酿造方法

申请号 CN200880126645.2 申请日 2008-12-11 公开(公告)号 CN101952409B 公开(公告)日 2014-12-10
申请人 诺维信公司; 发明人 尼尔斯·埃尔维格;
摘要 本 发明 涉及用于产生 麦芽汁 的方法,包括酶处理高达100%为未发芽(谷粒)形式的制粉用谷物,所述麦芽汁用于进一步加工成高 质量 饮品。通过向醪加入外源酶(α- 淀粉 酶、异淀粉酶/支链淀粉酶、FAN生成活性(蛋白酶)和β-葡聚糖酶活性)并通过对产生麦芽糖的内源β-淀粉酶的同步热活化,可获得基于高达甚至100% 大麦 的麦芽汁。本发明还涉及产生高质量 啤酒 或啤酒产品的方法,和根据该方法产生的高质量啤酒。
权利要求

1.一种用于产生啤酒麦芽汁的方法,包括:
a.通过在添加的外源酶和内源β-淀粉酶有活性的温度糖化制粉用谷物而获得醪,所述制粉用谷物中至少70wt%是包含β-淀粉酶的未发芽谷物,且所述制粉用谷物中少于
30wt%是发芽谷物;
b.将所述醪与外源酶接触,所述外源酶包含:
i.α-淀粉酶,
ii.支链淀粉酶,
iii.蛋白酶,
iv.β-葡聚糖酶,
v.脂肪酶,和
vi.木聚糖酶;
c.煮浆并过滤所述醪以获得所述麦芽汁。
2.根据权利要求1的方法,其中所述制粉用谷物包含至少75wt%未发芽谷物。
3.根据权利要求1或2的方法,其中未发芽谷物是大麦、斯佩尔特小麦、小麦、黑麦、玉米、燕麦或稻或其任意混合物。
4.根据权利要求2的方法,其中所述未发芽谷物是大麦。
5.根据权利要求1或2的方法,其中所述制粉用谷物进一步包含其它糖源。
6.根据权利要求5的方法,其中所述其它糖源是啤酒酿造用糖浆。
7.根据权利要求1或2的方法,其中权利要求1步骤b的外源酶还包含肌醇六磷酸酶。
8.根据权利要求1或2的方法,其中所述糖化温度处于使β-淀粉酶最优化的范围。
9.根据权利要求1或2的方法,其中
第一步在50-58℃进行,
第二步在60-65℃进行,且
第三步在70-80℃进行。
10.根据权利要求9的方法,其中所述方法在160分钟内完成。
11.根据权利要求1、2或10的方法,其中所述α-淀粉酶由SEQ ID NO:1中所示基酸序列组成。
12.根据权利要求1、2或10的方法,其中所述支链淀粉酶由SEQ ID NO:8中所示氨基酸序列组成。
13.根据权利要求1、2或10的方法,其中所述支链淀粉酶是热稳定的,其在65℃和pH平5,在30分钟期间具有60%以上的相对酶活性。
14.根据权利要求1、2或10的方法,其中所述蛋白酶由蛋白水解酶体系提供。
15.根据权利要求14的方法,其中所述蛋白水解酶体系选自内切蛋白酶、外肽酶或其任意组合。
16.根据权利要求1、2或10的方法,其中所述蛋白酶由SEQ ID NO:3中所示氨基酸序列组成。
17.根据权利要求1、2或10的方法,其中所述脂肪酶由来自镰孢属(Fusarium)、曲霉属(Aspergillus)或根霉属(Rhizopus)的脂肪酶提供。
18.根据权利要求1、2或10的方法用于生产啤酒的用途。
19.根据权利要求1、2或10的方法产生的麦芽汁。
20.根据权利要求19的麦芽汁,其包含选自下列的一种或多种氨基酸:
a.脯氨酸,其在麦芽汁中的浓度低于2mM;
b.丝氨酸,其浓度在0.1mM以上;和
c.甲硫氨酸,其浓度在0.05mM以上。
21.根据权利要求19或20的麦芽汁,其中麦芽糖浓度为糖类总浓度的40%以上。
22.根据权利要求20的麦芽汁,其中葡萄糖浓度低于10%。
23.根据权利要求19、20或22的麦芽汁,其中葡萄糖、麦芽糖和麦芽三糖浓度的总和为糖类总浓度的60%以上。
24.根据权利要求19的麦芽汁用于生产任何类型的啤酒的用途。

说明书全文

酿造方法

[0001] 涉及序列表
[0002] 本申请含有计算机可读形式的序列表。将所述计算机可读形式通过述及并入本文。
[0003] 发明的技术领域
[0004] 本发明涉及用于生产啤酒麦芽汁(brewer’s wort)的方法,包括酶处理制粉用谷物(grist),所述制粉用谷物包含高达100%的未发芽的(谷粒)形式,并进一步涉及可通过该方法获得的麦芽汁。
[0005] 本发明还涉及所述麦芽汁用于进一步加工成高质量饮品的用途,并涉及用于生产高质量啤酒或啤酒产品的方法,还涉及根据该方法生产的高质量啤酒。此外,本发明涉及酶混合物。
[0006] 发明背景
[0007] 糖化(mashing)是将来自经研磨大麦麦芽和辅料(adjunct)的淀粉化成发酵和不可发酵的糖以产生具有期望组成的麦芽汁的过程。传统的糖化涉及将经研磨的大麦麦芽和辅料与在固定的温度下以固定的体积混合,以继续起始于发芽过程中的生物化学变化。糖化过程以不同的温度进行一段时间,从而活化负责降解蛋白质水化合物的内源酶。在糖化过程之后,过滤醪以获得麦芽汁用于发酵成啤酒。在传统上,啤酒是由发芽的大麦、啤酒花(hop)、酵母和水酿造的。使谷物(如大麦)发芽可活化降解淀粉所必需的内源酶。然而,发芽过程是耗能耗时的,并因此非常昂贵。如此,一种降低成本的方法是用容易获得的辅料如精制淀粉或容易发酵的碳水化合物来代替一些麦芽,和/或用未发芽的谷物如大麦、玉米、稻、高粱和小麦代替。然而,未发芽谷物缺乏内源酶,这可能导致不完全的糖化(saccharification)、醪/麦芽汁粘度升高、(麦芽汁)过滤(lautering)困难、可发酵性差、啤酒过滤困难、胶体不稳定性味道不佳。之前已经加入外源酶如α-淀粉酶和β-葡聚糖酶来补偿麦芽酶的缺乏。以下现有技术描述了用未发芽的谷物和外源加入的酶来代替部分发芽谷物。
[0008] ZA9803237描述了一种通过发酵从部分未发芽的大麦和α-淀粉酶、β-葡聚糖酶和蛋白酶的酶混合物获得的麦芽汁来生产啤酒的方法。Wieg等,Process Biochemistry,1970也描述了一种使用发芽和未发芽的大麦的混合物以及α-淀粉酶、β-葡聚糖酶和蛋白酶的酶混合物的酿造方法。另外,WO04/011591描述了一种用于生产麦芽汁的方法,其通过向来自发芽和未发芽的大麦加入蛋白酶和纤维素酶来进行。关于大麦酿酒的概略由Wieg等,Brewing science,1987提供。
[0009] 另一种生产麦芽汁的方法是从日本低麦芽啤酒(Japenese Happoshu beer)得知的。在日本,含麦芽的酒精饮料的税相对较高,这是为什么低麦芽啤酒是用低如25%的发芽大麦来酿造的。通常,用这种低含量麦芽制备的醪不可能进行过滤从而获得麦芽汁,因为醪对于过滤而言太稠。
