專利名稱：一種用于啤酒的泡沫活性蛋白的制備與應(yīng)用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種用于啤酒的泡沫活性蛋白的制備與應(yīng)用方法，涉及從乳清蛋白、大豆分離蛋白、小麥面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(yīng)用，屬于啤酒泡沫穩(wěn)定劑技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
啤酒市場競爭日益激烈，使得以降低成本、改善風(fēng)味為目的的啤酒特殊釀造工藝技術(shù)逐漸普及。采用高濃釀造工藝生產(chǎn)的低度熟啤酒和采用膜過濾技術(shù)生產(chǎn)的純生啤酒近年來倍受消費者青睞，然而，這兩種技術(shù)的應(yīng)用都在一定程度上影響了啤酒的泡沫穩(wěn)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(jīng)釀造后加以稀釋，使啤酒達到預(yù)定濃度的生產(chǎn)方法。高濃釀造啤酒之所以泡沫穩(wěn)定性不及傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)的啤酒，主要有以下幾點原因首先，盡管高濃釀造啤酒所用麥芽多于傳統(tǒng)啤酒，但由于蛋白質(zhì)溶解度的關(guān)系，兩者定型麥汁中疏水性多肽含量相差無幾，而前者經(jīng)過稀釋后，最終啤酒中決定啤酒泡沫性能的疏水性多肽含量明顯低于后者；其次，高濃稀釋啤酒在煮沸和發(fā)酵過程中疏水性多肽損失較多，進而導(dǎo)致成品啤酒中疏水性多肽含量較低；此外，由于高濃啤酒麥汁濃度高，酵母所受外界壓力較大，更易導(dǎo)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(fā)泡蛋白，進而降低了啤酒的泡沫穩(wěn)定性。
膜過濾技術(shù)，即在低溫條件下，采用膜過濾除去啤酒中的微生物，由于避免了采用高溫滅菌工藝，啤酒的風(fēng)味以及風(fēng)味穩(wěn)定性都優(yōu)于傳統(tǒng)啤酒。但是，采用膜過濾技術(shù)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(nèi)繼續(xù)降解泡沫活性蛋白，使得純生啤酒的泡沫穩(wěn)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(wěn)定性之所以不如傳統(tǒng)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(jié)構(gòu)的重要組成成分，足夠的泡沫活性蛋白的含量對于啤酒泡沫穩(wěn)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(wěn)定性能起到一定的效果，但由于工藝的控制仍需兼顧考慮其它啤酒品質(zhì)指標，因此難免會顧此失彼?，F(xiàn)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，并不能對低度熟啤酒的泡沫穩(wěn)定性起到明顯的改善效果，尤其是對純生啤酒，現(xiàn)行增泡劑僅能增加其起始泡持性，并不能減慢啤酒在貨架期內(nèi)泡沫穩(wěn)定性的快速衰減趨勢。啤酒生產(chǎn)中的后修飾技術(shù)，由于操作方便、靈活、投資少，目前越來越受啤酒企業(yè)的重視。采用綠色原料開發(fā)啤酒專用泡沫活性蛋白，結(jié)合后修飾技術(shù)，可以有效提高啤酒的泡沫穩(wěn)定性。
綜上所述，研制開發(fā)啤酒專用泡沫活性蛋白，對于低度熟啤酒和純生啤酒泡沫穩(wěn)定性差這個問題的解決有著重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供應(yīng)用于啤酒行業(yè)的泡沫活性蛋白的制備方法，在啤酒灌裝前將其加入啤酒中，在不影響啤酒其它品質(zhì)的前提下，提高啤酒的泡沫穩(wěn)定性。
本發(fā)明的技術(shù)方案為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明以乳清蛋白、大豆分離蛋白、小麥面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(huán)境中溶解性能優(yōu)良的泡沫活性蛋白。具體步驟為以蛋白粉為原料，采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(yīng)30min，然后煮沸10min滅酶活，冷卻后調(diào)pH至4～5，0℃下沉淀1～2h，離心得上清；所得上清采用截流分子量10,000Da的超濾膜超濾，去除其中的分子量低于10,000Da的多肽；超濾濃縮至原體積的1/10后，采用陰離子交換樹脂處理，獲得泡沫活性蛋白液，調(diào)溶液pH至7.0，冷凍干燥即得啤酒環(huán)境中溶解性能優(yōu)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、小麥面筋蛋白或大米蛋白，對應(yīng)制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。
將制備的四種泡沫活性蛋白任選一種單獨應(yīng)用，應(yīng)用于原麥汁濃度低于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。
或制備得到的四種泡沫活性蛋白兩兩搭配使用，應(yīng)用于原麥汁濃度低于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?qū)⒅苽涞乃姆N泡沫活性蛋白任選一種單獨使用，應(yīng)用于純生啤酒，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(fā)明的有益效果本發(fā)明方法獲得的啤酒環(huán)境中溶解性能優(yōu)良的泡沫活性蛋白，其制備工藝簡單，效果好，生產(chǎn)成本低；其應(yīng)用屬于啤酒釀造中的后修飾手段，操作方便，可有效提高低度熟啤酒和純生啤酒的泡沫穩(wěn)定性。
具體實施例方式
下面就本發(fā)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。泡持性的測定采用Nibem法。
實施例1分別以乳清蛋白、大豆分離蛋白、小麥面筋蛋白以及大米蛋白為原料，制備泡沫活性蛋白。
步驟一采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(yīng)30min后，煮沸10min滅酶活。冷卻后調(diào)pH至4～5，0℃下沉淀1～2h，離心得上清。
