不同本科对制麦和糖化过程中β-葡聚糖水解的影响

原料大麦中含有的p-葡萄糖苷酶和内β-1—4葡聚糖酶的数量是很重要的。这些酶在浸麦和发芽过程中逐渐增加,包括内β-1—3、1-4葡聚糖酶、内β-1—3葡聚糖酶和外β-1-3葡聚糖酶。外β-1-3葡聚糖酶在发芽过程中很晚才形成,在未完全溶解的麦芽中它可能是-种限制性的酶。三种外葡聚糖酶彼此分离的存在于麦芽中,每-种都表现出对β-1—3键的分解作用。由于内β-1-3、1—4葡聚糖酶是从非还原性末端分解β-1-4键联结的寡糖,这可能是为什么这种寡糖会在麦汁中残留-定数量的第二个原因。金属离子可能是促进外葡聚糖酶敏感性的三个因素之一,如钾离子、钠离子和镁离子。     

制麦和糖化过程中不同β-葡聚糖水解酶的相关性

原料大麦中大量存在β-葡萄糖苷酶和少许的内切-β1-4-葡聚糖酶。这两种酶及内切一β1-3,1-4-葡聚糖酶、内切-β1-3-葡聚糖酶和外切-β1-3-葡聚糖酶在浸麦和发芽过程q-活力均会增加。外切-β1-3-葡聚糖酶由于在发芽阶段才产生,可以与其他酶区分开,它不会造成基质溶解,可能为麦芽中的一种限制性酶。麦芽中有三种外切-葡聚糖酶且都可以降解β1-3糖苷键。内切β-1-3,1-4-葡聚糖酶的降解产物为非还原性末端（从这个末端外切酶接触到底物基质）有B1-4糖苷键的寡糖,这可能也是为什么麦汁中有大量寡糖存在的另一个原因（首先是降解酶产生得较晚）。第三个影响因素可能是外切葡聚糖酶对诸如钾、钠、镁等金属离子较敏感。     

大麦发芽过程中多糖水解酶系的作用

细胞壁降解对发芽大麦中胚乳的代谢起着重要的作用。阿拉伯木聚糖和(1→3，1→4)—β—葡聚糖两者总和超过细胞壁重量的90％。他们的降解需要多糖水解酶和寡糖酶的共同作用。(1→3，1→4)—β—葡聚糖内切酶在降解β—葡聚糖过程中释放出寡糖，寡糖再由β—葡聚糖外切酶和β—葡萄糖苷酶转化为葡萄糖。近来，后两种酶从发芽大麦中得以分离纯化，此足以证明发芽大麦中的(1→3，1→4)—β—葡聚糖外切酶来源于广泛存在于植物细胞中并能水解细胞壁多糖的(1→3)—β—葡聚糖酶。阿拉伯木聚糖的水解液需要一系列的酶，但对此研究较少。(1→4)—β—木聚糖内切酶已被纯化并分离出相应的cDNAs和基因。虽然(1→4)—β—木聚糖内切酶和α—L—阿拉伯呋喃糖苷酶被多次报道，但对它们性质的研究还不深入。     

制麦过程中大麦β-葡聚糖的变化及对麦汁和啤酒中β-葡聚糖含量的影响

观察制麦过程中大麦β-葡聚糖溶解度的变化,研究糖化条件对麦汁和啤酒中β-葡聚糖含量的影响。发芽4～5天后,绿麦芽中可溶性β-葡聚糖部分显著提高。然而,如果麦芽的内源性酶活经加热处理后被抑制,发芽前3天β葡聚糖的溶解一直增加,在之后的阶段开始降低。当提取温度从室温提高到45℃时,可溶性β-葡聚糖部分显著增加。溶解良好和溶解不良的麦芽在不同糖化温度下随着温度从45℃增加到75℃,麦汁中可溶性β-葡聚糖数量增加并最终在啤酒中残留。在任何温度下,由溶解不良麦芽所得麦汁和啤酒中的β-葡聚糖含量都非常高。甚至在低糖化温度下内源性酶也难以完全溶解这些葡聚糖。     

β-葡萄糖苷酶对大麦芽发酵度的影响

本研究将3种纤维素复合酶(羧甲基纤维素酶活与β-葡聚糖酶酶活一样,β-葡萄糖苷酶酶活不同),添加到麦芽糖化过程中。在麦汁中加入酿酒酵母进行发酵,对发酵过程中葡萄糖,麦芽糖,麦芽三糖以及乙醇的含量进行了跟踪测定。在最终啤酒发酵液中,未加酶与三种加酶(β-葡萄糖苷酶加量分别为35﹑125﹑200 IU/kg)组乙醇含量分别为4.68﹑4.98﹑5.05﹑5.22 g/100mL,说明添加β-葡萄糖苷酶能将纤维素β-葡聚糖寡糖进一步分解成为葡萄糖,从而被酵母利用产生更多的乙醇。     