[0010] 仅有少数可以获得的技术描述是关于低麦芽啤酒醪的组成的。然而,已知有必要向醪加入外源酶来获得可过滤性,例如蛋白酶、β-葡聚糖酶和淀粉酶。低麦芽啤酒具有不同的味道特征,即使是与更原味(more plain)的陈贮型(lager type)的传统啤酒相比。JP2004173533描述了这种啤酒的生产,其中使用经压制的大麦和较少量的麦芽。使用不同的酶来辅助例如糖化。
[0011] 在现有技术的参考文献中获得的麦芽汁以包含大量麦芽的制粉用谷物为基础。原谷物(raw cereal)中的酶成分在实质上不同于发芽的谷物,而淀粉降解中涉及的内源和外源酶在糖化过程中以复杂的方式共同作用,并且通常假设制粉用谷物中应该存在一些麦芽。如此即使使用外源加入的酶,还是存在上文提及的一些问题,比如基于未发芽谷物的麦芽汁的可过滤性、可发酵性和浊度的问题。因此,极少尝试用未发芽谷物代替更大量的或全部的发芽谷物。
[0012] 一个例子是Goode等描述的从100%原大麦底物(raw barley substrate)和两种不同的α-淀粉酶和一种β-葡聚糖酶的酶混合物生产麦芽汁。淀粉酶对醪分离有积极作用,但是当存在大量未发芽的大麦时过滤速度下降。还有在US 3081172中提出了从未发芽的原料生产麦芽汁,然而没有提到关于所得麦芽汁的FAN(游离基氮)、可发酵糖的量和其它关键参数的内容。
[0013] 因此,像麦芽汁可发酵性低、非最佳氨基酸组成和高粘度和浊度等问题没有解决,而这些障碍随着未发芽谷物量的升高有增加的趋势。
[0014] 用未发芽谷物进行酿造的现有技术的另外的缺点在于,可能需要延长的糖化时间来使醪中的外源和内源酶产生在例如可发酵性方面与产自发芽谷物的麦芽汁相当的麦芽汁。延长的糖化时间显然是不经济的,并且可能抵消用未发芽谷物代替发芽谷物的经济优势。
[0015] 因此时至今日还没有酶混合物完全代偿麦芽酶,从而在当其与高达100%未发芽谷物共同添加时能够完全取代基于发芽谷物的制粉用谷物。
[0016] 因此即使从上世纪六十年代晚期开始已经尝试过从大麦产生麦芽汁,但是还没有开发出真正的基于来自大量未发芽谷物的原料的酿造方法。
[0017] 根据对降低与谷物发芽相关的成本并进一步获得适合于生产在味道特征上与传统啤酒相当的啤酒的期望,需要一种基于高达100%未发芽谷物获得醪的方法。所述方法应该易于进行修改以适应基于发芽原料的酿造中使用的酿造系统。如此醪应是可过滤的,并且除此之外其它参数如氨基酸组成和可发酵糖的量应该与基于相应的发芽谷物的醪相当,即使谷物是100%未发芽谷物。最后,糖化时间应该与糖化发芽原料的时间相当,同时仍保持良好的特性,例如啤酒产品和醪的糖概况(sugar profile)。
[0018] 因此,本发明的目的是开发从包含多于70%,和甚至高达100%的未发芽谷物的制粉用谷物生产麦芽汁的方法。

发明内容

[0019] 本发明的发明人惊奇地发现,通过向醪加入合适的外源酶组合,并通过内源酶的热活化/失活,目前可以基于高达100%未发芽谷物(如大麦)获得麦芽汁。
[0020] 用于生产啤酒麦芽汁的方法,包括:
[0021] a.通过糖化制粉用谷物获得醪,所述制粉用谷物中至少70wt%是包含β-淀粉酶活性的未发芽谷物,并且所述制粉用谷物中低于30%是发芽谷物,所述糖化在外源(加入的)酶和所述内源β-淀粉酶有活性的温度进行;
[0022] b.将醪与外源酶接触,所述外源酶包含:
[0023] i.α-淀粉酶活性,
[0024] ii.支链淀粉酶活性,
[0025] iii.蛋白水解活性,和
[0026] i v.β-葡聚糖酶活性;
[0027] c.煮浆并过滤醪以获得麦芽汁。
[0028] 在一个优选的实施方案中,所述未发芽谷物是小麦族(tribe Triticeae)的,例如大麦、斯佩尔特小麦(spelt)、小麦、黑麦。
[0029] 在另一实施方案中,所述未发芽谷物是任意未发芽谷物,如但不限于大麦、斯佩尔特小麦、小麦、黑麦、玉米、燕麦或稻,或其任意混合物。因此在本发明的另一实施方案中,所述制粉用谷物包含未发芽谷物的混合物,如但不限于未发芽大麦和未发芽小麦的混合物,未发芽稻和未发芽大麦的混合物。
[0030] 在一个实施方案中,本发明涉及方法,其中所述制粉用谷物进一步包含其它糖源,如啤酒酿造用糖浆(brewing syrup)或其任意混合物。
[0031] 在另一实施方案中,上文步骤b的外源酶进一步包含木聚糖酶活性、脂肪酶活性和/或肌醇六磷酸酶活性。
[0032] 在一个优选的实施方案中,所述糖化温度在使β-淀粉酶活性最优化并降低脂加酶活性的范围内。
[0033] 本发明的一个优选实施方案涉及方法,其中所述支链淀粉酶是热稳定的,在65℃和pH水平5,在30分钟期间具有60%以上的相对酶活性。
[0034] 在另一方面,本发明涉及通过本发明的方法产生的麦芽汁。此外,本发明涉及所述麦芽汁用于生产任何类型的啤酒的用途,例如清淡和浓厚陈贮型(light and dark lager types)、清淡和浓厚爱尔型(light and dark ale types)、小麦啤酒(wheat beers)、全部钵尔透黑啤酒(all porter)、烈性黑啤酒(stout)、浓缩型(ice concentrated)(例如德国冰黑啤(eisbock))、大麦酒型(barley wine types)或低麦芽啤酒(happoushu)。
[0035] 在进一步的方面,根据本发明生产的麦芽汁包含一种或多种选自如下的氨基酸:
[0036] a.脯氨酸,其在麦芽汁中的浓度低于2mM,优选低于1mM,并且最优选低于0.5mM;
[0037] b.丝氨酸,其浓度在0.1mM以上,优选在0.125mM以上,并且最优选在0.15mM以上;和
[0038] c.甲硫氨酸,其浓度在0.05mM以上,优选在0.08mM以上,并且最优选在0.10mM以上。
[0039] 本发明还涉及酶混合物,其包含:
[0040] i.α-淀粉酶活性,
[0041] ii.支链淀粉酶活性,其中所述支链淀粉酶是热稳定的
[0042] iii.蛋白水解活性,和
[0043] iv.β-葡聚糖酶活性;
[0044] 在一个具体的实施方案中,所述酶混合物包含:
[0045] i.α-淀粉酶活性,