步驟二將步驟一所得上清分別采用截流分子量10,000Da的超濾膜超濾，去除其中的分子量低于10,000Da的多肽。原液超濾濃縮至原體積的1/10后，采用陰離子交換樹脂對之分離，獲得泡沫性能最佳的蛋白，調(diào)溶液pH至7.0，冷凍干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，過濾后灌裝壓蓋，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，過濾后灌裝壓蓋，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，過濾后灌裝壓蓋，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，過濾后灌裝壓蓋，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的復(fù)合劑，過濾后灌裝壓蓋，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的復(fù)合劑，過濾后灌裝壓蓋，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的復(fù)合劑，過濾后灌裝壓蓋，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的復(fù)合劑，過濾后灌裝壓蓋，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的復(fù)合劑，過濾后灌裝壓蓋，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的復(fù)合劑，過濾后灌裝壓蓋，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后的各項常規(guī)指標如表1所示表1 添加泡沫活性蛋白前后的啤酒常規(guī)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，過濾后灌裝壓蓋。測定其初始泡持性和3個月后的泡持性。
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，過濾后灌裝壓蓋。測定其初始泡持性和3個月后的泡持性。
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，過濾后灌裝壓蓋。測定其初始泡持性和3個月后的泡持性。
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，過濾后灌裝壓蓋。測定其初始泡持性和3個月后的泡持性。
實施例12～實施例15中添加泡沫活性蛋白前后的泡持性變化以及常規(guī)理化指標分析如表2、表3所示表2 添加泡沫活性蛋白前后的泡持性的變化

表3 添加泡沫活性蛋白前后的啤酒常規(guī)理化指標分析

通過對添加泡沫活性蛋白前后啤酒的各項理化指標分析可知，添加泡沫活性蛋白后的啤酒，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后啤酒泡持性的測定，發(fā)現(xiàn)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個月后，由于蛋白酶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后，泡持性雖然也有一定程度的下降，但下降幅度遠低于對照啤酒?？梢?，本發(fā)明所制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后，三個月后泡持性仍然良好。
以上實施案例結(jié)果表明采用本發(fā)明制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(nèi)的泡沫穩(wěn)定性的提高也具有良好的效果。
權(quán)利要求
1.一種用于啤酒的泡沫活性蛋白的制備方法，其特征是以蛋白粉為原料，采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(yīng)30min，然后煮沸10min滅酶活，冷卻后調(diào)pH至4～5，0℃下沉淀1～2h，離心得上清；所得上清采用截流分子量10,000Da的超濾膜超濾，去除其中的分子量低于10,000Da的多肽；超濾濃縮至原體積的1/10后，采用陰離子交換柱處理，獲得泡沫活性蛋白液，調(diào)溶液pH至7.0，冷凍干燥即得啤酒環(huán)境中溶解性能優(yōu)良的泡沫活性蛋白。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是所用蛋白粉原料為乳清蛋白、大豆分離蛋白、小麥面筋蛋白或大米蛋白，對應(yīng)制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(quán)利要求1方法制備的用于啤酒的泡沫活性蛋白的應(yīng)用方法，其特征是將四種泡沫活性蛋白任選一種單獨應(yīng)用，應(yīng)用于原麥汁濃度低于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(quán)利要求1方法制備的用于啤酒的泡沫活性蛋白的應(yīng)用方法，其特征是將四種泡沫活性蛋白兩兩搭配使用，其特征是應(yīng)用于原麥汁濃度低于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(quán)利要求1方法制備的用于啤酒的泡沫活性蛋白的應(yīng)用方法，其特征是將四種泡沫活性蛋白任選一種單獨應(yīng)用，應(yīng)用于純生啤酒，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
一種用于啤酒的泡沫活性蛋白的制備與應(yīng)用方法，屬于啤酒泡沫穩(wěn)定劑技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明分別以乳清蛋白、大豆分離蛋白、小麥面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(huán)境中溶解性能優(yōu)良的泡沫活性蛋白。本發(fā)明優(yōu)點是泡沫活性蛋白提取工藝簡單，效果好，生產(chǎn)成本低；其應(yīng)用屬于啤酒生產(chǎn)的后修飾手段，操作方便，可有效提高低度啤酒和純生啤酒的泡沫穩(wěn)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(yōu)先權(quán)日2006年10月18日
發(fā)明者陸健, 曹鈺, 孫軍勇, 孫琳琳, 孔維寶 申請人:江南大學(xué)