CN103194345B - 一种新型高效啤酒固体复合酶 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型高效啤酒固体复合酶，属啤酒酶制剂领域。所述复合酶是由淀粉酶，蛋白酶，半纤维素酶，酯酶，氧化酶，氯化锌，氯化钙，硫酸钠，氯化镁科学复配而成。本发明在全面复配麦芽酶系的基础上，添加无机盐作为激活剂，创造了酶催化作用的最佳条件，充分发挥了麦芽中自带酶和外加酶的活力，彻底有效的分解了麦芽中淀粉、蛋白质、半纤维素、脂肪等大分子物质，使得糖化麦汁组份更科学、更合理，不但提高了啤酒的产量，而且大大提高了啤酒的非生物稳定性，同时，由于选择性无机盐激活剂的引入，使得麦汁中含有充足的有利于酵母生长和繁殖的无机盐离子，有效降低了发酵液中挥发酸、醛类及双乙酰等有害发酵副产物的含量。

Description

一种新型高效啤酒固体复合酶

技术领域

本发明涉及啤酒酶制剂领域，具体是指一种新型高效啤酒固体复合酶。

背景技术

啤酒营养丰富，酒精含量低，以其特有的泡沫和特殊的香味，深受广大消费者喜爱，啤酒中含有人体必须的维生素、氨基酸和碳水化合物等营养物质，适量的饮用啤酒有利于人体健康，故享有“液体面包”的美名。

我国啤酒业发展迅速，啤酒产量已连续几年位居世界首位，但遗憾的是，国产大麦的发展却出现了徘徊不前的窘况。其根本原因是受土质、气候、品种、发芽方法、工艺条件等的制约，国产麦芽的品质一直较低。大的啤酒集团不惜高价进口一类澳麦和法麦为啤酒生产原料，国产大麦由于受诸多因素影响，本身的淀粉酶、蛋白酶、半纤维素酶、磷酸酯酶、氧化还原酶等在发芽过程中分泌不足，导致啤酒麦芽中β-葡聚糖、半纤维素、蛋白质等含量过高，造成糖化后麦汁质量和产量双低，不能生产高端啤酒。

另外，在2012（第十届）中国郑州啤酒原料市场分析研讨会上，来自法国、澳大利亚、新加坡、瑞士、北京、保定、中储粮总公司、中国酒业协会啤酒原料专业委员会等国内外啤酒原料行业的专家分析，自2012年5月以来，美国、黑海地区等出现历史罕见的干旱，全球农产品价格出现暴涨，大豆、豆粕等品种创出历史最高价，价格出现剧烈波动。时至九月，随着美联储推出第三轮量化宽松政策的可能性加大，时间可能提前，外汇市场的波动也明显加大。大麦在过去几年由于全球金融环境和极端天气等因素的影响，也出现了过去十几年罕见的巨幅波动，无论是国内大麦生产，还是进口大麦的采购，前景令人堪忧。据国内啤酒行业权威专家预测2013年我国的啤酒原料主体有可能完全转向进口或基本依赖进口。啤酒酿造主要原料大麦芽价格的高升，直接影响到啤酒企业的生产成本及啤酒产量。在啤酒行业竞争日益激烈的形势下，国内各大啤酒厂面临着严峻的考验。

在这种形势下，原料中添加小麦芽及淀粉质辅料成为啤酒企业的主要选择。在大麦芽质量较差以及添加淀粉质辅料较多的情况时，酶制剂的添加成为一种需要。

目前有些酶制剂厂家也生产了啤酒复合酶并应用于啤酒酿造，但所加工的复合酶只是将大麦芽酶系中不同种类的酶制剂按照一定比例简单混合，无论做怎样的调整和复配都不能从根本上解决提高酶活力的问题，仍然不能弥补国产麦芽相对于进口麦芽的不足，导致应用于啤酒生产虽然有一定效果但不明显，不能有效提高啤酒的产量和质量，如何生产一种真正的高效啤酒复合酶是当前所有酶制剂生产厂家迫在眉睫的首要任务和快速提升企业经济效益的方向和机遇。