[0046] ii.支链淀粉酶活性,
[0047] iii.蛋白水解活性,
[0048] iv.β-葡聚糖酶活性;和
[0049] v.木聚糖酶活性。
[0050] 在另一实施方案中,所述酶混合物还包含脂肪酶活性。附图说明
[0051] 图1显示当仅外源加入Ultraflo Max时,自逐渐增加的量的大麦产生的麦芽汁的浊度(NTU)。
[0052] 图2显示自100%未发芽大麦或100%发芽大麦产生的麦芽汁的可发酵性。
[0053] 定义
[0054] 在本公开的通篇中,使用了本领域技术人员普遍理解的多种术语。然而,几个术语按特定含义使用,并且含义如下文所定义。
[0055] 术语“发芽(malting)”是使谷粒萌发然后干燥的过程。
[0056] 术语“发芽的谷粒”理解为经过发芽过程的任何谷物谷粒,特别是大麦。
[0057] 术语“未发芽的谷粒”理解为未经过发芽过程的任何谷物谷粒,特别是大麦。术语未发芽的和没有发芽的在本发明的语境中可以互换使用。
[0058] 术语“制粉用谷物/谷粉”(grist)理解为含淀粉或含糖的材料,其是啤酒生产的基础。它可以包括发芽的和未发芽的谷物以及辅料。
[0059] 术语“谷物”理解为谷粒,其是用作原料(例如用于啤酒生产)的任何含淀粉材料,如但不限于,大麦、小麦、高粱、玉米、稻、燕麦和黑麦。所述谷物可以是发芽的或未发芽的。
[0060] 术语“辅料”通常理解为可加入作为主要成分的制粉用谷物的原料,所述制粉用谷物在传统上是发芽谷物。如此,由于未发芽谷粒通常仅构成制粉用谷物的一小部分,所以通常将未发芽谷物连同液体碳水化合物(如糖和糖浆)一起定义为辅料。辅料可以是固体和/或液体,其中固体部分可以是未发芽谷物,如大麦、玉米和稻,而液体部分可以是容易发酵的碳水化合物如糖和糖浆。
[0061] 然而,在本上下文中,可能被认为是辅料的可以是所述主要成分。因此在传统语境中作为辅料的未发芽谷物根据本发明可以构成原料的100%。
[0062] 因此,未发芽谷物通常包含在术语辅料中,然而由于未发芽谷物优选构成原料的超过70%,而发芽谷物优选少于原料的30%,所以该术语在本文语境中更容易如下理解:
[0063] 所述制粉用谷物可以包含发芽和未发芽谷物以及辅料。辅料在本文语境中理解为制粉用谷物中不是发芽或未发芽谷物的部分。因此根据本发明的辅料优选是液体部分如啤酒酿造用糖浆和糖。
[0064] 而未发芽谷物是没有发芽的任何谷物,因此是任何含淀粉谷粒,如但不限于,大麦、玉米、稻、黑麦、燕麦、高粱和小麦。因此来自100%未发芽谷粒的制粉用谷物可以包含未发芽大麦和其它非大麦的未发芽谷物如稻和小麦。
[0065] 在本发明的另一实施方案中,制粉用谷物包含未发芽谷物的混合物,如但不限于未发芽大麦和未发芽小麦的混合物,未发芽稻和未发芽大麦的混合物。因此所述制粉用谷物可以包含50%未发芽大麦和50%未发芽的其它谷物,如小麦和稻。
[0066] 在本发明的一个特别优选的实施方案中,所述未发芽谷物构成制粉用谷物的超过70%,而发芽谷物构成制粉用谷物的少于30%。
[0067] 术语“醪”理解为含淀粉的浆料,其包含为制作麦芽汁而浸泡在水中的压碎的大麦麦芽、其它含淀粉材料或其组合。
[0068] 术语“糖化方法/过程/工艺”或糖化概况或只是糖化理解为将谷粒与水组合并在特定温度下带有间歇地(with rests)加热所述混合物以允许醪中的酶将谷粒中的淀粉分解成糖,从而产生麦芽汁。
[0069] “煮浆”(“mashing off”或mashing out)是将醪的温度升高时。这释放多约2%的淀粉,并使醪的粘度降低。
[0070] 术语“麦芽汁”理解为在糖化过程中提取制粉用谷物之后的未发酵的流出液(liquor run-off)。术语啤酒麦芽汁和麦芽汁在本申请通篇可以互换使用。
[0071] 术语“酒糟(spent grains)”理解为当提取过制粉用谷物并且分离了麦芽汁之后剩余的沥干的固体。
[0072] 术语“啤酒”在本文理解为发酵的麦芽汁。
[0073] 术语“啤酒产品”在本文理解为包含“醪”、“麦芽汁”、“酒糟”和“啤酒”。
[0074] 术语“DP1”指葡萄糖
[0075] 术语“DP2”指麦芽糖。
[0076] 术语“DP3”指麦芽三糖。
[0077] 术语“DP4+”或“DP4/4+”指糊精,或聚合度为4或更高的麦芽寡糖。
[0078] 术语“Fru”指果糖。
[0079] 术语“RDF”指真实发酵程度(real degree of fermentation)。
[0080] 术语“FAN”指游离氨基氮(free amino nitrogen)。
[0081] 术语“Plato”(°P)指每100g麦芽汁的提取物克数(g提取物/100g麦芽汁)。
[0082] 发明详述
[0083] 通过向醪加入外源酶的组合,例如α-淀粉酶、异淀粉酶/支链淀粉酶、FAN生成活性(蛋白酶)和可过滤性促进活性(β-葡聚糖酶和/或木聚糖酶)的组合,并通过同步热活化生成麦芽糖的内源β-淀粉酶,可以基于高达甚至100%的未发芽谷物获得麦芽汁。
[0084] 因此,在第一方面,本发明涉及产生啤酒麦芽汁的方法,包括:
[0085] a.通过糖化制粉用谷物获得醪,所述制粉用谷物的至少70wt%是包含β-淀粉酶活性的未发芽谷物,并且所述制粉用谷物的少于30wt%是发芽谷物,所述糖化在外源(加入的)酶和所述内源β-淀粉酶有活性的温度下进行;
[0086] b.将醪与外源酶接触,所述外源酶包含:
[0087] i.α-淀粉酶活性,
[0088] ii.支链淀粉酶活性,
[0089] iii.蛋白水解活性,和
[0090] iv.β-葡聚糖酶活性;
[0091] c.煮浆并过滤醪以获得麦芽汁。
[0092] 在一个优选的方面,本发明涉及方法,其中所述制粉用谷物包含至少70wt%未发芽谷物,如至少75wt%,更优选至少80wt%,更优选至少85wt%,更优选至少86wt%,更优选至少87wt%,更优选至少88wt%,更优选至少89wt%,更优选至少90wt%,更优选至少91wt%,更优选至少92wt%,更优选至少93wt%,更优选至少94wt%,更优选至少95wt%,更优选至少96wt%,更优选至少97wt%,更优选至少98wt%,甚至更优选99wt%,并且最优选100wt%未发芽谷物。
[0093] 应理解的是,所述至少70wt%未发芽谷物可以是一种或多种谷物,其中至少一种谷物含有β-淀粉酶活性。
