒成熟與否的主要依據。它的形成途徑為:糖類→丙酮酸→α-乙酰乳酸→雙乙酰。α-乙酰乳酸脫羧酶可調節雙乙酰前體物質走支路代謝途徑從而控製雙乙酰的含量,能催化α-乙酰乳酸直接形成羥基丁酮,從而有效防止雙乙酰的生成,使發酵周期大大縮短。溫度最適範圍:35~45℃;pH最適範圍:5.0~6.5。

8、複合酶

單一酶製劑在啤酒生產上應用時,總會有一定的局限性。而將單一酶製劑製成複合酶製劑則可彌補各個酶的缺點,得到較好的效果。如α-澱粉酶耐溫不耐酸,而α-澱粉酶不耐溫,兩者結合起來使用則可起到互補協同作用。國外商品化的複合酶製劑較多,如丹麥NOVO公司生產的Celluclast複合酶及含α-澱粉酶和α-葡聚糖酶的Brew 2N 2zym eGP 複合酶,美國Snyder公司生產的含有α-澱粉酶、α-葡聚糖酶和蛋白酶的α-葡聚糖混合酶等複合酶製劑。我國也有一些公司和科研單位研製出了複合酶製劑,如黑曲黴F27固體曲(含有B2葡聚糖酶,A2澱粉酶和液化酶),安徽聚星公司的由芽孢杆菌得到的複合酶製劑(含有B2葡聚糖酶,A2澱粉酶和蛋白酶)。

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