发明内容

国产麦芽质量较差的主要原因是国产大麦有些无机金属离子组成及含量不平衡，导致在麦芽制造过程中麦芽的内源酶如淀粉酶、蛋白酶、半纤维素酶、磷酸酯酶、氧化还原酶等在发芽过程中分泌不足，致使啤酒麦芽中β-葡聚糖、半纤维素、蛋白质等含量过高，造成糖化后麦汁质量和产量双低；杨立华等在研究发现在大麦制麦过程中钠、钾、钙、镁、锌等无机金属离子对制麦酶系的酶活力有明显的抑制和激活的作用,另外,麦芽中金属离子组成及含量对麦汁中的离子含量及酵母和发酵过程有很大的影响,从而影响啤酒的质量和风味。为了弥补以上大麦芽酶系种类和含量的不足，可以通过外加酶制剂进行糖化的方法提高麦汁的产量和质量，虽然酿造水中存在一些无机金属离子，但种类和含量严重不足，使得糖化醪中无机金属离子仍不平衡，外加酶制剂催化作用环境受限，酶活力难以充分发挥，再加上酶制剂在运输、贮藏和使用过程中酶活力受环境因素影响极大，往往在现场使用时其效力已大打折扣，液体复合酶尤为严重。

本发明的目的是克服现有啤酒复合酶的缺陷，针对国产麦芽存在酶活力不足、内源酶较少和外加酶催化作用不足、易失活等问题，首先根据国产麦芽酶系的缺陷全面复配麦芽酶系，然后向复配酶中添加可以激活酶活力的无机盐离子并均匀混合，充分发挥了麦芽自身酶和外加酶活力，不仅有效提高了糖化麦汁的产量，而且大大降低了发酵液中有害副产物的产生，提高了啤酒质量，提高了酵母活力。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种新型高效啤酒固体复合酶由酶制剂和激活剂均匀混合而成。

所述酶制剂和激活剂均为固体粉末。

所述酶制剂和激活剂的质量比为1-5:1。

所述酶制剂是由如下质量份数的酶制剂均匀混合而成：

淀粉酶15-35份，蛋白酶15-30份，半纤维素酶15-30份，酯酶10-15份，氧化酶10-15份。

所述淀粉酶是由以下质量百分比组成的酶制剂均匀混合而成：

30%真菌α-淀粉酶，30%葡萄糖酶（糖化酶），15%β-淀粉酶，10%中温α-淀粉酶，

10%普鲁兰酶，5%R-酶。

所述蛋白酶是由以下质量百分比组成的酶制剂均匀混合而成：

30%木瓜蛋白酶，20%中性蛋白酶，20%酸性蛋白酶，10%菠萝蛋白酶，10%脯氨酸蛋白酶，10%无花果蛋白酶。

所述半纤维素酶是由以下质量百分比组成的酶制剂均匀混合而成：

40%耐温β-葡聚糖复合酶，,30%β-葡聚糖复合酶，10％甘露聚糖酶，10％的木聚糖酶，10％的戊聚糖酶。

所述酯酶是由以下质量百分比组成的酶制剂均匀混合而成：

50%酸性磷酸酶，30%脂肪酶，20%磷酸酯酶。

所述氧化酶是由以下质量百分比组成的酶制剂均匀混合而成：

50%超氧化岐化酶（SOD），50%葡萄糖氧化酶。

所述激活剂是由如下质量组份的无机盐均匀混合而成：

氯化锌30-40份，氯化钙10-20份，硫酸钠10-20份，氯化镁5-10份。

使用方法：

糖化阶段将本发明啤酒复合酶制剂加入糖化锅

添加量：根据麦芽质量的不同和酿造辅料的比例高低，添加量为麦芽干重的0.03-0.06%；

作用条件：最适PH值4.5-5.5；最适温度35-65℃；最佳料水质量比1:4.5-5.5。

首先准确称量啤酒复合酶，加入5倍的50-60℃糖化用水于不锈钢容器内，充分搅拌溶解5min，在糖化锅投料前5-10min加入糖化锅，然后开启糖化锅搅拌10min，进行正常糖化工艺。