[0094] 在本发明的一个方面,所述制粉用谷物包含少于30wt%发芽谷物,更优选少于25wt%,更优选少于20wt%,更优选少于15wt%,更优选少于10wt%,更优选少于5wt%并且甚至更优选少于3wt%,并且最优选所述制粉用谷物包含0wt%发芽谷物。
[0095] 在一个优选的实施方案中,所述未发芽谷物是小麦族的。在这个族中优选的是大麦、斯佩尔特小麦、小麦和黑麦。小麦族是属于禾本科植物(grasses)的早熟禾(Pooideae)亚科的一个族,包括具有许多已驯化种(demesticatedspecies)的属(EA Kellogg,R Appels,RJ Mason-Gamer-SYSTEMATICBOTANY,1996)。主要的作物属存在于这个族中,包括小麦、大麦和黑麦。在另一优选的实施方案中,所述制粉用谷物包含除来自小麦族的之外的未发芽谷物,如但不限于稻、玉米、燕麦、高粱。
[0096] 在另一优选的实施方案中,所述未发芽谷物选自大麦、斯佩尔特小麦、小麦、黑麦、玉米、燕麦或稻或其任意组合。
[0097] 因此在一个实施方案中,本发明涉及方法,其中所述制粉用谷物进一步包含一种或多种额外的未发芽谷物,如玉米粉、玉米淀粉和稻。因此所述制粉用谷物可以包含未发芽谷物的混合物,如但不限于未发芽大麦和未发芽小麦的混合物,或未发芽稻和未发芽大麦的混合物。
[0098] 在本发明的一个特别优选的实施方案中,所述未发芽谷物是大麦。
[0099] 在又另一个方面,所述制粉用谷物还包含0-50wt%其它糖源,如啤酒酿造用糖浆或其任意混合物。
[0100] 在另一实施方案中,上述步骤b的外源酶还包含木聚糖酶活性,优选家族GH10(糖基水解酶家族10),其可以改善麦芽汁和啤酒的过滤。
[0101] 在另一实施方案中,上述步骤b的外源酶还包含脂肪酶活性,其可以改善麦芽汁过滤并减少混浊。
[0102] 在另一实施方案中,上述步骤b的外源酶还包含肌醇六磷酸酶活性。
[0103] 在另一实施方案中,上述步骤b的外源酶还包含下述活性中的一种或多种:木聚糖酶活性、脂肪酶活性和/或肌醇六磷酸酶活性。
[0104] 在一个优选的实施方案中,在每个加热步骤,糖化温度(即外源(加入的)酶和内源β-淀粉酶有活性的温度)在使不同酶活性中的每一种最优化的范围内。糖化过程优选以三步进行,每步针对不同的酶进行最优化。可以将这些步骤称作酶间歇期(enzyme rests)或酶步骤。
[0105] 如此本发明的特别实施方案涉及用于生产啤酒麦芽汁的糖化方法的温度曲线,其中
[0106] 第一步在50-58℃进行,
[0107] 第二步在60-65℃进行,和
[0108] 第三步在70-80℃进行。
[0109] 糖化方法中不同的酶(外源的和内源的)具有不同的最适温度,而糖化方法可以在不同的温度下进行一段特定的时间以使酶起反应。这段时期通常称为酶间歇期。
[0110] 在第一步中,其可称作蛋白水解步骤,温度优选在使例如蛋白水解酶最优化的范围内,所述温度优选在45℃-58℃,例如优选在46℃-57℃,例如优选在47℃-56℃,例如优选在48℃-55℃,例如优选在49℃-54℃,例如优选在50℃-54℃,例如优选在51℃-54℃,例如优选在52℃-54℃,最优选在53℃-54℃,如54℃。
[0111] 在第二步中,温度优选在使例如淀粉转化酶,如β-淀粉酶和支链淀粉酶最优化的范围内。这个步骤通常称作糖化步骤(saccharification step)并且温度优选在60℃-72℃,例如优选在60℃-70℃,例如优选在62℃-68℃,例如优选在63℃-67℃,例如优选在64℃-66℃,并且最优选在64℃-65℃,如64℃。
[0112] 在第三步中,其也可称作煮浆,这释放多约2%的淀粉,并使醪的粘度降低,允许过滤更快进行。煮浆的温度优选在72℃-82℃,例如优选在73℃-81℃,例如优选在74℃-80℃,例如优选在75℃-79℃,例如优选在76℃-78℃,最优选温度在78℃-80℃,如
80℃。
[0113] 已知内源脂加氧酶是变味(off-flavour)的来源,而在一个优选的实施方案中,在上文提及的第一糖化步骤中的糖化温度在使脂加氧酶活性相对于在54℃糖化时的活性降低至少50%,优选55%,优选60%,优选65%,优选70%,优选75%,优选80%,优选85%,最优选90%的范围内。
[0114] 本发明进一步涉及酶混合物,其包含:
[0115] i.α-淀粉酶活性,
[0116] ii.支链淀粉酶活性,其中所述支链淀粉酶是热稳定的
[0117] iii.蛋白水解活性,和
[0118] iv.β-葡聚糖酶活性;
[0119] 或在本发明的另一实施方案中涉及如下酶混合物,其包含:
[0120] v.α-淀粉酶活性,
[0121] vi.支链淀粉酶活性,
[0122] vii.蛋白水解活性,
[0123] viii.β-葡聚糖酶活性;和
[0124] ix.木聚糖酶活性。
[0125] 酶混合物可进一步包含脂肪酶活性。
[0126] 术语酶混合物和酶掺合物(enzyme blend)在整篇申请中可互换使用。这些术语应理解为不同的酶或酶活性的混合物或掺合物。在所述混合物或掺合物中的酶可以以任何顺序加入或一起加入。酶如果不一起加入,那么可以以任何顺序加入,而不一定是以上文所列的顺序加入。
[0127] 本发明的酶可以在糖化的任何时间或糖化之前加入。因此,可以在形成醪之前、期间或之后,将酶加入醪成分,例如,水和/或制粉用谷物。酶可以一起或分开加入。
[0128] 在一个优选的方面,α-淀粉酶活性由真菌来源的,例如来自黑曲霉(Aspergillus niger)的,或细菌来源的,例如芽孢杆菌属(Bacillus)的α-淀粉酶提供。因此α-淀粉2+
酶可以是在酸性pH和/或低Ca 浓度下具有提高的热稳定性的细菌α-淀粉酶变体。优选地,醪中的α-淀粉酶活性是0.1-1.0KNU(S)/g,更优选0.2-0.4KNU(S)/g,并且最优选
0.25-0.35KNU(S)/g干重谷物。优选地,所述α-淀粉酶与SEQ ID NO:1中所示氨基酸序列(具有突变I181*G182*N193F的嗜热脂肪芽孢杆菌α-淀粉酶的变体,记载于WO99/19467中并且可作为Termamyl SC从Novozymes A/S获得)具有至少50%,更优选至少60%,更优选至少70%,更优选至少80%,优选至少85%,更优选至少90%,优选至少91%,优选至少92%,优选至少93%,优选至少94%,更优选至少95%,优选至少96%,优选至少97%,更优选至少98%,并且最优选至少99%同一性。
