專利名稱：一種檢測大麥制麥過程中麥芽溶解程度的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及啤酒大麥發(fā)芽過程中溶解程度的檢測方法，屬于啤酒生產技術領域。
背景技術：
大麥制麥過程中，糊粉層分泌的蛋白酶、半纖維素酶和淀粉酶等酶系催化胚乳中的蛋白質、半纖維素和淀粉等高分子物質逐步分解，可溶性的低分子糖類和含氮物質不斷增加，整個胚乳結構由堅韌變?yōu)槭杷?，這種現象稱為麥芽的溶解管敦儀，啤酒工業(yè)手冊[M]，北京中國輕工業(yè)出版社，1998。麥芽的溶解程度決定其質量及釀造特性，對啤酒的生產、成本、風味穩(wěn)定有很大的影響。溶解不良的麥芽玻璃質粒多，酶系活性低，浸出率低，糖化慢，制成的啤酒非生物穩(wěn)定性差；溶解過度的麥芽損耗大，浸出物低，制成的啤酒口味淡薄，泡沫差；只有溶解適中的麥芽有較好的釀造穩(wěn)定性，才會得到啤酒釀造業(yè)的歡迎。在目前的麥芽生產實踐中，對麥芽溶解度的判斷一方面憑借生產感官經驗，如以拇指和食指將綠麥芽胚乳搓開，呈粉狀散開且感覺細膩者為溶解良好的象征，不能碾開且成膠團狀者被視為溶解不良，或用口咬干麥芽，疏松易碎者視為溶解良好，堅硬不易咬斷者為溶解不良，準確性和差異性太大。另一方面進行物理化學檢測，如通過檢測麥芽粗細粉差、粘度、庫爾巴哈值和45°C哈同值四個指標來判斷麥芽的溶解管敦儀，啤酒工業(yè)手冊[M],北京中國輕工業(yè)出版社，1998。OzkaRa等R. Ozkara, A. Basman,
H.Koksel, et al·，Effects of cultivar and environment on β -glucan content andmalting quality of turkish barleys. Journal of the Institute of Brewing. 1998，104(4) :217-220認為β -葡聚糖含量與庫爾巴哈值、粗細粉差相關性顯著，因此可以通過檢測庫爾巴哈值和粗粉差來反映麥芽的溶解程度，但HenryR. J. Henry, Factorsinfluencing the rate of modification of barleys during malting. Journal ofCereal Science. 1989，10 (I) : 51 - 59.卻認為庫爾巴哈值與β-葡聚糖含量間沒有明顯的相關性，因此不能單純通過檢`測庫爾巴哈值和粗細粉差來判定麥芽的溶解。歐洲的嘉士伯(Carlsberg)啤酒廠等用脆度和Calcofluor染色值來直接量麥芽的溶解度，美國的AB(Anheuser-Busch)公司通過檢測α -氨基氮、庫爾巴哈值、粗細粉差、麥汁粘度、β -葡聚糖含量來衡量麥芽的溶解。詹曉輝詹曉輝，評價麥芽溶解程度的指標相關性研究，華中理工大學，2006，11，碩士學位論文。則認為Calcofluor染色值具有直觀反映綠麥芽顆粒溶解狀況的優(yōu)勢，可以用于麥芽的生產質控制中，但在實際應用中受選樣顆粒(一般每次選100粒)的影響很明顯，對樣品的代表性要求很高，操作比較繁瑣，成本也較高，因此一般不選用作麥芽常規(guī)的質量控制；麥芽脆度指標與β-葡聚糖的含量呈顯著負相關，可以在制麥生產通過脆度的變化來迅速判斷麥芽的β-葡聚糖含量變化，但不同品種，不同年份的麥芽的脆度沒有可比性；麥芽的粗細粉差與麥芽中的β-葡聚糖、粘度、脆度、庫爾巴哈值等指標之間的相關性都不明顯，不能對麥芽的溶解作出準確判定。