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研究报告
DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.201702002
不同麦芽品种的脂质氧化性能差异分析
黄淑霞2,余俊红3,尹花3,陆健2“,董建军3,胡淑敏3,刘住3
1(江南大学,工业生物技术教育部重点实验室,江苏无锡,214122
2(江南大学生物工程学院,粮食发酵工艺与技术国家工程实验室,江苏无锡,214122)
3(青岛啤酒股份有限公司,啤酒生物发酵工程国家重点实验室,山东青岛,266100)
摘要研究了不同麦芽品种的脂质氧化相关指标分布特点及性能差异,为优选麦芽,提高啤酒新鲜度提供依
据。基于溶液模型,硏究确定了单酚物质阿魏酸、儿茶酸、咖啡酸能抑制脂肪氧合酶( Lipoxygenase,LOX)的催化
作用,金属离子能促进LOX酶作用;随后测定啤酒厂6种常用麦芽品种的11项脂质氧化指标,方差分析显示,不
同麦芽品种的反2-壬烯醛(rans2- nonenal,T2N)、壬烯醛潜力( nonenal potential,NP)、单酚、金属离子之间存在
显著差异;判别分析显示,加麦 Copeland、加麦 Metcalfe和甘啤在脂质氣化指标上较接近;基于主成分分析,建立
脂质氧化综合评价指标,优选出脂质氧化程度低的麦芽。
关键词脂质氧化;脂肪氧合酶;反-2-壬烯醛;壬烯醛潜力;啤酒新鲜度
新鲜度是评价啤酒可饮性的重要指标,其老化机干燥时间、提高蛋白休止温度、降低醪液pH等措施,
理极其复杂,包括脂质氧化、氨基酸的 Strecker降解、使LOX平均降低56%,麦汁T2N含量平均降低
酒花物质的氧化等,其中麦芽中不饱和脂肪酸氧43%日。札幌啤酒公司往麦汁中通入COの2,脂肪酸的
化产生的反2-王烯醛(rams2- nonenal,T2N)是导致中间产物氢过氧化物的量减少了67%。但调整酿
啤酒风味严重败坏、新鲜度下降的重要物质之一,在造工艺有一-定的限制,还需考虑到是否对麦芽或麦汁
啤酒中表现为纸板味,國值仅为0.1g/Le
的其他指标造成影响,从而影响啤酒的质量。如果能
脂质的氧化分为画促氧化和非酶氧化2种方式。从原料源头控制脂质氧化程度,提高原料新鲜度,就
酶促氧化以脂防氧合酶( lipoxygenas,OX)为关键能更有效地降低T2N,进而提高暲酒新鲜度。
酶,研究发现,使用高LOX活力麦芽酿造的啤酒的
札幌啤酒公司通过杂交育种手段获得无ox基
T2N含量较高,两者呈正相关2“3。非酶氧化包括胺
因的大麦品种8?,大幅度降低了T2N含量,但由于
基化合物与醛的加成、光自氧化、醇醛缩合等,后2种价格问题,还没有大面积推广使用。对于啤酒厂来
途径在实际生产中不易控制。GUDO等认为,从
讲,还是希望从目前使用的麦芽中筛选脂质氧化程度
制麦开始,T2N就与胺基化合物加成,作为麦芽的残
低的麦芽品种。
余壬烯醛潜力( nonenal potential,NP),一直存在于成
已有研究表明,不同麦芽品种的LOX活力存在
品麦芽中。 SOPHTEI和 HISAO?等认为,糖化过程
较大差异-。但单纯考虑1L0X活力的差异还不
也是NP形成的重要阶段,在发酵阶段此加成物不会
被酵母还原,在啤酒老化过程中逐步释放出游离
足以筛选低脂质氧化麦芽,一方面因为LOX酶是一
种热敏感酶,提高焙焦温度虽然会大幅度降低IOX
T2N,影响啤酒新鲜度。
活力,但王烯醛前驱体NP可能已经生成,仍然会后
12N含量可以通过优化制麦或糖化工艺来降低。
青岛啤酒公司采取适当提高制麦干燥温度以及延长续影响T2N的生成,也就是说LOX活力高了肯定不
