專利名稱：：一種提高啤酒釀造工藝穩(wěn)定性的方法及其專用復(fù)合酶的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種提高啤酒釀造工藝穩(wěn)定性的方法及其專用復(fù)合酶，特別是以酶制劑為糖化促進(jìn)劑提高啤酒釀造工藝穩(wěn)定性的方法。
背景技術(shù)：
：大麥麥芽中除含有6070%的淀粉外，還含有蛋白質(zhì)、纖維素、β-葡聚糖、戊聚糖等多種物質(zhì)。傳統(tǒng)啤酒釀造只利用大麥發(fā)芽時(shí)產(chǎn)生的酶系，麥芽的某些內(nèi)源酶(如葡聚糖酶、纖維素酶、半纖維素酶等)在大麥發(fā)芽時(shí)合成的酶活力不足，麥芽干燥過程中，這類酶又遭到不同程度的破壞，使得麥芽的溶解性降低，致使在啤酒釀造中產(chǎn)生一系列的問題，主要為麥芽中的不溶性β-葡聚糖及戊聚糖不僅成為過濾時(shí)的粘性障礙物，在過濾工藝中造成過濾速度慢，麥汁容易氧化，也會造成麥汁中浸出物含量的損失；β“葡聚糖的殘留是造成啤酒混濁、泡沫持久力減少和掛杯力不強(qiáng)的主要原因之一；原料中的蛋白質(zhì)不能有效分解，變性沉淀時(shí)阻礙過濾速度，且使麥汁中α-氨基氮含量偏低，造成麥汁的發(fā)酵度低。這些都將對啤酒釀造工藝的穩(wěn)定性造成嚴(yán)重影響。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是一種提高啤酒釀造工藝穩(wěn)定性的方法及其專用復(fù)合酶。本發(fā)明提供的提高啤酒釀造工藝穩(wěn)定性的專用復(fù)合酶，由葡聚糖酶、纖維素酶、木聚糖酶、中性蛋白酶和α-淀粉酶組成。所述每克復(fù)合酶中所含各組分的酶活分別為β-葡聚糖酶30005000，優(yōu)選4000-4500；纖維素酶10002500，優(yōu)選1500-2000；木聚糖酶30004500，優(yōu)選3500-4000；中性蛋白酶2000025000，優(yōu)選15000-20000；α-淀粉酶1000014000，優(yōu)選12000-13000。其中，β-葡聚糖酶的耐熱溫度為50_75°C，α-淀粉酶的耐熱溫度為70_95°C；中性蛋白酶的PH值為5.5-8.0。該復(fù)合酶中各組分的酶活，是按照如下方法進(jìn)行測定的β-葡聚糖酶在50°C，pH值為5.0條件下，每分鐘從濃度為4g/L的β-葡聚糖溶液中降解釋放ιμmol還原糖所需要的酶量為一個(gè)酶活力單位。纖維素酶在50°C，pH值為4.8條件下，每小時(shí)水解88/1羧甲基纖維素鈉底物，產(chǎn)生出相當(dāng)于Img葡萄糖的還原糖量為1個(gè)酶活力單位。木聚糖酶在50°C，pH值為6.5條件下，每分鐘從濃度為10g/L燕麥木聚糖溶液中降解釋放ιμmol木糖所需要的酶量為1個(gè)酶活力單位。中性蛋白酶在40°C，pH值為7.5條件下，每分鐘水解10g/L酪素溶液產(chǎn)生1μg酪氨酸所需要的酶量為1個(gè)酶活單位。α-淀粉酶在70°C，pH值為6.0條件下，每分鐘液化Img可溶性淀粉為糊精所需要的酶量為1個(gè)酶活單位。本發(fā)明提供的提高啤酒釀造工藝穩(wěn)定性的方法，是在啤酒釀造的糖化步驟中，在原料中添加上述復(fù)合酶。該復(fù)合酶的添加量為原料干重的0.01%0.20%。其中，所用原料即為啤酒釀造工藝中的常規(guī)原料，其主要成分為麥芽，輔料為大麥、大米或小麥。該方法具體可為在糖化步驟開始時(shí)，將上述復(fù)合酶一次性添加至糖化罐中。復(fù)合酶中的纖維素酶、β-葡聚糖酶和木聚糖酶協(xié)同作用能夠疏松大麥胚乳細(xì)胞壁，降解β-葡聚糖、戊聚糖等高分子粘性多糖為小分子糊精類物質(zhì)，使麥芽汁粘度降低，大大縮短麥芽汁和啤酒的過濾速度；并促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)容物的外溢，加快糖化速度，提高原料利用率，提高麥汁透明度，改善啤酒膠體穩(wěn)定性。使用中性蛋白酶，隨機(jī)從內(nèi)部切割蛋白質(zhì)長鏈，產(chǎn)物主要為α-氨基氮和中分子含氮物質(zhì)，在增加總氮的同時(shí)，還分解麥汁中的高分子氮，從而增加低分子氮的含量，使麥汁中的含氮物質(zhì)在組份中比例更加合理，有助于提高啤酒的品質(zhì)。