大麦通过浸麦、发芽和焙焦制成麦芽,麦芽是啤酒酿造的主要原料。赤霉素(GA3)能够破除种子休眠、促进种子萌发和缩短发芽时间,因此其被广泛地应用于制麦工业。
褐藻胶是由海藻酸钠经过化学或酶法降解而成,其具有溶解性强、稳定性好、易被机体吸收等优点。国内外的研究初步探索了褐藻寡糖作为激发子诱导植物产生抗性反应、促进作为种子萌发及幼苗生长和增强抵抗病原体侵染的能力。
本文实验在制麦过程中添加褐藻胶寡糖,研究其对大麦发芽、水解酶活性和麦芽质量的影响,以期为制麦工业提供实验和理论依据。
褐藻胶寡糖对于大麦发芽能力的影响
在第一次湿浸阶段添加海藻胶寡糖到浸麦水中,使海藻胶寡糖质量浓度达到0.5~5000mg/L,记为实验组,不添加寡糖的样品为空白对照组。图1为不同质量浓度褐藻胶寡糖对大麦发芽力和发芽率的影响。
结果表明,褐藻胶寡糖能够显著提高大麦的发芽力(P<0.01),随着褐藻胶寡糖质量浓度提高,大麦发芽力逐渐升高,然后逐渐降低。当寡糖质量浓度为50mg/L时,大麦发芽力达到最大,比对照组提高了46.4%。
同时,褐藻胶寡糖能够显著提高大麦的发芽率(P<0.05)。当寡糖质量浓度为50mg/L时,大麦发芽率达到最大,比对照组提高了12.0%。
该结果表明,寡糖处理不但可以提高大麦的发芽速率,而且可以提高大麦的最终发芽率。寡糖还能提高大麦发芽活力,加速大麦发芽,缩短制麦周期。大麦发芽率提高,可以增加麦芽的制成率,提升麦芽质量。
褐藻胶寡糖对大麦发芽水解酶活性的影响
图2为在浸麦过程中添加不同质量浓度的褐藻胶寡糖对大麦α-淀粉酶活力变化的影响。结果表明,添加褐藻胶寡糖的大麦和对照组在制麦过程中α-淀粉酶的变化趋势基本保持一致,其在浸麦阶段的酶活力基本保持不变,在发芽阶段酶活力逐渐升高。
在整个发芽过程中,添加寡糖的大麦酶活力一直高于对照组,并且随着发芽进行两者的差异越来越大。
当发芽结束时(126h),50mg/L寡糖处理大麦的α-淀粉酶活力最高,为138.3U/g,比对照组的酶活力提高了43.5%。寡糖提高大麦发芽过程中的α-淀粉酶活力可以加快胚乳的溶解,缩短发芽时间,制备高品质的麦芽。
图3为在浸麦过程中添加不同质量浓度的褐藻胶寡糖对大麦β-淀粉酶活力变化的影响。结果表明,随着发芽进行,添加褐藻胶寡糖的大麦和对照组的β-淀粉酶活力均逐渐增加。
在发芽80h后,大麦的β-淀粉酶活力达到稳定。添加寡糖的大麦酶活力在整个发芽过程中均高于对照,其中使用50mg/L褐藻胶寡糖处理大麦对β-淀粉酶活力提高的效果最优。
在大麦发芽结束时(126h),50mg/L寡糖处理大麦的β-淀粉酶活力比对照组提高了22.9%。β-淀粉酶活力提高可以加速麦芽胚乳中淀粉的分解,增加麦汁中麦芽糖的含量,进而提高啤酒品质。
图4为在浸麦过程中添加不同浓度的褐藻胶寡糖对大麦蛋白酶活力变化的影响。结果表明,添加褐藻胶寡糖处理大麦和对照的蛋白酶活力都呈现出先稳定不变后迅速升高的变化趋势,在发芽结束时(126h),蛋白酶活力均达到最高。
褐藻胶寡糖的添加量为50mg/L时,大麦中的蛋白酶活力达到最高,在发芽结束后,其酶活力达到618.6U/g,比对照提高了20.6%。