[0129] 在本发明的一个优选实施方案中,淀粉脱支活性是由支链淀粉酶提供的。在本发明的另一实施方案中,脱支活性是由其它脱支酶提供的,所述其它脱支酶如但不限于异淀粉酶或极限糊精酶。在本发明的某个实施方案中,脱支活性是由脱支酶的混合物提供的,所述混合物如但不限于支链淀粉酶和异淀粉酶。
[0130] 因此在本发明的一个优选实施方案中,支链淀粉酶(E.C.3.2.1.41)酶活性是外源供应的并存在于醪中。可以在形成醪之前、期间或之后,将支链淀粉酶加入醪成分,例如,水和/或制粉用谷物。
[0131] 本发明的支链淀粉酶优选是来自火球菌属(Pyrococcus)或芽孢杆菌属,如嗜酸普鲁兰芽孢杆菌(Bacillus acidopullulyticus)的支链淀粉酶,例如FEMSMicrobiol.Letters 115:97-106中记载的支链淀粉酶,或者支链淀粉酶可以从Novozymes作为Promozyme 400L获得并具有SEQ ID NO:2中所示的序列。
[0132] 支链 淀 粉 酶也 可 以来 自 长野 芽 孢 杆菌(Bacillus naganoencis) 或Bacillusderamificans,例如,如源自Bacillus deramificans(美国专利5,736,375)并具有SEQ ID NO:7中所示序列。支链淀粉酶也可以是工程改造的支链淀粉酶,其来自例如芽孢杆菌属菌株。
[0133] 其它支链淀粉酶可以源自PCT/DK91/00219中描述的沃氏火球菌(Pyrococcus woesei),或者支链淀粉酶可以源自PCT/DK92/00079中描述的闪烁杆菌属菌种Ven5(Fervidobacterium sp.Ven 5),或者支链淀粉酶可以源自PCT/DK95/00097中描述的速生热球菌(Thermococcus celer),或者支链淀粉酶可以源自PCT/DK95/00211中描述的Pyrodictium abyssei,或者支链淀粉酶可以源自PCT/DK95/00095中描述的Fervidobacterium pennavorans,或者支链淀粉酶可以源自PCT/DK95/00098中描述的Desulforococcus mucosus。
[0134] 最优选地,所述支链淀粉酶源自嗜酸普鲁兰芽孢杆菌。在本发明的方法和/或组合物中使用的优选的支链淀粉酶是具有如下氨基酸序列的支链淀粉酶,所述氨基酸序列与SEQ ID NO:8(NS26062,PulC,来自嗜酸普鲁兰芽孢杆菌)中所示序列至少50%,例如至少55%,例如至少60%,例如至少65%,例如至少66%,例如至少70%,例如至少75%,例如至少80%,例如至少85%,例如至少86%,例如至少87%,例如至少88%,例如至少89%,例如至少90%,例如至少91%,例如至少92%,例如至少93%,例如至少94%,例如至少95%,例如至少96%,例如至少97%,例如至少98%,例如至少99%或甚至100%相同;特别是当使用Program Needle,使用矩阵(Matrix):BLOSUM62;缺口产生罚分(Gap initiation penalty):10.0;缺口延伸罚分(Gapextension penalty):0.5;无缺口同一性矩阵(Gapless Identity Matrix)比对时。术语Pul C,NS26062和支链淀粉酶C在整篇申请中可互换使用。
[0135] 将支链淀粉酶以0.1-3 PUN/g DM,如0.2-2.9,如0.3-2.8,如0.3-2.7,如0.3-2.6,如0.3-2.5,如0.3-2.4,如0.3-2.3,如0.3-2.2,如0.3-2.1,如0.3-2.0,如
0.3-1.9,如0.3-1.8,如0.3-1.7,如0.3-1.6的剂量加入,最优选将支链淀粉酶以如
0.3-1.5,优选0.4-1.4,更优选0.5-1.3,更优选0.6-1.2,更优选0.7-1.1,更优选0.8-1.0,更优选0.9-1.0的剂量加入。在本发明的一个特定实施方案中,将酶以0.3PUN/g DM,如
0.4PUN/g DM,如0.5PUN/g DM加入,在本发明的一个特别优选的实施方案中,酶剂量不大于1PUN/g DM。优选地,醪中的异淀粉酶或/和支链淀粉酶活性是0.1-2.0PUN/g,更优选
0.5-1.0PUN/g干重谷物。
[0136] 脱支酶(如支链淀粉酶)的相对活性在不同的温度可以有相当大的变化,例如如本申请实施例2中所示。脱支酶与醪中的其它酶一起作用,特别是β-淀粉酶(其通常是内源的)和α-淀粉酶(其可以是内源的或外源加入的)。因此根据本发明优选的脱支酶是在β-淀粉酶和α-淀粉酶二者都有活性的温度范围中具有高相对酶活性的酶。α-淀粉酶通常在比β-淀粉酶更高的温度下有活性,并且糖化方法的糖化步骤(saccharification step),即通过α-淀粉酶、β-淀粉酶和分支酶将淀粉转化成可发酵糖的步骤,优选在高温下进行,如至少63℃。因此本发明的脱支酶优选是热稳定和热活性的。术语热稳定和热活性在整篇申请中可互换使用。
[0137] 在本文中热稳定的酶是在65℃和pH水平5,在30分钟期间测量具有60%以上的相对酶活性的酶。
[0138] 相对活性在本文中是相对酶活性,通过将最高活性设为100%(最大值)并将在其它温度的活性相对于该温度下的最大值进行确定来计算。
[0139] 因此优选所述脱支酶是支链淀粉酶,并且甚至更优选所述支链淀粉酶活性是由在65℃和pH水平5、在30分钟期间具有60%以上的相对酶活性的热稳定支链淀粉酶提供的。
热稳定的支链淀粉酶在实施例2中给出。
[0140] 在一个实施方案中,当在pH 5.0、在30分钟期间测量时,在65℃所述支链淀粉酶的相对酶活性为60%以上,如61%以上,如62%以上,如63%以上,如64%以上,如65%以上,如66%以上,如67%以上,如68%以上,如69%以上,如70%以上,如71%以上,如72%以上,如73%以上,如74%以上,如75%以上,如76%以上,如77%以上,如78%以上,如79%以上,如80%以上,如81%以上,如82%以上,如83%以上,如84%以上,如85%以上,如86%以上,如87%以上,如88%以上,如89%以上,如90%以上,如91%以上,如92%以上,如93%以上,如94%以上,如95%以上,如96%以上,如97%以上,如98%以上,如99%以上和甚至100%。