我國目前對淡色麥芽溶解方面的評價是通過粗細粉差、α -氨基氮、庫爾巴哈值、脆度和β -葡聚糖來綜合判斷的QB/T1686— 2008《啤酒麥芽》。然而，這些檢測方法比較繁瑣復雜，除了 Calcofluor染色以外，其余都是在大麥經過發(fā)芽、干燥和焙焦后制成商品麥芽后進行檢測，具有延遲性，不能判斷制麥過程中物質變化及大麥溶解情況，根據麥芽溶解情況及時調整工藝。因此需要一種簡單、快速和準確的方法能夠運用到制麥過程中，以檢測和評價麥芽的溶解程度。大麥胚乳中最主要的物質是淀粉，以淀粉粒的形式存在，占大麥籽粒凈重的2/3 3/韋存虛，張靜鐘，方旭等，啤酒大麥與飼用大麥籽粒結構和淀粉粒的比較研究，麥類作物學報，2006，26 (4) : 133 138。發(fā)芽過程中，在酶系的作用下，淀粉分解量為原含量的18%左右。淀粉在被酶催化分解時，在完整的淀粉顆粒上，可以看到一些缺痕，隨著被消化的淀粉顆粒數量的增加，缺痕逐漸深入擴大并在淀粉粒內部溝通起來，裂為碎屑。在這個過程中，淀粉顆粒微細化，短鏈、支鏈淀粉分子數量增加，分子結構發(fā)生了變化馬永強，吳曉丹，李志江等，萌發(fā)玉米淀粉流變學特性的研究，哈爾濱商業(yè)大學學報，2004，20 (5)590-592，研究表明，大麥經發(fā)芽后，胚乳中的淀粉分支鏈上的葡萄糖單位由大麥的24-25個，減少為17-18個，直鏈淀粉增多為3-4%管敦儀，啤酒工業(yè)手冊[M]，北京中國輕工業(yè)出版社，1998，直鏈和支鏈淀粉比例的變化導致其流變學性質也發(fā)生了變化。因此可根據淀粉在發(fā)芽過程中粘度的變化來判斷淀粉的溶解程度，進而判斷麥芽的溶解度。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種檢測大麥制麥過程中麥芽溶解程度的方法，該方法通過測定大麥制麥過程中發(fā)芽步驟中的綠麥芽淀粉粘度，直接檢測大麥發(fā)芽溶解程度，該方法簡單快速，利于工業(yè)推廣應用。本發(fā)明是通過如下技術方案來實現的?！N檢測大麥制麥過程中麥芽溶解程度的方法，所述大麥制麥過程包括發(fā)芽步驟，通過測定所述發(fā)芽步驟中 綠麥芽的淀粉粘度，判斷麥芽溶解程度。本發(fā)明所述發(fā)芽步驟中檢測綠麥芽淀粉粘度的方法為如下①大麥經浸麥、發(fā)芽后，得到綠麥芽；②在步驟①的綠麥芽中加入去離子水，粉碎均勻，得漿液；漿液用濾網過濾，棄去固體雜質，濾液靜置分層后，棄去上清液，下層濃衆(zhòng)3000r/min離心5min,棄去上清液及中層黃色固體沉淀后得到下層淀粉；下層淀粉經加入去離子水攪拌均勻、靜置分層后棄去上清液的方法洗滌，重復洗滌下層淀粉至白色，即可得到綠麥芽淀粉，綠麥芽淀粉置于烘箱中45 °C烘干備用；③根據GB/T5516-2011中所述的方法準備在步驟②烘干后的綠麥芽淀粉的溶液并測定其運動粘度，用比重瓶法測定所述綠麥芽淀粉溶液的密度P，用如下公式計算綠麥芽淀粉粘度Π=ν · P ;公式中η為綠麥芽淀粉粘度，mPa *s ； v為綠麥芽淀粉運動粘度,mm2/s2 ； P為綠麥芽淀粉溶液的密度，g/cm3。在本發(fā)明的技術方案中，所述綠麥芽淀粉粘度為1. 03-1. 05mPa-S時，麥芽溶解良好；綠麥芽淀粉粘度〈1. 03mPa-S時，麥芽溶解過度；綠麥芽淀粉粘度>1. 05mPa*S時，麥芽溶解不良。