专利名称：一种提高麦芽和啤酒内源抗氧化力的方法
技术领域：
本发明属于麦芽和啤酒制造技术领域，特别涉及一种提高麦芽和啤酒抗氧化活性的方法。
背景技术：
啤酒已经成为人们最常规消费饮品，由于它具有的较高的营养价值、低酒精度、适宜饮用人群广泛等特点，其消费量与日俱增。啤酒在存放过程中，由于活性氧和自由基的作用，酒体中的风味物质被氧化，形成令人不悦的老化味，影响啤酒的保质期。啤酒的抗氧化力主要是抗氧化物质提供，已有不少专利报道通过在啤酒酿制过程中的制麦、糖化、发酵、储酒等阶段添加外源抗氧化物质或含抗氧化成分的物质，以达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)一般价格高昂，导致啤酒的成本也相应增加；且在啤酒中引入含抗氧化成分的物质(如紫红薯、牛蒡、胡萝卜汁、红枣·汁、牡蛎等)时，尽管啤酒的抗氧化功能得到提升，但在某种程度上也影响了啤酒的传统口味，不适于大面积推广。另外，成本低廉的化学合成类抗氧化剂尽管抗氧化性能优越，但也由于其安全性而不断受到企业和消费者的抵触。有研究报道，啤酒酿造原料和上游工艺对成品啤酒风味稳定性有很大的影响，啤酒老化的物质在上游(麦芽发芽、干燥和糖化等阶段)可能已经形成并在啤酒贮藏过程缓慢释放，进而影响啤酒品质。啤酒内源性抗氧化力决定了啤酒风味稳定性，因此，定向调控内源性抗氧化物质的种类和含量则是提高啤酒抗氧化力及维持啤酒良好口感和风味稳定性的重要举措。麦芽作为酿造的主要原料，其内源性抗氧化力对麦汁和成品啤酒都有十分重要的影响。麦芽中含有易被氧化的化合物以及用来催化这些反应的内源性氧化还原酶，在制麦和糖化过程中，这些内源性氧化还原酶发生了一系列的复杂反应，导致产生一些风味老化的前驱物质，同时消耗一部分内源性抗氧化剂(主要为酚类化合物)。涉及到的氧化还原酶主要有超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase, S0D)、过氧化氢酶(Catalase, CAT)、过氧化物酶(Peroxidase, POD)和多酌■氧化酶(Polyphenoloxidase, ΡΡ0),其中，SOD 和 CAT属于抗氧化酶类，可以清除具有氧化破坏性的活性氧自由基(02-、00H、0H、H202)，而POD和PPO属于助氧化酶类，能将麦芽或麦汁中的重要的内源性抗氧化剂多酚类物质氧化聚合成红色的醌类物质，从而减弱麦芽或麦汁的内源性抗氧化力。因此，若能采取相关措施调控上述氧化还原酶及其它相关酶类所参与的一系列复杂生化反应，则很有可能改善作为啤酒主要原料的麦芽或麦汁的品质，并提升麦芽或麦汁的内源性抗氧化力，增强成品啤酒的风味稳定性。据报道，在大麦制麦过程中添加的金属离子对麦芽的淀粉酶系、纤维素酶和蛋白酶等酶活力具有明显的抑制或激活作用，由此而对成品麦芽和啤酒的质量及啤酒酿造工艺都产生了一定影响。但未见有金属离子对麦芽的氧化还原酶活性及麦芽的抗氧化力的报道，且未见有“通过在制麦工艺及糖化工艺中添加外源金属离子以控制上述两阶段中关键酶系的作用而达到提高麦芽及啤酒内源抗氧化力”的报道。本发明通过在浸麦阶段及麦芽糖化阶段添加一定浓度金属离子，目的是抑制助氧化酶类(POD和ΡΡ0)活力和/或促进抗氧化酶类(S0D和CAT)和/或促进酚类合成酶活力，进而促进麦芽、麦汁和啤酒中内源性抗氧化物质酚类的积累，从而在保持啤酒良好口味的同时提高啤酒风味稳定性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种提高麦芽和啤酒内源抗氧化力的方法。该方法能明显抑制助氧化酶类(P0D和ΡΡ0)活力和/或促进抗氧化酶类(S0D和CAT)和/或促进酚类合成酶活力，进而促进麦芽、麦汁和啤酒中内源性抗氧化物质酚类的积累，既保持了啤酒的特有风味又提高了啤酒风味稳定性。本发明的目的主要通过在浸麦阶段及大麦发芽过程中控制金属离子种类及其作用浓度来实现。是在浸麦阶段以浸溃形式添加一定浓度的金属离子并进行大麦发芽、焙焦、糖化，以制取的上述麦汁为主要原料进行啤酒酿造。本发明所述的提高麦芽和啤酒内源抗氧化力的方法，在浸麦阶段以浸溃形式添加 终浓度60 ppm Mg2+，然后进行大麦发芽、焙焦、糖化，以制取的上述麦汁为主要原料进行啤酒酿造。上述方法中，还可在糖化起始阶段补加及控制Ca2+终浓度为40 ppm。金属离子种类及其作用浓度通过下法方法进行筛选