有益效果：

本发明在全面复配麦芽酶系的基础上，添加无机盐作为激活剂，创造了酶催化作用的最佳条件，充分发挥了麦芽中自带酶和外加酶的活力，彻底有效的分解了麦芽中淀粉、蛋白质、半纤维素、脂肪等大分子物质，使得糖化麦汁组分更科学、更合理，不但提高了啤酒的产量，而且大大提高了啤酒的非生物稳定性，同时，由于选择性无机盐激活剂的引入，使得麦汁中含有充足的有利于酵母生长和繁殖的无机盐离子，如锌离子对酵母非常重要，锌可激活多种酶，促进细胞合成蛋白质，促进酵母增殖，又是脱氢酶的组成部分，明显的增进酵母的凝集和发酵，有效降低发酵液中挥发酸、醛类及双乙酰等有害发酵副产物的含量。

本发明所添加的激活剂对啤酒酿造的重要作用：

虽然地下水中含有大量无机盐离子，但为了提高成品啤酒口感、泡沫性能、非生物稳定性等重要的质量指标，几乎所有啤酒生产厂家都会采用不同的水处理方式将地下水或自来水进行处理，以得到符合啤酒酿造标准的酿造用水，不论采用怎样的水处理方式，最终酿造用中对酶制剂有重要激活作用和对酵母生长有重要意义的无机盐离子含量很低，阻碍了酶制剂酶活力的充分发挥和啤酒酵母的正常生长和繁殖，对提高啤酒产量和质量都非常不利，本发明根据国内酿造用水的缺陷，在啤酒复合酶制剂中科学复配无机盐激活剂，有效提高了啤酒的产量和质量，解决了国产麦芽在啤酒酿造中的质量缺陷。

1.氯化锌：加入麦汁中有效溶解游离出锌离子，锌离子对酵母非常重要，锌可激活多种酶，促进细胞合成蛋白质，促进酵母增殖，又是脱氢酶的组成部分，明显的增进酵母的凝集和发酵，有效降低发酵液中挥发酸、醛类及双乙酰等有害发酵副产物的含量，锌离子在麦汁中含量应确保0.15-0.20mg/L。锌离子的浓度每增加5mg/L,麦汁中α–氨基氮和氨基酸的量分别升高了3.5mg/L、56mg/L。5mg/L的锌离子使发酵液中双乙酰、乙醛的量都下降了25%。

2.氯化钙、氯化镁：加入麦汁中有效溶解游离出钙、镁离子，钙镁离子能促进带负电荷的蛋白质颗粒形成盐桥絮凝，也能降低蛋白质的表面电荷，促进沉淀，有利于麦汁煮沸澄清，并且淀粉酶特别是耐高温α-淀粉酶作用的发挥，必须有足够的钙离子做保护，方可发挥最佳效果，同时适当浓度的钙镁离子会有效提高麦汁中α–氨基氮和氨基酸的含量，降低发酵中中双乙酰含量，钙镁离子在麦汁中含量应确保50-200mg/L。钙离子的浓度每增加100mg/L,麦汁的pH值下降0.2个单位,α–氨基氮和氨基酸的量分别升高了5.8mg/L、88mg/L,麦汁的原浓提高了0.08°P;双乙酰的量降低了12%,高级醇升高了10%,酒精度升高了5%,发酵度上升了6%；镁离子的浓度为50mg/L时,双乙酰的量降低了22%,发酵度提高了3%。

3.硫酸钠：加入麦汁中有效溶解游离出钠离子，酿造水中的钠离子在100～200mg/L对啤酒酿造有利,钠离子的浓度每增加100mg/L,麦汁的原浓升高0.03°P,双乙酰的含量量降低了10%。

在现有啤酒复合酶的组成基础上，本发明啤酒复合酶增加了R-酶、无花果蛋白酶、脂肪酶、酸性磷酸酶、磷酸酯酶、超氧化岐化酶（SOD）、葡萄糖氧化酶等对维持啤酒麦芽酶系的构成和协同作用有重大意义的啤酒酶：