同時(shí)以耐高溫α-淀粉酶進(jìn)行輔助分解，進(jìn)一步提高糖化效率，加強(qiáng)淀粉、蛋白質(zhì)的分解轉(zhuǎn)化，降低洗糟殘?zhí)?。從而保證高浸出物得率、麥汁和啤酒的有效過濾和良好的可發(fā)酵性，以此來提高啤酒釀造工藝的穩(wěn)定性，提高啤酒質(zhì)量，增加其附加產(chǎn)值。本發(fā)明針對現(xiàn)有工藝中對啤酒釀造工藝穩(wěn)定性造成影響的問題，開發(fā)出一種適合于啤酒釀造工業(yè)應(yīng)用的復(fù)合酶制劑，通過添加一定量的復(fù)合酶補(bǔ)充原料中內(nèi)源酶活力不足，從而提高麥芽汁α-氨基氮含量和含氮總量，提高麥芽汁和啤酒過濾速度、浸出物得率以及良好的可發(fā)酵性，從而保證啤酒釀造工藝的穩(wěn)定性，提高啤酒質(zhì)量。實(shí)驗(yàn)表明，利用本發(fā)明工藝處理過的原料生產(chǎn)的啤酒，符合國家標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明提供的方法主要應(yīng)用于啤酒釀造的糖化工藝，操作簡單方便。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但本發(fā)明并不限于以下實(shí)施例。實(shí)施例1、協(xié)定法糖化加酶試驗(yàn)按照《啤酒分析檢測技術(shù)》(化學(xué)工業(yè)出版社，董小雷主編，2008年7月)中的協(xié)定法進(jìn)行糖化加酶試驗(yàn)。稱取粉碎麥芽50.Og放入已知質(zhì)量的糖化杯中，稱取0.Olg本發(fā)明提供的復(fù)合酶，用少量溫水溶解后加入到糖化杯中，加入200mL蒸餾水(一般為4647°C)，使混合后溶液溫度恰好達(dá)到45°C左右，于80IOOrpm下保溫30min。其中，所用復(fù)合酶中各組分名稱及各組分的酶活分別為耐溫β-葡聚糖酶4000-4500U/g；纖維素酶(由外切β_1，4葡聚糖酶、內(nèi)切β_1，4葡聚糖酶和β_1，4葡萄糖苷酶組成；購自肇東市日成酶制劑有限公司，產(chǎn)品編號為203201F):1500-2000U/g；木聚糖酶3500_4000U/g；中性蛋白酶15000-20000U/g；耐高溫α-淀粉酶12000_13000U/g。以每分鐘升溫1°C的速度加熱水浴，在25min內(nèi)升至70°C，此時(shí)于杯內(nèi)加入100mL70°C水，保持恒溫。在70°C保溫Ih后沖洗攪拌器，取出糖化杯，在1015min內(nèi)急速冷卻到室溫。用水沖洗攪拌器，擦干糖化杯壁處水分，補(bǔ)加水使其內(nèi)容物準(zhǔn)確質(zhì)量為450g。用玻璃棒攪拌均勻后，以中速濾紙過濾，最初濾出的IOOmL濾液返回重濾。對照組為不加復(fù)合酶的實(shí)驗(yàn)，操作步驟同加酶組。試驗(yàn)中測定各項(xiàng)目的結(jié)果如表1所示。由表1可知，加入復(fù)合酶后，β-葡聚糖含量降低84.23%，黏度降低16.39%，無水浸出率也有一定程度的提高，從而提高了麥汁的過濾速度和發(fā)酵度，保證了啤酒釀造工藝的穩(wěn)定性。表1、協(xié)定法糖化加酶試驗(yàn)結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>實(shí)施例2、100L糖化罐中加酶應(yīng)用試驗(yàn)利用麥芽為主要原料，輔以原料總重25%的大米，在100L糖化罐中進(jìn)行試驗(yàn)。稱取15kg麥芽，粉碎后加入糖化罐中，稱取3g本發(fā)明提供的復(fù)合酶，用少量溫水溶解后加入到糖化罐中；稱取5kg大米粉碎后加入到糊化鍋中，加入1.25mLa-淀粉酶(20000U/mL)；其中，加入α-淀粉酶可使大米中淀粉液化，有利于將醪液從糊化鍋輸送到糖化鍋，并且提高大米中淀粉對可發(fā)酵性糖轉(zhuǎn)化率。按照《啤酒工業(yè)手冊(修訂版)》(管敦儀主編，中國輕工業(yè)出版社，2007年1月)中提供的雙醪二次煮出糖化法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。