酶制劑在啤酒生產(chǎn)中的應(yīng)用研究

劉其虎

青島啤酒（成都）有限公司 四川成都 611130

酶是由活細胞產(chǎn)生的、對其底物具有高度特異性和高度催化效能的蛋白質(zhì)或RNA，是一類極為重要的生物催化劑。在酶的催化作用下，生物體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)能夠高效進行。而本文所指的酶制劑，就是利用了酶的催化作用，從細胞中將酶提取出來，經(jīng)過特定工序加工成具有一定標(biāo)準(zhǔn)的制劑[1]。

1 酶制劑在啤酒中的使用原理

啤酒是以麥芽為主要生產(chǎn)原料，經(jīng)過糊化、液化、糖化等過程，再進行液態(tài)發(fā)酵釀制成的一種富有營養(yǎng)價值的酒精飲料。大麥在生產(chǎn)中作為主要原料，大米等淀粉質(zhì)原料為輔。在啤酒生產(chǎn)過程中，淀粉質(zhì)原料需先水解成具有發(fā)酵性能的小分子，然后才能被微生物加以利用[2]。啤酒添加輔料的原因主要是為了降低生產(chǎn)成本、提高麥汁收率、控制麥汁成分穩(wěn)定且使啤酒風(fēng)味更佳。成產(chǎn)啤酒過程中一般使用淀粉質(zhì)輔料的用量20%-30%，但是在添加酶制劑后，其可提高至70%-80%。麥芽本身酶含量較低，若不在其中添加酶制劑，則啤酒發(fā)酵度無法達到理想值。因此需在生產(chǎn)過程中添加一定量的酶制劑，與麥芽中的水解酶共同發(fā)揮作用，使啤酒的發(fā)酵度提高到70%以上，提高啤酒的生產(chǎn)效益。

2 啤酒生產(chǎn)中的糊化液化過程

首先需明白糊化這一過程，糊化是淀粉在高溫作用易吸水膨脹，此時水分子容易進入淀粉分子內(nèi)與淀粉結(jié)合，形成膠狀物質(zhì)。液化過程一般采用的酶類是α-淀粉酶，α-淀粉酶分為高溫型、中溫型和低溫型淀粉酶，三種溫型酶的最適溫度各不相同。一般在糊化過程中加入的是中、高溫型淀粉酶，能夠與松散的淀粉分子結(jié)合并對其進行水解，淀粉糊化與液化一同作用、相互促進，生成糊精、低聚糖、麥芽糖等產(chǎn)物。

3 啤酒生產(chǎn)中的糖化作用

糖化過程中添加的酶有β-淀粉酶、糖化酶、支鏈淀粉酶、半纖維素酶。β-淀粉酶是一種外切酶，其作用于直鏈淀粉和支鏈淀粉上的產(chǎn)物不盡相同，直鏈淀粉上的產(chǎn)物是麥芽糖，支鏈淀粉上時還多了一種叫β-極限糊精的產(chǎn)物。在啤酒生產(chǎn)過程中，β-淀粉酶可以有效提高麥芽的糖化能力從而增進啤酒的香氣，使啤酒風(fēng)味更佳。糖化酶是一種能水解淀粉等其他物質(zhì)的外切型水解酶，因此理論上糖化酶可以完全將淀粉轉(zhuǎn)化成葡萄糖。糖化酶可以有效減少極限糊精的含量從而提高麥芽的發(fā)酵能力，同時降低啤酒中糖的含量，成為一種低糖式的酒精飲料。支鏈淀粉酶的主要來源是植物和微生物，其能通過水解淀粉和極限糊精中的糖苷鍵而提高麥汁的發(fā)酵率。半纖維素酶可以有效水解皮殼中的半纖維素，而由于麥芽自身半纖維素酶含量少，因此在糖化過程中需要另外添加，降低麥芽汁過濾難度。從而提高麥汁發(fā)酵率和過濾效率[3]。