研究表明，大麥等谷物發(fā)芽質量好壞可以通過電子顯微鏡觀察胚乳淀粉顆粒破損的超微結構M. Zarnkow, A. Mauch, W. Back, et al. , Proso millet (Panicum miliaceumL.) :Evaluation of the Microstructural Changes the Endosperm during the MaltingProcess by Using Scanning-Electron and Confocal Laser Microscopy, Journal of theInstitute of Brewing, 2007, 113(4) :355-364.和 C. S. Brennan, N. Harris, D. Smith, etal. , Structural differences in the mature endosperms of good andpoor maltingbarley cultivars. Journal of Cereal Science, 1996，24，171-177.、麥芽脆度QB/T1686—2008《啤酒麥芽》和低分子糖比例管敦儀，啤酒工業(yè)手冊[M]，北京中國輕工業(yè)出版社，1998來判斷。本發(fā)明發(fā)現綠麥芽淀粉粘度與這三種指標之間存在顯著的相關性，說明綠麥芽淀粉粘度與麥芽溶解度之間存在密切的相關性。本發(fā)明在綠麥芽淀粉粘度與上述三種指標之間的相關性的基礎上，提供綠麥芽淀粉粘度與麥芽溶解度之間的相關關系，作為判斷麥芽溶解程度的指標，即綠麥芽淀粉粘度為1. 03-1. 05mPa-S時，認為麥芽溶解良好；綠麥芽淀粉粘度〈1. 03mPa*S時，認為麥芽溶解過度；綠麥芽淀粉粘度>1. 05mPa*S時，認為麥芽溶解不良。目前，采用物理化學方法檢測麥芽的溶解度，多為在大麥經過發(fā)芽、干燥和焙焦后制成商品麥芽后進行檢測，具有延遲性。本發(fā)明采用在大麥發(fā)芽步驟中檢測綠麥芽淀粉粘度，可以直接判斷麥芽溶解度，解決了制麥過程中判斷麥芽溶解度的指標延遲性的問題。
·
本發(fā)明的方法，直接快速，成本低，符合制麥工藝要求，利于工業(yè)推廣應用。


圖1為澳洲大麥發(fā)芽過程中酶系活性變化圖2a為澳洲大麥發(fā)芽過程中淀粉顆粒的表征變化圖2b為國產大麥發(fā)芽過程中淀粉顆粒的表征變化圖3為澳洲大麥和國產大麥發(fā)芽過程中淀粉顆粒破碎率
圖4a為澳洲大麥綠麥芽淀粉粘度與淀粉顆粒破損率的相關性圖4b為國產大麥綠麥芽淀粉粘度與淀粉顆粒破損率的相關性圖5a為澳洲大麥綠麥芽淀粉粘度與麥芽脆度的相關性圖5b為國產大麥綠麥芽淀粉粘度與麥芽脆度的相關性圖6為澳洲大麥綠麥芽淀粉粘度與低分子糖比率相關性
具體實施例方式下述非限制性實施例可以使本領域的普通技術人員更全面地理解本發(fā)明，但不以任何方式限制本發(fā)明。下述實施例中，如無特殊說明，所使用的實驗方法均為常規(guī)方法，所用試劑等均可從化學試劑公司購買。本發(fā)明提供一種檢測大麥制麥過程中麥芽溶解程度的方法，該方法是通過測定大麥制麥過程中發(fā)芽步驟中的綠麥芽淀粉粘度，判斷麥芽溶解程度。本發(fā)明發(fā)現在大麥發(fā)芽過程中綠麥芽淀粉粘度與淀粉顆粒破損率、麥芽脆度和低分子糖占絕干麥芽比率之間存在聞度的相關關系，其相關系數|r|均在O. 95以上，說明綠麥芽淀粉粘度與麥芽溶解度之間存在密切的相關性，在大麥制麥過程中測定綠麥芽淀粉粘度可以作為判斷麥芽溶解度的指標。