其中，所用復(fù)合酶中各組分名稱及各組分的酶活分別為耐溫β-葡聚糖酶:4000-4500U/g；纖維素酶:1500-2000U/g；木聚糖酶:3500_4000U/g；中性蛋白酶15000-20000U/g；耐高溫α-淀粉酶12000_13000U/g。另外，對照組實(shí)驗(yàn)為不加復(fù)合酶的實(shí)驗(yàn)組，其它操作方法同加酶組實(shí)驗(yàn)。測定項(xiàng)目及結(jié)果如表2所示。結(jié)果表明，加入復(fù)合酶后對麥汁中β-葡聚糖的降解效果是非常顯著的，可明顯降低麥汁的黏度，使麥汁中葡聚糖的含量和黏度下降到控制范圍以內(nèi)，從而保證釀酒工藝的穩(wěn)定性。表2、100L糖化罐中加酶應(yīng)用試驗(yàn)結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>權(quán)利要求一種提高啤酒釀造工藝穩(wěn)定性的專用復(fù)合酶，由β-葡聚糖酶、纖維素酶、木聚糖酶、中性蛋白酶和α-淀粉酶組成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合酶，其特征在于所述每克復(fù)合酶中所含各組分的酶活分別為β-葡聚糖酶30005000U/g；纖維素酶10002500U/g；木聚糖酶30004500U/g；中性蛋白酶2000025000U/g；α-淀粉酶1000014000U/g。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)合酶，其特征在于所述每克復(fù)合酶中所含各組分的酶活分別為β-葡聚糖酶4000-4500U/g；纖維素酶1500-2000U/g；木聚糖酶3500-4000U/g；中性蛋白酶15000-20000U/g；α-淀粉酶12000-13000U/g。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的方法，其特征在于所述β-葡聚糖酶的耐熱溫度為50_75°C，所述α-淀粉酶的耐熱溫度為70-95°C。5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的方法，其特征在于所述中性蛋白酶的pH值為5.5-8.O06.一種提高啤酒釀造工藝穩(wěn)定性的方法，包括糖化步驟；其特征在于在所述糖化步驟中，向原料中添加權(quán)利要求1-5任一所述的復(fù)合酶。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于所述原料為麥芽或麥芽與大麥、大米和/或小麥的混合物。8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的方法，其特征在于所述復(fù)合酶的添加量為原料干重的0.01%0.20%。9.根據(jù)權(quán)利要求6-8任一所述的方法，其特征在于所述添加復(fù)合酶的方法為在糖化步驟開始時(shí)，將權(quán)利要求1-5任一所述的復(fù)合酶一次性添加至糖化罐中。全文摘要本發(fā)明公開一種提高啤酒釀造工藝穩(wěn)定性的方法及專用復(fù)合酶。該復(fù)合酶的各組分及每克復(fù)合酶中含有的酶活(U/g)分別為耐溫β-葡聚糖酶3000～5000，纖維素酶1000～2500，木聚糖酶3000～4500，中性蛋白酶20000～25000，耐高溫α-淀粉酶10000～14000。本發(fā)明提供的提高啤酒釀造工藝穩(wěn)定性的方法，是在糖化開始時(shí)將上述復(fù)合酶添加至糖化罐中。本發(fā)明將復(fù)合酶應(yīng)用于啤酒釀造的糖化工藝，能夠提高麥芽汁α-氨基氮含量和含氮總量，提高麥芽汁和啤酒過濾速度以及良好的可發(fā)酵性，從而保證啤酒釀造工藝的穩(wěn)定性，提高啤酒質(zhì)量。本發(fā)明提供的方法主要應(yīng)用于啤酒釀造的糖化工藝，操作簡單方便。文檔編號C12N9/26GK101824402SQ20091007883公開日2010年9月8日申請日期2009年3月3日優(yōu)先權(quán)日2009年3月3日發(fā)明者吳培均,李富偉,王鵬銀,黃輝申請人:北京挑戰(zhàn)生物技術(shù)有限公司