小麦麸皮中β-葡聚糖的分离纯化及组成研究

以小麦麸皮为原料,碱法提取β-葡聚糖。采用硫酸铵沉淀法、DEAE Sepharose CL-6B阴离子交换柱层析法、Sepharose CL-4B凝胶过滤层析法对β-葡聚糖的粗提物进行逐步纯化,得到组分A1和A2。并经紫外分光光度法、高效凝胶渗透色谱法鉴定其纯度,最终获得相对分子质量为4.87×105（纯度为98.57%）的β-葡聚糖A1组分、6.13×104左右（纯度为97.03%）的A2组分。可见,经过一系列的纯化实验,可以获得纯度较高的β-葡聚糖单一组分。采用特异性β-葡聚糖酶对经阴离子交换柱层析获得的β-葡聚糖组分A进行水解,经高效液相色谱法分析其寡糖的组成。结果表明,特异性酶解后的β-葡聚糖组分A主要由麦芽三糖和麦芽四糖组成,除了含有少量葡萄糖外,还含有麦芽糖、麦芽五糖。      

糖化温度和内-β-葡聚糖酶对麦汁中β-葡聚糖含量的影响

无论所用麦芽粉中的内-β-葡聚糖酶活力存在还是被钝化,45℃低温糖化所制麦芽汁中β-葡聚糖含量部极少。而65℃糖化所制的麦芽汁中,β-葡聚糖都大量存在。总的来说,糖化温度比β-葡聚糖释放酶在糖化过程中对β-葡聚糖含量的影响更大。本文将对糖化中物理浸出的β-D-葡聚糖与在制麦过程中通过酶释放和降解的β-D-葡聚糖分别进行讨论。     

发芽后期高温对麦芽品质的影响

在大麦发芽的最后一天,让发芽温度从16℃上升至40℃,对制成的麦芽成品进行常规分析表明,发芽后期高温并不会对麦芽品质造成不利的影响。以这种工艺制成的麦芽很适合用于酿制典型酿酒工艺的啤酒。然而,后期高温(40℃)发芽会使麦芽的内肽酶及内-β-葡聚糖酶的数量相对较低,这两种酶数量偏低有时会给啤酒酿造带来一些问题,尤其在用较多数量粉碎不完全的大麦为辅料时,问题更为突出。     

制麦过程中麦芽β-葡聚糖与还原糖含量的变化

以澳大利亚大麦Gairdner和国产大麦垦啤7号为材料,在16℃、湿度为90%的条件下发芽,研究了制麦过程中麦芽β-葡聚糖含量和还原糖含量的动态变化。对定量测定麦芽的β-葡聚糖,采用了羧甲基纤维素钠代替标准大麦β-葡聚糖的方法,发现二者在550 nm处吸光值呈显著的线性相关,因此该方法方便可行且成本低廉。结果表明:在发芽的前期,麦芽的β-葡聚糖含量快速减少,同时还原糖含量也快速增加;发芽后期,麦芽β-葡聚糖含量下降趋于平缓,而还原糖的增加速度也趋于稳定。同时,在发芽过程中麦芽β-葡聚糖含量和还原糖含量还呈显著的负性相关性。     

啤酒麦芽制造过程中β-葡聚糖含量的变化

β-葡聚糖是由(1,3)和(1,4)糖苷键连接而成的水溶性多糖,其水溶液具有粘性,这不利于麦芽汁的生产.本实验分别对不同产地、不同品种的啤酒原料大麦中p一葡聚糖的含量进行了检测,同时对不同发芽条件下制麦过程中β-葡聚糖含量进行了跟踪检测,并描述了其变化特点.针对这些变化特点进行分析探讨,总结可能导致这些变化的原因.实验结果表明:在发芽过程中β-葡聚糖含量是下降的,但是在干燥过程中,β-葡聚糖含量有所回升.     