[0141] 在本发明的一个特别优选的实施方案中,热稳定的支链淀粉酶在65℃和pH水平5、在30分钟期间具有80%以上的相对酶活性。
[0142] 在某个实施方案中,所述支链淀粉酶在使用12°P大麦的糖化条件下、在未发芽大麦的糊化温度和范围在5.6-6.2的pH下、在30分钟期间与在未发芽大麦的糊化温度温育之前的活性相比,具有80%以上,如85%以上,如90%以上,如95%以上,或甚至100%残余酶活性。
[0143] 在另一实施方案中,所述蛋白酶活性是由具有合适FAN生成活性的蛋白水解酶体系提供的,所述体系包括内切蛋白酶、外肽酶或其任意组合,优选金属蛋白酶。醪中的蛋白酶活性优选为0.0005-0.002AU/g,更优选0.001-0.0015AU/g干重谷物。优选地,所述蛋白酶与SEQ ID NO:3(来自解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)的金属蛋白酶,记载于WO9967370,可作为Neutrase 从Novozymes A/S获得)中所示氨基酸序列具有至少50%,更优选至少60%,更优选至少70%,更优选至少80%,更优选至少85%,更优选至少90%,更优选至少91%,更优选至少92%,更优选至少93%,更优选至少94%,更优选至少95%,更优选至少96%,更优选至少97%,更优选至少98%,并且最优选至少99%或甚至100%同一性。
[0144] 在另外的实施方案中,向醪加入β-葡聚糖酶(E.C3.2.1.4.)活性。优选地,醪中的β-葡聚糖酶活性为0.1-1.5FBG/g,例如0.2-1.2FBG/g,例如0.4-1.0FBG/g,例如0.5-1.0FBG/g干重谷物。β-葡聚糖酶也称为纤维素酶并且可以是真菌或细菌来源的。例如来自米曲霉(Aspergillus orzyae)、黑曲霉或来自芽孢杆菌如枯草芽孢杆菌(B subtilis)。加入的β-葡聚糖酶活性也可以来源于麦芽。在本发明的一个特别优选的实施方案中,β-葡聚糖酶与木聚糖酶在称作Ultraflo Max的酶掺合物中一起加入。Ultraflo Max是木聚糖酶和β-葡聚糖酶的酶掺合物,该掺合物记载于申请WO2005/059084A1中。
[0145] 在另一实施方案中,木聚糖酶活性是由来自糖基水解酶家族10的木聚糖酶提供的。醪中的木聚糖酶活性优选为0.02-0.1FXU-S/g,更优选0.04-0.08FXU-S/g干重谷物。优选地,所述木聚糖酶与SEQ ID NO:4(记载于WO94/21785,可作为Shearzyme 从Novozymes A/S获得)中所示氨基酸序列具有少50%,更优选至少60%,更优选至少70%,更优选至少80%,更优选至少85%,更优选至少90%,更优选至少91%,更优选至少92%,更优选至少
93%,更优选至少94%,更优选至少95%,更优选至少96%,更优选至少97%,更优选至少
98%,并且最优选至少99%或甚至100%同一性。
[0146] 在另一实施方案中,脂肪酶活性是由对甘油三酯和/或半乳糖脂和/或磷脂有活性的脂肪酶提供的。优选地,脂肪酶活性是由来自镰孢属(Fusarium)(包括尖镰孢(F.oxysporum)和异孢镰孢(F.heterosporum))、曲霉属(Aspergillus)(包括塔宾曲霉(A.tubigensis))、根霉属(Rhizopus)(包括米根霉(R.oryzae))或嗜热霉属(Thermomyces)(包括细毛嗜热霉(T.lanuginosus))的脂肪酶或这些脂肪酶的变体提供的。一个例子是Lipopan X(Lipopan Xtra),细毛嗜热霉脂肪酶的一种变体,具有取代G91A+D96W+E99K+P256V+G263Q+L264A+I265T+G266D+T267A+L269N+270A+271G+272G+273F(+274S),记载于WO2004099400A2中。优选地,脂肪酶与SEQ ID NO:5(来自尖镰孢的脂肪酶/磷脂酶,记载于EP 869167,可从Novozymes A/S作为Lipopan F获得)中所示氨基酸序列的残基1-316或1-273具有至少50%,更优选至少60%,更优选至少70%,更优选至少
80%,更优选至少85%,更优选至少90%,更优选至少91%,更优选至少92%,更优选至少
93%,更优选至少94%,更优选至少95%,更优选至少96%,更优选至少97%,更优选至少
98%,并且最优选至少99%或甚至100%同一性。优选地,醪中的脂肪酶活性为0-50LU/g,如0-40LU/g,如0-30LU/g,如0-20LU/g干重谷物。在本发明的一个特别优选的实施方案中,脂肪酶是Lipozyme TL或lipolase,这种脂肪酶对过滤速度和减少混浊具有显著良好的效果。因此在本发明的一个特别优选的实施方案中,脂肪酶与SEQ ID NO 9中所示的氨基酸序列具有至少50%,更优选至少60%,更优选至少70%,更优选至少80%,更优选至少
85%,更优选至少90%,更优选至少91%,更优选至少92%,更优选至少93%,更优选至少
94%,更优选至少95%,更优选至少96%,更优选至少97%,更优选至少98%,并且最优选至少99%或甚至100%同一性。脂肪酶也可以是Lipex,其是Lipozyme的一种变体,与SEQ ID NO:10中所示氨基酸序列具有至少50%,更优选至少60%,更优选至少70%,更优选至少80%,更优选至少95%,更优选至少98%,并且最优选至少99%或甚至100%同一性。脂肪酶将来自大麦的脂质(例如甘油三酯)降解成偏甘油酯和游离脂肪酸。这导致浊度降低和醪过滤及(麦芽汁)过滤特性大大改善。