好,但LOX活力低了不ー定就好。有资料显示,将麦
第一作者:博士研究生,高级工程师(陆健教授为通讯作者,E-mil:芽或麦汁NP含量作为预测货架期啤酒2N的指示
jlu@jiangnan.edu.cn)
因子,但没有将麦芽LOX活力、T2N、NP综合考虑
基金项目:国家高技术研究发展(863)计划资助项
(2013AA102109);高等学校学科创新引智计划(111计刘)资
来评价麦芽的脂质氧化程度,不够全面。
助项目(111-2-06);江苏高校优势学科建设工程资助项目;青
另一方面,因为麦芽本身就是一个复杂的氧化还
岛市民生科技计划项目(14-2-3-49-NSH)
原系统,例如麦芽为啤酒贡献了70%~80%的酚类
收稿日期:2016-08-02,改同日期:2016-10-28
物质,尤其是低分子量的单酚类物质对啤酒抗氧化力
7年第43巻第2期(总第350期)5
食品与发酵工业「FPO0 AND FERMENTATION INDUSTRIES
的贡献是非常大的;例如金属离子促进基态氧转变为糖化工艺流程:将麦芽磨成细粉,料水比为1:5,50℃
活性氧,金属离子含量高也会大幅度降低啤酒风味稳休止40min,升温到65℃,保持60min,升温到76℃
定性2-。
后,5000r/min离心10min,得到的上清液即糖化麦
因此,我们需要全面考虑影响脂质氧化的指标,汁。除了LOX活力是测定麦芽样品外,其他指标都
而不是用单一的指标来评价麦芽的脂质氧化程度。是测定的麦汁中含量。
我们筛选了包括L0X活力、3个单酚物质、5个金属1.3.2模拟反应体系的建立
离子、T2N、NP含量在内的11项评价指标。由于这
由于实际麦汁中成分较多,机理复杂,因此构建
些指标中有些是抑制脂质氧化的,比如单酚物质,是底物和LOX酶的体外模拟反应体系,研究在同等
影响脂质氧化的正面因素;而其他指标如金属离子、LOX活力下酚类物质、金属离子对脂质酶促反应的
LOX活力等是影响脂质氧化的负面因素,因此还需影响。
要将所有指标都考虑在内,建立一个综合的评价指
亚油酸是麦芽中最重要的不饱和脂肪酸,因此底
标,用于评判麦芽的脂质氧化程度。
物选择亚油酸。氢过氧化物是亚油酸和LOX酶作用
本研究首先评估单酚和金属离子对脂质氧化的的中间产物,含有共轭双键,在234nm下有紫外吸
影响;其次测定啤酒厂常用麦芽品种的11项脂质氧收。以氢过氧化物的动力学变化作为评价指标,记录
化相关指标,分析其分布特点;并采用多种统计分析5min内吸光值的变化量。
方法如方差分析、相关性分析、判别分析等研究这些1.3.3单酚物质的测定1
脂质氧化指标的相关性,以及基于这些指标,综合分
麦汁经0.22m滤膜过滤后直接进HPLC检测。
析不同麦芽品种之间是否存在明显差异;最后,基于进样量10uL,流动相为0.01%三氟乙酸水溶液和乙
主成分分析,建立麦芽脂质氧化综合评价指标,计算腈混合液,进行梯度洗脱。柱温:30℃。在210nm
综合评价得分,筛选低脂质氧化性能的麦芽。
下检测儿茶酸,在322mm下检测咖啡酸、阿魏酸。
1.3.4金属离子的测定13-?
材料与方法
取10mL样品到聚四氟乙烯复合材料(TFM)消
材料与试剂
解罐中,加入5mL浓硝酸(68%),加盖置于微波消
麦芽:来自中粮大连、大连兴泽、永顺泰等全国解仪中消解,消解完成冷却后去盖,消解液及冲洗液
20多家麦芽厂;单酚标准品(阿魏酸、儿茶酸、咖啡转移至25mL容量瓶中,用去离子水定容待测。稀释
酸),美国 Sigma公司;还原型谷胱甘肽、V。、反-2-王2.5倍,用光谱仪分析,采用外标法定量。
烯醛、亚油酸、对氟苯甲