(1)浸麦以某型大麦为主要原料，采用浸水断水交替间隔的方式进行浸麦，在最后一次浸麦时以浸溃形式分别添加终浓度0、20、40、60、80、100、150和200 ppm的金属离子，所述金属离子可以为K+、Na+、Mg2+、Zn2+、Ca2或Cu2+ ；
(2)发芽将上述经过金属离子处理后的大麦进行控温发芽(可参考实施例1)，并在发芽阶段考察上述金属离子对麦芽相关酶系(包括淀粉酶、蛋白酶、纤维素酶、氧化还原酶等)及麦芽品质的影响，并实时取样利用原子吸收分光光度法测定麦芽中金属离子的含量；
(3)焙焦将上述制备的麦芽在某一条件(可参考实施例I)下进行焙焦，测定成品麦芽中多酚的含量，并监测成品麦芽中的金属离子残留；
(4)糖化将上述麦芽在某一条件(可参考实施例I)下进行糖化制取麦汁，以考察成品麦芽中残留的不同浓度金属离子对麦汁相关质量指标及多酚含量的影响；
(5)发酵向上述麦汁中接种酿酒酵母，在某一发酵条件(可参考实施例I)下进行啤酒酿制，考察成品啤酒的相关质量指标、多酚含量及风味老化指标。(6)根据步骤(I) (5)，综合考虑考虑金属离子种类及其浓度对麦芽、麦汁和啤酒相关指标的影响，以增强麦芽/啤酒内源抗氧化力、提高啤酒风味稳定性并保持/改善啤酒质量为目标，并经过进一步优化以确定浸麦阶段适宜添加的金属离子及其作用浓度，并在麦芽糖化阶段通过补加的形式以控制该阶段适宜的金属离子及其作用浓度。通过以上步骤的实施，麦芽和啤酒的内源抗氧化力及风味稳定性得到明显提高。所述的浸麦阶段金属离子添加方式为在最后一次浸麦时以浸溃形式添加；均以氯酸盐的方式添加；浸麦用水为偏酸性PH5. 8 6. 8。所述的麦芽糖化阶段金属离子添加方式为依据步骤(6)所确定的该阶段适宜使用的金属离子及其浓度，通过添加高浓度的母液以达到所需作用浓度。所述的浸麦阶段与麦芽糖化阶段金属离子的添加种类为仅在浸麦阶段添加金属离子，可以是K+、Na+、Mg2+、Zn2+、Ca2+和Cu2+中的任何一种或多种；先在浸麦阶段添加某种或多种金属离子，后再浸麦阶段补加一定浓度上述同种金属离子或不同种金属离子。所述的金属离子控制浓度为浸麦阶段为O 200 ppm，麦芽糖化阶段为O 150ppmD本发明通过在浸麦阶段及麦芽糖化阶段添加一定浓度的金属离子，以调节大麦发芽和麦汁制备时相关酶系的活力，达到既改善麦芽质量又提高麦芽的内源抗氧化力的目的；且以上述麦汁酿制出的啤酒，其多酚含量与风味稳定性相对空白对照(即未经任何金属离子处理过的麦芽为原料酿制的啤酒)提高了 25%-50%，显著延长了啤酒的保质期。该工艺技术简单、廉价、环保，可降低企业成本，缩短糖化工艺，节约能源和资本，具有显著的经济效益。
具体实施例方式为了更好地理解本发明，下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但本发明要 求保护的范围并不局限于实施例表示的范围。实施例I :
以江苏沿海国产啤麦单2号主要原料进行试验操作，其工艺流程为大麦清选除杂一浸麦一添加金属离子一发芽一焙燥一除根一成品麦芽一糖化一发酵一储酒。其关键步骤如下
第一步浸麦
浸麦采用的工艺为在14°C下，采用浸水2 h断水4 h的方式浸麦，通过控制浸麦时间，监测浸麦度，使浸麦度达到44%,露点率为50%,且在最后一次浸麦时往浸麦水中加入终浓度60 ppm MgCl2,浸麦完毕后取出大麦进入发芽阶段。第二步发芽