下述實施例中所使用的澳洲大麥和國產大麥均由大連中糧麥芽有限公司提供。各種試劑均為分析純試劑。實施例1大麥制麥過程中發(fā)芽步驟中綠麥芽淀粉粘度的測定①浸麥及發(fā)芽大麥樣品過篩后，用自來水清洗，洗去浮麥和雜質。將處理好的大麥用O. 1%的Ca(OH)2浸泡30min,液面浸過大麥表面,浸麥米用浸水4h、斷水8h為一次浸麥周期的浸麥方法，浸麥48h,噴灑O. 3mg/L的赤霉素。在整個浸麥過程中，浸麥溫度為14°C。最后一次浸麥結束后，大麥在溫度為18°C，相對濕度為90%的條件下發(fā)芽，發(fā)芽期間每8h翻麥一次，發(fā)芽結束后，即可得到綠麥芽。所述大麥可選自澳洲大麥和國產大麥。步驟①的浸麥以及發(fā)芽均在恒溫恒濕培養(yǎng)箱中進行，所述制麥溫度及相對濕度都是培養(yǎng)箱控制的條件，即浸麥和發(fā)芽環(huán)境的條件。②綠麥芽淀粉的制備在步驟①中得到的綠麥芽，加入去離子水，粉碎均勻，得漿液；用濾網過濾，棄去麥皮等固體雜質，濾液靜置分層后棄去上清液，下層濃漿在3000r/min離心5min，棄去上清液及中層黃色固體沉淀后，下層淀粉加入去離子水攪拌均勻、靜置分層后棄去上清液的方法洗滌，重復洗滌3次，下層白色部分即為綠麥芽淀粉，置于烘箱中45°C烘干備用。所述中層黃色固體沉淀為漿液離心后在下層沉淀(淀粉)上的沉淀(蛋白質)，可以用去離子水洗滌、靜置分層的方法棄去。③首先根據GB/T5516-2011《糧油檢驗糧食運動粘度測定毛細管粘度計法》中所述的方法準備在步驟②烘干后的綠麥芽淀粉的溶液并測定其運動粘度將稱取O. 5g綠麥芽淀粉于三角瓶中，加入50mL去離子水，沸水浴中準確計時20min后定容至50mL，得綠麥芽淀粉溶液，待淀粉溶液溫度降至40 °C時，立即導入毛細管粘度計，在40°C水浴中測定淀粉溶液過兩個刻度所用的時間t，測3次取平均值；毛細管粘度計事先用水校正其40°C的粘度計系數C，用如下公式計算綠麥芽淀粉運動粘度v=C · t公式中，V :綠麥芽淀粉運動粘度，mm2/sC :粘度計常數，mm2/s2t :綠麥芽淀粉液流過毛細管粘度計兩個刻度所用的時間，s用比重瓶法測定上述綠麥芽淀粉溶液在40°C的密度P，用如下公式計算綠麥芽淀粉粘度η=ν · P公式中η :綠麥芽淀粉粘度，mPa · sP :綠麥芽淀粉溶液在40°C的密度，g/cm3實施例2大麥發(fā)芽時間與麥芽溶解按照實施例1所述的方法將澳洲大麥按著步驟①進行浸麥及發(fā)芽，發(fā)芽每24h取綠麥芽。將綠麥芽放入烘箱中，于50°C干燥24h后除掉麥芽根，得到麥芽，用如下方法測定麥芽中的酶系活性。麥芽酶液的制備和α、β淀粉酶測定方法參見管斌，李珊，荀娟等.啤酒大麥制麥過程中淀粉酶活性變化動態(tài)的研究.中國釀造，2009, (5) :69 72，果膠酶酶活測定方法參見王天龍，仇宏偉，陳海華等，3，5-二硝基水楊酸法測定果膠酶活力的條件研究.食品與機械，2008, 24(3) :96 99，纖維素酶測定方法參見劉國生，王林嵩，張志宏等，DNS法測定纖維素酶活力最適條件研究，河南師范大學學報(自然科學版)，1998，26(3):66-69]澳洲大麥發(fā)芽酶系活性變化見圖1，纖維素酶和果膠酶活力均在發(fā)芽4天時達到最大值，β -淀粉酶活力在整個發(fā)芽前3天增長較快，發(fā)芽3天之后一直有緩慢增長的趨勢，α -淀粉酶活力在發(fā)芽4-5天達到最大值,而后有所下降?？傮w看,澳洲大麥發(fā)芽酶系活性在第4-5天達到最大，隨后逐漸降低。