不同干燥工艺条件下β-葡聚糖酶活性与麦牙品质关系的研究

以甘啤4号大麦为实验材料,对麦芽干燥工艺过程的凋萎初始温度和焙焦温度,进行二因素三水平全面试验,通过分析测定麦芽关键品质指标,对啤酒大麦芽β-葡聚糖酶活与麦芽品质的关系进行了研究.结果表明:影响β-.葡聚糖酶活力的工艺参数主次顺序为:焙焦温度凋萎初始温度;凋萎初始温度48℃、焙焦温度78℃时大麦芽β-葡聚糖酶活力最高.麦芽中β-葡聚糖酶活与麦芽α-淀粉酶活力、蛋白酶活力、浸出物含量、α-AN和库尔巴哈值指标间存在极显著正相关关系,与麦汁黏度、糖化时间以及β-葡聚糖浓度间存在极显著负相关关系.     

小麦组分含量与小麦芽β-葡聚糖酶活力的相关性分析

跟踪测定了小麦芽常规制麦过程中β-葡聚糖酶活力的变化,分析了不同阶段小麦芽β-葡聚糖酶活与原小麦β-葡聚糖含量、蛋白质含量、淀粉含量之间的相关性.结果表明:绿麦芽β-葡聚糖酶与原小麦β-葡聚糖含量呈负相关(P<0.10);干麦芽β-葡聚糖酶与原小麦β-葡聚糖含量呈显著负相关(P<0.05).绿麦芽、干麦芽β-葡聚糖酶均与原小麦蛋白质含量呈显著负相关(P<0.05).干燥过程中小麦芽β-葡聚糖酶活力增加与小麦水溶蛋白含量成负相关(P<0.10)、与小麦醇溶蛋白含量成显著正相关(P<0.05).     

β-葡聚糖酶对SN1391小麦芽的品质影响研究

以小麦SN1391为试材,按三因素三水平正交设计进行实验得到9组麦芽,通过对麦芽品质分析研究小麦芽β-葡聚糖酶活与麦芽品质的关系。发现小麦芽β-葡聚糖酶活与麦芽浸出物含量、α-淀粉酶活力存在极显著正相关性（P<0.01）;与糖化力、库尔巴哈值、α-AN、蛋白酶活力存在显著正相关性（P<0.05）;与麦汁粘度、糖化力存在显著负相关性（P<0.05）。影响β-葡聚糖酶活力的工艺参数主次顺序为:浸麦度>焙焦温度>发芽温度。浸麦度为47%～48%、发芽温度为15～17℃、焙焦温度为80～81℃时SN1391小麦芽β-葡聚糖酶活力最高。      

β-葡聚糖对啤酒质量的影响

在啤酒生产过程中,β-葡聚糖的释放和分解影响麦汁浸出物的性质、麦汁过滤和啤酒过滤。半纤维素和麦胶物质是构成大麦胚乳细胞壁的重要物质,更进一步可以说是戊聚糖和β-葡聚糖构成了大麦胚乳细胞壁。纤维素酶作用底物萄聚糖、细胞壁、半纤维素。半纤维素酶作用底物戊聚糖和大麦胶。大麦中的β-葡聚糖都是由β-D-葡萄糖通过β-1,4键和β-1,3键连接的直链状多糖,因其分子的不对称性和分子量高,所以表现出高粘度。在发芽过程中,我们曾试图用延长发芽时问的方法来解决大麦中β-葡聚糖含量高的问题,但它导致了啤酒色度高和泡沫稳定性差等问题。现行可用的降低麦芽中β-葡聚糖含量的制麦工艺有:     

制麦条件对大麦发芽过程中β-葡聚糖含量及β-葡聚糖酶变化的影响

本文对大麦发芽时,麦芽中β-葡聚糖酶的产生和β-葡聚糖降解的多种因素进行了试验分析。结果发现,在发芽时控制低温有利于β-葡聚糖酶的生成和β-葡聚糖酶的降解;浸麦水的pH在中性和偏酸性条件下有利于β-葡聚糖酶的产生,但是在pH中性和偏碱性条件下有利于β-葡聚糖的降解;镁离子,锌离子,钾离子和钠离子有助于β-葡聚糖酶的生成及β-葡聚糖的分解;铜离子会抑制β-葡聚糖酶活性及β-葡聚糖的降解。     

啤酒麦芽制造过程中β-葡聚糖含量的变化

β-葡聚糖是由（1,3）和（1,4）糖苷键连接而成的水溶性多糖,其水溶液具有粘性,这不利于麦芽汁的生产。本实验分别对不同产地、不同品种的啤酒原料大麦中β-葡聚糖的含量进行了检测,同时对不同发芽条件下制麦过程中β-葡聚糖含量进行了跟踪检测,并描述了其变化特点。针对这些变化特点进行分析探讨,总结可能导致这些变化的原因。实验结果表明:在发芽过程中β-葡聚糖含量是下降的,但是在干燥过程中,β-葡聚糖含量有所回升。      

