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风味稳定性不仅是啤洒的一项非常重要的质量指标,也是啤酒货架寿命的制约因素。当啤酒总包装氧含量低至0.1mg/L时,再进一步减少包装氧含量不能有效阻止啤酒风味恶化的发生,因此,人们认为啤酒的风味稳定性其实是由啤酒本身的内源性抗氧化力所决定的。然而,人们对成品啤酒的研究较多,却忽视了原料本身以及在酿造过程中产生的抗氧化物质对成品啤酒风味稳定性的影响,而筛选高抗氧化力的酿造原料、保护和提高在酿造过程中产生的抗氧化物质则可能是提高成品啤酒风味稳定性的有效措施。本文系统地研究了啤酒大麦、麦芽和成品啤酒的内源性抗氧化力和酚类物质的关系,在酿造过程中他们的变化规律及重要影响因素。并对酚类物质和抗氧化力与老化前驱物的关系和抑制效果、麦汁老化前驱物的产生机理和影响因素作了较为深入的研究,通过提高啤酒内源性抗氧化力和抑制老化前驱物相结合的措施提高了成品啤酒的风味稳定性。研究结果表明:
(1)酚类物质对啤酒的内源性抗氧化力起了主要贡献。其中,儿茶素、总酚含量、阿魏酸和丁香酸对DPPH自由基清除活性、ABTS自由基阳离子自由基清除活性和还原力起了主要贡献,贡献力分别为62.40%、65.03%和64.68%;而儿茶素、丁香酸、总酚含量、阿魏酸和咖啡酸对超氧阴离子自由基清除活性起了主要贡献,贡献力为60.54%;儿茶素、总酚含量,p-香豆酸和原儿茶酸则对金属螯合活性起了主要贡献,贡献力为64.53%。总之,啤酒中的酚类物质对啤酒内源性抗氧化力的贡献力在60%以上。
(2)品种和制麦工艺是影响大麦和麦芽内源性抗氧化力的主要因素。运用主成分分析法筛选出的高抗氧化力大麦品种为甘啤4号、Esterel和武啤1号。使麦芽具有最高还原力的制麦工艺参数为:浸麦时间38.5h、发芽温度17.8℃、焙焦温度85.1℃。将最优制麦工艺应用于两种不同的大麦,与普通工艺相比,可以使麦芽的还原力提高6~10%。
(3)糖化工艺是影响麦汁抗氧化力的重要因素。麦汁具有最高DPPH自由基清除活性的糖化工艺参数为:蛋白质休止温度33℃,投料水pH5.7,料水比1:7,粉碎度18;麦汁具有最高ABTS自由基阳离子清除活性的糖化工艺参数为:蛋白质休止温度41℃,投料水pH5.2,料水比1:5,粉碎度13;麦汁具有最高总酚含量的糖化工艺为:蛋白质休止温度47℃,投料水pH5.4,料水比1:6,粉碎度9。通过验证实验,应用优化的糖化工艺参数可以使麦汁的DPPH自由基清除活性、ABTS自由基阳离子清除活性和总酚含量分别提高8~10%、6~9%和6~8%。
(4)啤酒抗氧化力和酚类物质对啤酒中反-2-壬烯醛含量有显著的抑制作用。不同老化程度啤酒中反-2-壬烯醛、抗氧化力和酚类物质之间有高度显著的负相关性,对反-2-壬烯醛起主要抑制作用的是ABTS自由基阳离子清除活性、原儿茶酸和p-香豆酸,三者的贡献力高达99.04%。
(5)麦芽LOX活性对麦汁壬烯醛力的生成起了重要作用,而大麦品种和制麦工艺是影响麦芽LOX活性的主要因素。啤酒大麦的LOX活性在21~78U/g干物质,平均为47.6U/g干物质。采用长断水浸麦工艺、降低发芽温度、适当提高凋萎温度和焙焦温度有利于降低麦芽中LOX活性。降低成品麦芽中LOX活性的最优制麦工艺参数为:浸麦时间25.0h,发芽温度15.6℃,焙焦温度90.4℃,预测LOX活性最小值为7.04U/g干物质。采用优化的工艺制得麦芽的LOX活性比常规工艺制得麦芽的LOX活性降低了45%~56%。
(6)糖化温度和糖化时间是老化前驱物生成的重要影响因素,65℃左右的温度段是老化前驱物形成的重要阶段。糖化过程中热稳定性因素对老化前驱物的释放和形成具有重要的影响。在糖化温度升至65℃之前将麦糟分离或采用跳跃式糖化法将65℃左右的温度段跳过是抑制麦汁中老化前驱物生成的有效措施。
(7)采用提高麦汁抗氧化力和降低麦汁老化前驱物相结合的糖化工艺进行麦汁制备,发酵后的啤酒与普通工艺啤酒相比,其DPPH自由基清除活性、ABTS自由基阳离子清除活性和还原力分别提高了12.9%、3.4%和3.0%;反-2-壬烯醛含量、羰基化合物和氢过氧化物含量分别降低了16.7%、18.2%和27.1%。在强制老化过程中,优化工艺所得啤洒具有较强的抗氧化和抑制反-2-壬烯醛的能力。