大麥發(fā)芽溶解過程實質是糊粉層分泌的酶系水解大麥胚乳細胞中蛋白質、半纖維素、纖維素和淀粉的過程，酶系活性高，大麥溶解的速率快，有利于麥芽的糖化，因此以麥芽酶系活性的變化來判斷澳洲大麥發(fā)芽時間為4-5天，此時，麥芽溶解較好。實施例3大麥發(fā)芽過程中綠麥芽淀粉粘度與淀粉顆粒破損率的相關性按照實施例1所述的方法將澳洲大麥或國產大麥進行浸麥及發(fā)芽，發(fā)芽每24h取綠麥芽，按照實施例1步驟②獲得綠麥芽淀粉，綠麥芽淀粉按照步驟③的方法，測定淀粉粘度。另外，取適量步驟②獲得的綠麥芽淀粉，40X10倍數碼顯微鏡下拍照獲取大麥發(fā)芽過程中綠麥芽淀粉顆粒表征圖像，并計算其淀粉顆粒破損率。所述淀粉顆粒表征圖像的獲取方法及淀粉顆粒破損率的計算方法為如下取少量綠麥芽淀粉于平皿中，加入適量O. 2%吐溫-80溶液,混勻。吸取少量樣品滴到血球計數板上，在40 X 10倍數碼顯微鏡下觀察，統(tǒng)計破損淀粉顆粒數(個)和總淀粉顆粒數(個)，用如下公式計算綠麥芽淀粉顆粒破損率(％)。
權利要求
1.一種檢測大麥制麥過程中麥芽溶解程度的方法，所述大麥制麥過程包括發(fā)芽步驟，其特征在于通過測定所述發(fā)芽步驟中綠麥芽的淀粉粘度，判斷麥芽溶解程度。
2.根據權利要求1所述的檢測大麥制麥過程中麥芽溶解程度的方法，其特征在于所述測定發(fā)芽步驟中綠麥芽的淀粉粘度的方法為如下 ①大麥經浸麥、發(fā)芽后，得到綠麥芽； ②在步驟①的綠麥芽中加入去離子水，粉碎均勻，得漿液；漿液用濾網過濾，棄去固體雜質，濾液靜置分層后，棄去上清液，下層濃衆(zhòng)在3000r/min離心5min,棄去上清液及中層黃色固體沉淀部分后得到下層淀粉；下層淀粉經加入去離子水攪拌均勻、靜置分層后棄去上清液的方法洗滌，重復洗滌下層淀粉至白色，即可得到綠麥芽淀粉；綠麥芽淀粉置于烘箱中45 °C烘干備用； ③根據GB/T5516-2011中所述的方法準備在步驟②烘干后的綠麥芽淀粉的溶液并測定其運動粘度，用比重瓶法測定所述綠麥芽淀粉溶液的密度，用如下公式計算綠麥芽淀粉粘度η = V · P ； 公式中Π為綠麥芽淀粉粘度，mPa*s ; V為綠麥芽淀粉運動粘度，mm2/s2 ;P為綠麥芽淀粉溶液的密度，g/cm3。
3.根據權利要求1或2所述的檢測大麥制麥過程中麥芽溶解程度的方法，其特征在于所述綠麥芽的淀粉粘度為1. 03-1. 05mPa · S時，麥芽溶解良好；綠麥芽的淀粉粘度〈1. 03mPa · S時，麥芽溶解過度；綠麥芽的淀粉粘度>1. 05mPa · S時，麥芽溶解不良。
全文摘要
本發(fā)明提供一種檢測大麥制麥過程中麥芽溶解程度的方法。該方法通過測定大麥制麥過程中綠麥芽淀粉粘度，判斷麥芽溶解程度。本發(fā)明發(fā)現綠麥芽淀粉粘度與淀粉顆粒破損率、麥芽脆度和低分子糖占絕干麥芽比率之間存在高度的相關性，以此相關關系為依據，本發(fā)明還提供了綠麥芽淀粉粘度與麥芽溶解度之間的相關性，作為判斷麥芽溶解程度的指標。采用本發(fā)明的方法，可以直接判斷大麥制過程中麥芽溶解程度，解決了制麥過程中判斷麥芽溶解度的已有指標相關性差和延遲性的問題，該方法直接快速，成本低，符合制麥工藝要求，利于工業(yè)推廣應用。
文檔編號G01N11/04GK103063547SQ20131001968
公開日2013年4月24日 申請日期2013年1月18日 優(yōu)先權日2013年1月18日
發(fā)明者安家彥, 王越, 宋俊洲 申請人:大連工業(yè)大學