[0147] 在另一实施方案中,肌醇六磷酸酶活性是由来自黑曲霉、隔孢伏革菌属(Peniophora)或柠檬酸杆菌属(Citrobacter)的肌醇六磷酸酶提供的。优选地,醪中的肌醇六磷酸酶活性为0-5FYT/g,更优选0.5-1.5FYT/g干重谷物。优选地,所述肌醇六磷酸酶与SEQ ID NO:6(Peniophora lycii肌醇六磷酸酶的变体,记载于WO 2003/066847)中所示氨基酸序列具有至少50%,更优选至少60%,更优选至少70%,更优选至少80%,更优选至少85%,更优选至少90%,更优选至少91%,更优选至少92%,更优选至少93%,更优选至少94%,更优选至少95%,更优选至少96%,更优选至少97%,更优选至少98%,并且最优选至少99%或甚至100%同一性。
[0148] 在本发明的一些实施方案中加入Flavourzyme。Flavourzyme是一种从米曲霉菌株NN000562获得的酶组合物,该菌株原先作为ATCC 20386获得。FLAVOURZYME含有性和酸性蛋白酶活性。
[0149] 在另外的方面,本发明涉及通过本发明的方法产生的麦芽汁。
[0150] 另外,本发明涉及所述麦芽汁用于生产任何类型的啤酒的用途,例如清淡和浓厚陈贮型、清淡和浓厚爱尔型、小麦啤酒、全部钵尔透黑啤酒、烈性黑啤酒(stout)、冰浓缩型(例如德国冰黑啤)、大麦酒型或低麦芽啤酒(happoushu)。
[0151] 含氮组分是麦芽汁的重要组分,因为它们影响啤酒的性质,如味道和发酵模式(fermentation pattern)。含氮化合物对于酵母是重要的营养物,脯氨酸是例外,酵母几乎不同化脯氨酸,因此在麦芽汁中含小量脯氨酸或不含脯氨酸是有利的。因此在另外的方面,麦芽汁包含一种或多种选自以下的氨基酸:
[0152] a.脯氨酸,其在麦芽汁中的浓度低于2mM,优选低于1mM,并且最优选低于0.5mM;
[0153] b.丝氨酸,其浓度在0.1mM以上,优选在0.125mM以上,并且最优选在0-15mM以上;和
[0154] c.甲硫氨酸,其浓度在0.05mM以上,优选在0.08mM以上,并且最优选在0.10mM以上。
[0155] 因此在一个方面,脯氨酸浓度在2mM以下,如1.5mM以下,如1mM以下,如0.5mM以下,如0.25mM以下。
[0156] 在另一方面,丝氨酸浓度在0.1mM以上,如0.125mM以上,如0.15mM,如0.2mM。
[0157] 在另一方面,甲硫氨酸浓度在0.005mM以上,如0.008mM,如0.1mM,如0.125mM,如0.15mM。
[0158] 发明人惊讶地发现,即使使用非常大量(如80%以上)的未发芽谷物如未发芽大麦,能够产生具有大量可发酵糖的麦芽汁,所述可发酵糖在本文中为DP1-DP3(葡萄糖、麦芽糖和麦芽三糖),并且在本发明的特别优选的方面中,麦芽糖的量比葡萄糖的量高,这是有利的,因为它防止对酵母的渗透压,并且调节酯的产生,也因此调节最终啤酒的味和芳香概况(aroma profile)。
[0159] 因此本发明的一个方面涉及麦芽汁,其中麦芽糖浓度在碳水化合物总浓度的45%以上,优选50%以上,优选55%以上,优选56%以上,优选57%以上,优选58%以上,优选59%以上,优选60%以上,优选61%以上,优选62%以上,优选63%以上,优选64%以上,优选65%以上,最优选麦芽糖浓度在碳水化合物总浓度的70%以上。
[0160] 在另一方面本发明涉及麦芽汁,其中葡萄糖浓度在10%以下,优选9%以下,优选8%以下,优选7%以下,优选6%以下,优选5%以下,最优选4%以下。
[0161] 本发明的又一方面涉及前述权利要求中任一项的麦芽汁,其中葡萄糖、麦芽糖和麦芽三糖浓度之和为碳水化合物总浓度的50%以上,优选55%以上,优选60%以上,优选61%以上,优选62%以上,优选63%以上,优选64%以上,优选65%以上,优选66%以上,优选67%以上,优选68%以上,优选69%以上,优选70%以上,优选71%以上,优选72%以上,优选73%以上,优选74%以上,优选75%以上,优选76%以上,优选77%以上,优选
78%以上,优选79%以上和优选80%以上。
[0162] RDF(真实发酵程度)计算为RDF%=100*(OE%P-ER%)/OE%P,其中OE是指以%P计的原始提取物,并且ER是指通过密度计(Analytica EBCreference)测量的真实提取物%P。
[0163] 因此在本发明的一个方面,麦芽汁中的RDF多于60%,如至少65%,如至少70%,如至少75%,如至少76%,如至少77%,如至少78%,如至少79%,如至少80%,如至少81%,如至少82%,如至少83%,如至少84%,如至少85%,如至少86%,如至少87%,如至少88%,如至少89%,如至少90%,如至少91%,如至少92%,如至少93%,如至少94%,如至少95%,如至少96%,如至少97%,如至少98%,如至少99%,如至少100%。
[0164] 一些酿酒厂向麦芽汁罐添加酿酒糖浆(brewery syrup),例如高麦芽糖、啤酒酿造用糖浆,其可以提高可发酵糖的量。然而,尽管根据本发明可以添加啤酒酿造用糖浆,但是这对于提高可发酵糖的量或RDF不是必需的。
[0165] 在本发明的另一实施方案中涉及方法,其中麦芽汁中麦芽糖∶葡萄糖的比例高于5∶1,如高于6∶1,如高于7∶1,优选高于8∶1,优选高于9∶1,优选高于10∶1,优选高于11∶1,在特别优选的实施方案中,麦芽汁中麦芽糖∶葡萄糖的比例高于12∶1。
[0166] 在糖化过程中,淀粉降解成可发酵和不可发酵的糖并且蛋白材料转化成游离氨基酸为酵母所用。根据本发明用于糖化的原料可以是高达100%的未发芽谷物,例如未发芽大麦,而不降低麦芽汁的可过滤性或降低酵母可用的氨基酸的量。
[0167] 此外,酿造未发芽谷物可能产生关于可过滤性的问题,原因是过量的未转化的淀粉和β-葡聚糖或木聚糖,其也可能引起啤酒的混浊。加入过滤辅助酶如β-葡聚糖酶可以提高麦芽汁的可过滤性。然而,当未发芽谷物构成制粉用谷物的主要部分时,仅β-葡聚糖酶不足以提供可过滤的麦芽汁。
[0168] 发明人惊讶地发现,将根据本发明的外源酶(包含α-淀粉酶活性、支链淀粉酶活性、蛋白水解活性、脂肪酶活性和β-葡聚糖酶活性)加入自包含至少70%未发芽谷物的制粉用谷物制备的醪,产生了当与产自发芽制粉用谷物的麦芽汁相比时在例如FAN、可发酵糖(DP1-DP3)等方面相当或者甚至更好的、并且是可过滤的也具有可接受的低浊度的麦芽汁。