蛋白酶是关系到麦芽溶解和啤酒质量的重要酶类,其活力提高可加快大麦胚乳中蛋白质的溶解,缩短制麦周期,同时提高制得麦汁中氮源含量,保证了高质量啤酒的制备。
图5为在浸麦过程中添加不同质量浓度的褐藻胶寡糖对大麦β-葡聚糖酶活力变化的影响。结果表明,添加褐藻胶寡糖处理大麦和对照组β-葡聚糖活力都先保持不变,然后迅速升高,最后逐渐下降,在发芽74h时,大麦β-葡聚糖活力达到最高。
添加50mg/L褐藻胶寡糖对大麦的β-葡聚糖活力提高的作用效果最显著,在发芽74h时,其酶活力达到1205.8U/g,比对照组提高了20.5%。
胚乳细胞壁的降解是胚乳降解的第一步,大麦胚乳细胞壁大约含有70%的β-葡聚糖,其降解不足不但会导致胚乳溶解不充分,还会导致麦汁黏度增加,过滤困难,甚至引起麦汁浑浊。因此,寡糖提高β-葡聚糖酶活力对于制麦生产和啤酒酿造具有重要的意义。
褐藻胶寡糖对麦芽质量的影响
表1 表示在浸麦过程中添加不同浓度的褐藻胶寡糖对麦芽质量的影响。结果表明,褐藻胶寡糖能够提高部分麦芽质量指标(脆度、浸出物质量分数、α-氨基氮质量分数、库尔巴哈值、糖化力和色度)。
添加50mg/L褐藻胶寡糖时麦芽的脆度、浸出物质量分数、α-氨基氮质量分数、库尔巴哈值和糖化力分别提高了6.1%、8.0%、21.2%、7.3%和8.6%。
麦芽质量指标提高说明可溶性物含量高,间接说明大麦胚乳中大分子储存物质溶解好,这是由于寡糖能提高水解酶活力,促进淀粉和蛋白等大分子的溶解。
添加50mg/L褐藻胶寡糖对这些麦芽质量指标的提高作用最显著。同时,添加50mg/L褐藻胶寡糖使麦芽β-葡聚糖质量分数和黏度分别降低了29.2%和15.4%;
说明由于β-葡聚糖酶活力的提高,促进了β-葡聚糖的溶解,进而降低了麦汁黏度,这可以提高麦汁的过滤速度。
结 论
研究显示:50mg/L 褐藻胶寡糖可显著提升大麦发芽与麦芽品质。
发芽指标:发芽力、发芽率分别提高46.4%、12.0%;
酶活力:α- 淀粉酶、β- 淀粉酶、蛋白酶、β- 葡聚糖酶活力分别提高43.5%、22.9%、20.6%、20.5%;
麦芽品质:脆度、浸出物、α- 氨基氮、库尔巴哈值、糖化力均明显提升,同时 β- 葡聚糖含量降低 29.2%、黏度降低15.4%。
引 用
赵信池,周海龙,栾静,等. 褐藻胶寡糖对大麦发芽水解酶活力和麦芽质量的影响[J]. 大连工业大学学报,2020,39(4):250-254.
——————END——————
版权说明
文案 | 来源 赵信池,周海龙,栾静,等. 褐藻胶寡糖对大麦发芽水解酶活力和麦芽质量的影响[J]. 大连工业大学学报,2020,39(4):250-254.
图片 | 来源 赵信池,周海龙,栾静,等. 褐藻胶寡糖对大麦发芽水解酶活力和麦芽质量的影响[J]. 大连工业大学学报,2020,39(4):250-254. 其它产品图来源光华时代(海南)生物科技有限公司拍摄或设计(不可作其它商用)
本文所有自主文案、图片等如需转载需事先联系光华时代(海南)生物科技有限公司授权,转载需注明来源!