1.R-酶：最适PH值5.3，温度40℃，70℃仍不失活，可将支链淀粉、界限糊精水解为短链糊精、少量麦芽糖和麦芽三糖，在与β-淀粉酶协同作用下进一步分解为麦芽糖。

2.无花果蛋白酶：跟菠萝蛋白酶、木瓜蛋白酶一样属植物蛋白酶，国外啤酒厂家普遍采用，更适合啤酒麦芽中蛋白质的降分解。

3.脂肪酶：大麦中虽有此酶，但制麦后损失较大，可有效降解麦芽中的脂肪及甘油三酸脂或简单的酯类，有利于啤酒中泡沫的维持，对有些脂肪含量较高的啤酒酿造辅料（如玉米淀粉糖浆等）更重要。

4.超氧化岐化酶（SOD）：大麦中虽有此酶，但制麦后几乎全部被破坏，能对由生物体内由各种途径产生的超氧自由基起到歧化作用，从而解除自由基的毒性。

5.葡萄糖氧化酶：大麦中虽有此酶，但制麦后损失70%，可催化氧与葡萄糖生成葡萄糖酸内酯而消耗溶解氧，因而起到抗氧化剂的作用，以防止啤酒氧化，延长保质期。

6.酸性磷酸酶：大麦中含量很小，对调节麦汁的PH值有重要作用。

7.磷酸酯酶：可以催化酸和醇生成酯类，提高啤酒中呈香呈味物质的含量。

具体实施方式

下面通过具体的实施方案叙述本发明中一种新型高效啤酒固体复合酶，除非特别说明，本发明中所用的技术手段均为本领域技术人员所公知的方法。另外，实施方案应理解为说明性的，而非限制本发明的范围，本发明的实质和范围仅由权利要求书所限定。对于本领域技术人员而言，在不背离本发明实质和范围的前提下，对这些实施方案中的物料成分和用量进行的各种改变或改动也属于本发明的保护范围。

实施例1

首先准确称取固体粉末酶制剂淀粉酶35份，蛋白酶30份，半纤维素酶30份，酯酶15份，氧化酶15份，均匀混合得混合酶制剂；然后准确称取氯化锌40份，氯化钙20份，硫酸钠20份，氯化镁10份均匀快速混合得激活剂；最后将混合酶制剂与激活剂按照质量比5:1快速均匀混合、真空包装既得新型高效啤酒固体复合酶。

（1）使用方法：

糖化阶段将本发明啤酒复合酶制剂加入糖化锅：

首先准确称量啤酒复合酶，加入5倍的50℃糖化用水于不锈钢容器内，充分搅拌溶解5min，在糖化锅投料前5-10min加入糖化锅，然后开启糖化锅搅拌10min，进行正常糖化工艺。

添加量：以甘肃景泰一级啤酒麦芽为例，添加量为麦芽干重的0.05%。

作用条件：麦芽醪最适PH值5.2；蛋白休止温度50℃、时间90min；最佳料水质量比1:5。混合糖化醪（麦芽醪与糊化醪混合）最适PH值5.4；糖化温度64℃；糖化时间60min。

（2）使用效果：

酿造10°淡爽型啤酒糖化阶段效果对照表

酿造10°淡爽型啤酒发酵阶段效果对照表

实施例2

首先准确称取固体粉末酶制剂淀粉酶25份，蛋白酶20份，半纤维素酶20份，酯酶12份，氧化酶12份，均匀混合得混合酶制剂；然后准确称取氯化锌35份，氯化钙15份，硫酸钠15份，氯化镁8份均匀混合得激活剂；最后将混合酶制剂与激活剂按照质量比2:1快速均匀混合、真空包装既得新型高效啤酒固体复合酶。

实施例3

首先准确称取固体粉末酶制剂淀粉酶15份，蛋白酶15份，半纤维素酶15份，酯酶10份，氧化酶10份，均匀混合得混合酶制剂；然后准确称取氯化锌30份，氯化钙10份，硫酸钠10份，氯化镁5份均匀混合得激活剂；最后将混合酶制剂与激活剂按照质量比1:1快速均匀混合、真空包装既得新型高效啤酒固体复合酶。