霉菌对麦芽品质影响的研究

麦芽是啤酒酿造的主要原料,其表面附着了各类微生物,尤其是受霉菌侵染的麦芽可能引起β-葡聚糖、可溶氮和麦汁黏度升高等问题。本文研究了三种大麦在制麦过程中添加已筛选的大麦自身携带的四种霉菌对麦芽质量的影响,发现链格孢霉和镰孢霉对大麦细胞壁降解和细胞内基质溶解有明显的负作用,导致β-葡聚糖酶活力降低,β-葡聚糖含量增加,麦汁的浊度升高;其中镰孢霉对Gairdner的麦汁浊度影响最大,增加220%;添加镰孢霉的三种麦芽中蛋白酶活力和库值都有所降低,其中国产内蒙麦芽库值下降最多,下降了7.2%。      

小麦籽粒在制麦过程中胚乳降解酶活性变化的研究

为揭示和探讨小麦籽粒在制麦过程中酶活变化的规律,以小麦样品为研究材料,以啤酒大麦品种为对照,采用断水浸麦方式和降温发芽工艺,分析小麦和啤酒大麦籽粒在制麦过程中淀粉酶、蛋白酶、β-葡聚糖酶、极限糊精酶活性的变化规律。结果表明:小麦籽粒在制麦过程中α-淀粉酶活力在发芽中不断增长,并在发芽第3天后快速增长;β-淀粉酶和总淀粉酶的活性变化趋势与啤酒大麦相同,均在发芽第4天达到峰值后下降,而β-淀粉酶活性水平高于α-淀粉酶;β-葡聚糖酶活力一直保持上升趋势;蛋白酶和极限糊精酶的活力在发芽第4天达到峰值后开始下降。啤酒大麦的蛋白酶、β-葡聚糖酶、极限糊精酶的活力在发芽期间一直处于上升趋势,并且在发芽结束后酶活还保持较高的水平;小麦籽粒在发芽后其淀粉酶活力较啤酒大麦高。小麦和啤酒大麦在发芽中的酶活变化有较大的差异;发芽小麦的酶活水平可作为制定合理制麦工艺的重要依据,发芽至第4天的酶活都能保持较高水平。     

小麦籽粒在制麦过程中碳水化合物降解趋势的研究

以小麦品种扬麦13和皖麦38为研究对象,以啤酒大麦为对照,通过微型制麦工艺(断水浸麦方式、降温式发芽、低温干燥绿麦芽),较为系统的分析了制麦过程中小麦籽粒淀粉降解的趋势,讨论小麦品种的制麦特性以及淀粉降解的机理.结果表明,制麦过程中淀粉含量和直链淀粉含量下降较为缓慢;还原糖的含量变化总体为上升趋势;β-葡聚糖含量下降速度较快,且在发芽结束后小麦样品的β-葡聚糖含量小于啤酒大麦;戊聚糖含量在发芽的前3天内呈下降趋势,但发芽第4天有较大程度的增长,发芽结束后小麦样品中的戊聚糖含量小于啤酒大麦;浸出物在发芽初期以较高速度增加,在发芽后期上升较为缓慢;黏度在制麦中变化幅度较小,呈逐渐下降趋势;通过电子扫描电镜观察淀粉颗粒在制麦过程中的变化发现,小麦麦芽的胚乳结构越来越疏松,在发芽前期只要是蛋白质和大颗粒淀粉的降解,在发芽后期小颗粒淀粉的降解速度较快.由结果可知,小麦和啤酒大麦在制麦过程中碳水化合物的变化有较大差异;小麦发芽结束后除β-葡聚糖含量、戊聚糖含量小于啤酒大麦,其他指标均高于啤酒大麦;β-葡聚糖和戊聚糖含量不是造成小麦麦芽汁具有较高黏度的主要原因.     

燕麦β-葡聚糖的结构研究

采用紫外光谱、红外光谱、核磁共振、原子力显微镜观察等现代分析手段以及特异性β-葡聚糖酶水解,研究了燕麦β-葡聚糖提取物组分POG-1A的结构特性.结果表明,POG-1A是由D-吡喃葡萄糖残基通过β-（1→3）和β-（1→4）糖苷键连接成的线性均一多糖,其中β-（1→3）和β-（1→4）键的比例为1：2.4;特异性β-葡聚糖酶水解后主要的酶解产物为纤维三糖和纤维四糖,它们占90.91%;原子力显微镜显示POG-1A的高级结构为复杂的网络状结构,酶解以后的产物为链长不等的聚集物.