4 啤酒貯存澄清

啤酒在儲存中會由于光照、氧氣等環(huán)境作用下產(chǎn)生渾濁現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了啤酒在市場上的銷售。這種渾濁主要是由啤酒中的蛋白質(zhì)造成的，而通過蛋白酶可以有效分解啤酒中的蛋白質(zhì)，從而使溶液澄清。而用于澄清的蛋白酶主要是木瓜蛋白酶和生姜蛋白酶。

木瓜蛋白酶可作用于冷凍條件下的啤酒中的蛋白質(zhì)，將其水解成多肽和氨基酸，啤酒中氨基酸數(shù)量因此得到增加，啤酒處于澄清狀態(tài)，改善了啤酒風(fēng)味，也使啤酒的營養(yǎng)價值得到提升。生姜蛋白酶的最適溫度為60℃，其主要作用于啤酒中的蛋白質(zhì)類物質(zhì)，將其分解成多肽和氨基酸等物質(zhì)，以此保持啤酒澄清度。另外由于啤酒中的少量蛋白質(zhì)含有色素，生姜蛋白酶對這類蛋白色素也能進行相同作用，啤酒色度因此下降，啤酒的澄清度得到保證，防止了啤酒中的渾濁和沉淀。

5 防止啤酒風(fēng)味老化

啤酒風(fēng)味老化的原因主要有二：一是由于氧自由基引起的氧化還原反應(yīng)；二是氧的含量。生產(chǎn)啤酒的過程中會出現(xiàn)大量氨基酸、脂肪酸等附屬產(chǎn)物，這些物質(zhì)會在氧自由基的作用下進行氧化和降解，從而生產(chǎn)出能造成啤酒風(fēng)味老化的羰基化合物和醛類化合物[4]。超氧化物歧化酶可用于啤酒防老化過程中，其作用原理是催化超氧陰離子自由基形成過氧化氫和氧氣，過氧化氫再經(jīng)氧化氫酶分解成水和氧氣。因此，在超氧化物歧化酶和過氧化氫酶的共同作用下，超氧陰離子自由基變成水和氧氣，防止啤酒老化。在添加超氧化物歧化酶后，可以有效對麥汁進行保護。啤酒在進行高溫殺菌時，因酒溶液和瓶中存在一定量的氧，會導(dǎo)致啤酒發(fā)生氧化反應(yīng)而使啤酒風(fēng)味老化。若往其中添加葡萄糖氧化酶，氧能與就溶液中的糖發(fā)生反應(yīng)生成葡萄糖酸內(nèi)酯，減少氧的含量，防止啤酒風(fēng)味老化。并且，據(jù)研究表明，葡萄糖酸內(nèi)酯對啤酒的質(zhì)量無任何副作用。

6 啤酒防腐

啤酒生產(chǎn)中用于啤酒防腐的主要物質(zhì)是溶菌酶，溶菌酶的作用原理是破壞細菌細胞壁使其死亡，溶菌酶雖對細菌作用十分強大，卻不會對酵母產(chǎn)生傷害。因此，溶菌酶廣泛應(yīng)用在啤酒保鮮上，防止啤酒發(fā)生腐化。除此之外，由于啤酒中需使用溶菌酶的含量很少，且作用效果相對較好，能有效對啤酒進行防腐保鮮處理[5]。

7 結(jié)語

在啤酒生產(chǎn)過程中，麥芽作為主要原料來說，其中所含的水解酶含量是非常有限的，因此需要另外添加酶制劑，以彌補自身含量的不足，促進液化、糖化作用效果，從而提高麥汁出汁率、發(fā)酵率，降低生產(chǎn)成本。除此之外，酶制劑也廣泛應(yīng)用于啤酒澄清、防老化、防腐過程中，改善了啤酒的風(fēng)味，也使其能夠更加穩(wěn)定的貯存。目前，啤酒生產(chǎn)之中已對酶制劑進行了廣泛應(yīng)用，但仍需繼續(xù)對酶制劑進行改進研究，新型的酶制劑有著更廣闊的工藝前景和市場前景，為大力推進啤酒業(yè)的發(fā)展貢獻了一份力量。