Claims (2)

1.一种新型高效啤酒固体复合酶,由酶制剂和激活剂均匀混合而成，所述酶制剂和激活剂均为固体粉末，所述酶制剂和激活剂的质量比为1-5:1；

所述酶制剂是由如下质量份数的酶制剂均匀混合而成：淀粉酶15-35份，蛋白酶15-30份，半纤维素酶15-30份，酯酶10-15份，氧化酶10-15份；

所述淀粉酶是由以下质量百分比组成的酶制剂均匀混合而成：30%真菌α-淀粉酶，30%葡萄糖酶，15%β-淀粉酶，10%中温α-淀粉酶，10%普鲁兰酶，5%R-酶；

所述蛋白酶是由以下质量百分比组成的酶制剂均匀混合而成：30%木瓜蛋白酶，20%中性蛋白酶，20%酸性蛋白酶，10%菠萝蛋白酶，10%脯氨酸蛋白酶，10%无花果蛋白酶；

所述半纤维素酶是由以下质量百分比组成的酶制剂均匀混合而成：40%耐温β-葡聚糖复合酶，,30%β-葡聚糖复合酶，10％甘露聚糖酶，10％的木聚糖酶，10％的戊聚糖酶；

所述酯酶是由以下质量百分比组成的酶制剂均匀混合而成：50%酸性磷酸酶，30%脂肪酶，20%磷酸酯酶；

所述氧化酶是由以下质量百分比组成的酶制剂均匀混合而成：50%超氧化岐化酶，50%葡萄糖氧化酶；

所述激活剂是由如下质量组份的无机盐均匀混合而成：氯化锌30-40份，氯化钙10-20份，硫酸钠10-20份，氯化镁5-10份。

2.根据权利要求1所述的一种新型高效啤酒固体复合酶的复配方法，其特征在于，所述复合酶由酶制剂和激活剂均匀混合而成；

所述酶制剂和激活剂均为固体粉末，所述酶制剂和激活剂的质量比为1-5:1；

所述酶制剂是由如下质量份数的酶制剂均匀混合而成：淀粉酶15-35份，蛋白酶15-30份，半纤维素酶15-30份，酯酶10-15份，氧化酶10-15份；

所述淀粉酶是由以下质量百分比组成的酶制剂均匀混合而成：30%真菌α-淀粉酶，30%葡萄糖酶，15%β-淀粉酶，10%中温α-淀粉酶，10%普鲁兰酶，5%R-酶；

所述蛋白酶是由以下质量百分比组成的酶制剂均匀混合而成：30%木瓜蛋白酶，20%中性蛋白酶，20%酸性蛋白酶，10%菠萝蛋白酶，10%脯氨酸蛋白酶，10%无花果蛋白酶；

所述半纤维素酶是由以下质量百分比组成的酶制剂均匀混合而成：40%耐温β-葡聚糖复合酶，30%β-葡聚糖复合酶，10％甘露聚糖酶，10％的木聚糖酶，10％的戊聚糖酶；

所述酯酶是由以下质量百分比组成的酶制剂均匀混合而成：50%酸性磷酸酶，30%脂肪酶，20%磷酸酯酶；

所述氧化酶是由以下质量百分比组成的酶制剂均匀混合而成：50%超氧化岐化酶，50%葡萄糖氧化酶；

所述激活剂是由如下质量组份的无机盐均匀混合而成：氯化锌30-40份，氯化钙10-20份，硫酸钠10-20份，氯化镁5-10份；

首先准确称取所述质量份数的固体粉末酶制剂淀粉酶，蛋白酶，半纤维素酶，酯酶，氧化酶，均匀混合得混合酶制剂；然后准确称取所述质量份数的氯化锌，氯化钙，硫酸钠，氯化镁均匀快速混合得激活剂；最后将混合酶制剂与激活剂按照所述质量比快速均匀混合、真空包装既得新型高效啤酒固体复合酶。