采用的工艺为发芽室温控制16°C，发芽室相对湿度前两天在85%以上，在相同温度条件下发芽，保证总发芽时间达96 h。烘干采用程序升温方法，即45 47°C 3 h升至55°C，恒温6 h，3 h升至64°C，恒温4 h，I h升至77°C，恒温I h，I h升至82°C进行焙焦。第三步糖化
糖化工艺流程麦芽粉碎一将500 Kg粉碎好的麦芽和46 47°C水(料水比为1:3.8)放入糖化锅中，50°C蛋白质休止30 min — 65°C糖化50 min — 75°C过滤麦汁。
第四步发酵
将麦汁浓度调整至12 tlP,并冷却至8°C ;于上述麦汁中接种入啤酒酵母，接种量为1.5父107个*111171，于121主酵7 d。通过在上述浸麦水中添加60 ppm的MgCl2，并以上述关键操作酿制的啤酒中总酚含量达到102 mg/L, TAB值为O. 178 ;相比未经金属离子处理而酿制的啤酒，其总酚含量增加了 28%及TBA值降低了近40%。实施例2
以江苏沿海国产啤麦单2号为主要原料进行试验操作，其工艺流程为大麦清选除杂—浸麦一添加金属离子一发芽一焙燥一除根一成品麦芽一糖化一发酵一储酒。其关键步骤如下第一步浸麦
浸麦采用的工艺为在14°C下，采用浸水2 h断水4 h的方式浸麦，通过控制浸麦时间，监测浸麦度，使浸麦度达到44%,露点率为50%,且在最后一次浸麦时加入终浓度60 ppmMgCl2，浸麦完毕后取出大麦进入发芽阶段。
第二步发芽
采用的工艺为发芽室温控制16°C，发芽室相对湿度前两天在85%以上，在相同温度条件下发芽，保证总发芽时间达108 h。烘干采用程序升温方法，即45 47°C 3 h升至55°C，恒温6 h，3 h升至64°C，恒温4 h，I h升至77°C，恒温I h，I h升至82°C进行焙焦。第三步糖化
糖化工艺流程麦芽粉碎一将500 Kg粉碎好的麦芽和46 47°C水(料水比为1:3.8)放入糖化锅中一补加并控制CaClJS浓度为40 PPm — 50°C蛋白质休止30 min — 65°C糖化50 min — 75°C过滤麦汁。
第四步发酵
将麦汁浓度调整至12 tlP,并冷却至8°C ;于上述麦汁中接种入啤酒酵母，接种量为1.5父107个*111171，于121主酵7 d。通过在上述浸麦阶段添加60 ppm MgCl2,并在糖化起始阶段补加及控制CaCl2终浓度为40 ppm，并通过上述关键操作酿制啤酒，最终使得成品啤酒中总酚的含量达到107. 6mg/L，TAB值为O. 159 ;相比未经金属离子处理而酿制的啤酒，其总酚含量增加了 35%及TBA值降低了近46. 5%。
权利要求
1.一种提高麦芽和啤酒内源抗氧化力的方法，其特征在于在浸麦阶段以浸溃形式添加终浓度60 ppm Mg2+，然后进行大麦发芽、焙焦、糖化，以制取的上述麦汁为主要原料进行啤酒酿造。
2.根据权利要求I所述的提高麦芽和啤酒内源抗氧化力的方法，其特征在于，糖化起始阶段补加及控制Ca2+终浓度为40 ppm。
全文摘要
本发明公开了一种高抗氧化活性麦芽和啤酒的生产方法，本发明属于麦芽和啤酒生产领域，特别涉及一种提高麦芽和啤酒内源抗氧化力的方法。一种高抗氧化性麦芽和啤酒的生产方法，是在浸麦阶段以浸渍形式添加一定浓度的金属离子并进行大麦发芽、焙焦、糖化，以制取的上述麦汁为主要原料进行啤酒酿造。本发明通过金属离子调控大麦发芽过程中相关酶系的表达与活力，并在麦芽糖化阶段有针对性地控制某金属离子的浓度以最大程度地发挥制麦相关酶系的优势，上述措施有效增强了麦芽和啤酒的总酚含量、内源抗氧化力及其风味稳定性。其中，成品啤酒的多酚物质含量可达到85～135mg/L，啤酒风味老化指标TBA值相比对照降低25～50%。
文档编号C12C7/04GK102899210SQ20121041502
公开日2013年1月30日 申请日期2012年10月26日 优先权日2012年10月26日
发明者方维明, 崔益军, 饶胜其, 黄阿根, 汪志君 申请人:扬州大学