酶制剂在啤酒生产中的应用研究

刘其虎

青岛啤酒（成都）有限公司 四川成都 611130

酶是由活细胞产生的、对其底物具有高度特异性和高度催化效能的蛋白质或RNA，是一类极为重要的生物催化剂。在酶的催化作用下，生物体内的化学反应能够高效进行。而本文所指的酶制剂，就是利用了酶的催化作用，从细胞中将酶提取出来，经过特定工序加工成具有一定标准的制剂[1]。

1 酶制剂在啤酒中的使用原理

啤酒是以麦芽为主要生产原料，经过糊化、液化、糖化等过程，再进行液态发酵酿制成的一种富有营养价值的酒精饮料。大麦在生产中作为主要原料，大米等淀粉质原料为辅。在啤酒生产过程中，淀粉质原料需先水解成具有发酵性能的小分子，然后才能被微生物加以利用[2]。啤酒添加辅料的原因主要是为了降低生产成本、提高麦汁收率、控制麦汁成分稳定且使啤酒风味更佳。成产啤酒过程中一般使用淀粉质辅料的用量20%-30%，但是在添加酶制剂后，其可提高至70%-80%。麦芽本身酶含量较低，若不在其中添加酶制剂，则啤酒发酵度无法达到理想值。因此需在生产过程中添加一定量的酶制剂，与麦芽中的水解酶共同发挥作用，使啤酒的发酵度提高到70%以上，提高啤酒的生产效益。

2 啤酒生产中的糊化液化过程

首先需明白糊化这一过程，糊化是淀粉在高温作用易吸水膨胀，此时水分子容易进入淀粉分子内与淀粉结合，形成胶状物质。液化过程一般采用的酶类是α-淀粉酶，α-淀粉酶分为高温型、中温型和低温型淀粉酶，三种温型酶的最适温度各不相同。一般在糊化过程中加入的是中、高温型淀粉酶，能够与松散的淀粉分子结合并对其进行水解，淀粉糊化与液化一同作用、相互促进，生成糊精、低聚糖、麦芽糖等产物。

3 啤酒生产中的糖化作用

糖化过程中添加的酶有β-淀粉酶、糖化酶、支链淀粉酶、半纤维素酶。β-淀粉酶是一种外切酶，其作用于直链淀粉和支链淀粉上的产物不尽相同，直链淀粉上的产物是麦芽糖，支链淀粉上时还多了一种叫β-极限糊精的产物。在啤酒生产过程中，β-淀粉酶可以有效提高麦芽的糖化能力从而增进啤酒的香气，使啤酒风味更佳。糖化酶是一种能水解淀粉等其他物质的外切型水解酶，因此理论上糖化酶可以完全将淀粉转化成葡萄糖。糖化酶可以有效减少极限糊精的含量从而提高麦芽的发酵能力，同时降低啤酒中糖的含量，成为一种低糖式的酒精饮料。支链淀粉酶的主要来源是植物和微生物，其能通过水解淀粉和极限糊精中的糖苷键而提高麦汁的发酵率。半纤维素酶可以有效水解皮壳中的半纤维素，而由于麦芽自身半纤维素酶含量少，因此在糖化过程中需要另外添加，降低麦芽汁过滤难度。从而提高麦汁发酵率和过滤效率[3]。

4 啤酒贮存澄清

啤酒在储存中会由于光照、氧气等环境作用下产生浑浊现象，严重影响了啤酒在市场上的销售。这种浑浊主要是由啤酒中的蛋白质造成的，而通过蛋白酶可以有效分解啤酒中的蛋白质，从而使溶液澄清。而用于澄清的蛋白酶主要是木瓜蛋白酶和生姜蛋白酶。

木瓜蛋白酶可作用于冷冻条件下的啤酒中的蛋白质，将其水解成多肽和氨基酸，啤酒中氨基酸数量因此得到增加，啤酒处于澄清状态，改善了啤酒风味，也使啤酒的营养价值得到提升。生姜蛋白酶的最适温度为60℃，其主要作用于啤酒中的蛋白质类物质，将其分解成多肽和氨基酸等物质，以此保持啤酒澄清度。另外由于啤酒中的少量蛋白质含有色素，生姜蛋白酶对这类蛋白色素也能进行相同作用，啤酒色度因此下降，啤酒的澄清度得到保证，防止了啤酒中的浑浊和沉淀。

5 防止啤酒风味老化

啤酒风味老化的原因主要有二：一是由于氧自由基引起的氧化还原反应；二是氧的含量。生产啤酒的过程中会出现大量氨基酸、脂肪酸等附属产物，这些物质会在氧自由基的作用下进行氧化和降解，从而生产出能造成啤酒风味老化的羰基化合物和醛类化合物[4]。超氧化物歧化酶可用于啤酒防老化过程中，其作用原理是催化超氧阴离子自由基形成过氧化氢和氧气，过氧化氢再经氧化氢酶分解成水和氧气。因此，在超氧化物歧化酶和过氧化氢酶的共同作用下，超氧阴离子自由基变成水和氧气，防止啤酒老化。在添加超氧化物歧化酶后，可以有效对麦汁进行保护。啤酒在进行高温杀菌时，因酒溶液和瓶中存在一定量的氧，会导致啤酒发生氧化反应而使啤酒风味老化。若往其中添加葡萄糖氧化酶，氧能与就溶液中的糖发生反应生成葡萄糖酸内酯，减少氧的含量，防止啤酒风味老化。并且，据研究表明，葡萄糖酸内酯对啤酒的质量无任何副作用。

6 啤酒防腐

啤酒生产中用于啤酒防腐的主要物质是溶菌酶，溶菌酶的作用原理是破坏细菌细胞壁使其死亡，溶菌酶虽对细菌作用十分强大，却不会对酵母产生伤害。因此，溶菌酶广泛应用在啤酒保鲜上，防止啤酒发生腐化。除此之外，由于啤酒中需使用溶菌酶的含量很少，且作用效果相对较好，能有效对啤酒进行防腐保鲜处理[5]。

7 结语

在啤酒生产过程中，麦芽作为主要原料来说，其中所含的水解酶含量是非常有限的，因此需要另外添加酶制剂，以弥补自身含量的不足，促进液化、糖化作用效果，从而提高麦汁出汁率、发酵率，降低生产成本。除此之外，酶制剂也广泛应用于啤酒澄清、防老化、防腐过程中，改善了啤酒的风味，也使其能够更加稳定的贮存。目前，啤酒生产之中已对酶制剂进行了广泛应用，但仍需继续对酶制剂进行改进研究，新型的酶制剂有着更广阔的工艺前景和市场前景，为大力推进啤酒业的发展贡献了一份力量。