[0169] 滤桶时间(lauter tun time),即将醪过滤到滤桶中所用的时间,如果这在单独的容器中,那么滤桶时间受到例如浊度的影响。因此在本发明的某个方面,麦芽汁是可过滤的并且具有低浊度,并且在本发明的一个实施方案中,浊度在20NTU(得自校准的浊度计的浊度单位,浊度计浊度单位(Nephelometric Turbidity Units))以下,如19NTU以下,如18NTU以下,如17NTU以下,如16NTU以下,如15NTU以下,如14NTU以下,如13NTU以下,如
12NTU以下,如11NTU以下,如10NTU以下。
[0170] 一种增加可发酵糖的量的方法是通过增加糖化时间,例如通过增加糖化步骤。然而,在本发明另一个重要的方面,产生高可过滤性麦芽汁所需的糖化时间与基于相同量的麦芽产生发酵性相等的麦芽汁的糖化时间相比没有增加。
[0171] 这是令人惊讶的,因为当醪基于大量未发芽的谷物(例如70%大麦)时,为了得到与相应量(70%)的麦芽产生的麦芽汁中相同的可发酵性和FAN,通常需要更长的糖化时间。
[0172] 因此在本发明的一个特定实施方案中,糖化过程在160分钟内完成,优选120分钟内。
[0173] 在本发明的一个实施方案中,包含全部酶间歇期和全部加热步骤的糖化过程在180分钟内完成,如170分钟内,如160分钟内,如155分钟内,如150分钟内,如145分钟内,如140分钟内,如135分钟内,如130分钟内,如125分钟内,如120分钟内,如115分钟内,如110分钟内,如105分钟内,如100分钟内,如95分钟内,如90分钟内,如85分钟内,如80分钟内,如75分钟内,如70分钟内,如65分钟内,如60分钟内。
[0174] 当用谷粒如稻和玉米取代麦芽时,制粉用谷物可能需要通过煎煮或煎煮糖化或辅助煎煮来处理,其是将部分谷粒与热稳定的α-淀粉酶分开煮沸然后送回到醪中的过程。这个过程通常为这些类型的谷粒所需,因为其糊化温度高于大麦、麦芽和例如小麦的糊化温度。因此需要预糊化以使淀粉对于所有需要的内源酶和加入的酶都是易于接触的。该过程也可用于为啤酒提供麦芽味。
[0175] 未发芽谷物,如大麦,在研磨中显示出大体不同于发芽谷物的表现,比如大麦比麦芽具有更高的含水量,未经修饰,并且硬得多。
[0176] 为了操作装有麦芽的滤桶并达到可接受的性能(产率和(麦芽汁)过滤时间),特定谷粉组合物是必需的,所述谷粉组合物可以通过筛选测试测定。
[0177] 通过轧制机制造的谷粉组合物主要受到成对辊子之间间隙的影响(双辊轧制机=一对,四辊轧制机=两对)。第一对总是比第二对的间隙宽。为了获得与由麦芽制成的谷粉可比的(麦芽汁)过滤性能,发明人改变了这些辊子间隙。
[0178] 发明人发现可以调节的辊子间隙来进行研磨的四辊轧制机和六辊轧制机(三对)非常适合将大麦研磨成可用的谷粉。这是重要的,因为良好的(麦芽汁)过滤性能只能用优化的谷粉组合物实现,所述优化的谷粉组合物不同于麦芽的最佳谷粉组合物。
[0179] 筛选测试根据Anger,H.:MEBAK Band Rohstoffe.1.Auflage Brautechnische Analysenmethoden.2006,Freising:Selbstverlag der MEBAK中描述的筛选测试进行。
[0180] 表1
[0181] 研磨的大麦与麦芽的比较
[0182]大麦 麦芽
筛1 25% 18%
筛2 15% 8%
筛3 38% 33%
筛4 10% 21%
筛5 3% 10%
底部 9% 11%
[0183] 结果显示,对于成功的100%大麦(麦芽汁)过滤性能,更集中于筛1-3的更粗糙的谷粉产生良好的(麦芽汁)过滤性能。还可以看出,大麦粉显著不同于得自麦芽的谷粉。实施例
[0184] 材料和方法
[0185] 酶
[0186] α-淀粉酶活性(KNU)
[0187] 淀粉分解活性可以通过使用铃薯淀粉作为底物来测定。这种方法基于酶对改性的马铃薯淀粉的分解,并通过将淀粉/酶溶液的样品与碘溶液混合来追踪反应。最初形成蓝黑色,而在淀粉分解的过程中,蓝色变浅并逐渐成为红棕色,将其与有色玻璃标准比较。
[0188] 一千Novo α-淀粉酶单位(KNU)等于1000NU。1KNU定义为在标准条件(即在37℃+/-0.05;0.0003M Ca2+;和pH 5.6)下将5.26g淀粉干物质(MerckAmylum solubile)转化成小到不足以与碘进行显色反应的糊精的酶量。
[0189] 脱支活性(PUN)
[0190] 支链淀粉酶活性可以相对于支链淀粉底物测定。直链淀粉是基本上由通过1,6-α-连接结合的麦芽三糖基单元组成的直链D-葡萄糖聚合物。内切支链淀粉酶随机水
3 3 3
解1,6-α-连接,释放麦芽三糖、6-α-麦芽三糖基-麦芽三糖、6-α-(6-α-麦芽三糖基-麦芽三糖基)-麦芽三糖等,使用改良的Somogyi-Nelson法测定还原性碳水化合物(reducing carbohydrate)作为水解的连接数。
[0191] 1个支链淀粉酶单位(PUN)是在标准条件下(即,在40℃和pH 5.0,30分钟反应时间之后;并用0.2%支链淀粉作为底物)水解支链淀粉,释放还原相当于1微摩尔葡萄糖每分钟的还原性碳水化合物的酶量。
[0192] 蛋白水解活性(AU)
[0193] 蛋白水解活性可以通过使用变性的血红蛋白作为底物来测定。在用于测定蛋白水解活性的Anson-Hemoglobin法中,将变性的血红蛋白消化,并将未消化的血红蛋白用三氯乙酸(TCA)沉淀。TCA可溶产物的量使用酚试剂测定,酚试剂与酪氨酸和色氨酸一起产生蓝色。
[0194] 1个Anson单位(AU)定义为在标准条件(即25℃,pH 7.5和10分钟反应时间)下,以如下初始速率消化血红蛋白的酶量,所述初始速率使每分钟释放的TCA可溶产物的量和酚试剂产生与1毫当量的酪氨酸相同的颜色
[0195] β-葡聚糖酶活性(FBG)
[0196] 1个真菌β-葡聚糖酶单位(FBG)是按照下列标准条件,每分钟以与1mol葡萄糖相当的还原能力释放可还原寡糖或将糖还原的酶量。
[0197] 在形成葡萄糖或还原性碳水化合物的过程中真菌β-葡聚糖酶与β-葡聚糖反应,根据Somogyi Nelson法测定还原糖作为所述葡萄糖或还原性碳水化合物。
[0198] 应该将样品稀释以得到0.02~0.10FBG/ml的活性。标准反应条件是:底物:0.5%大麦β-葡聚糖,温度:30℃,pH:5.0和反应时间30分钟。
[0199] 然而,商品中的纤维素分解活性是以内切葡聚糖酶单位(EGU)测定的,其可以转换成FBG。对于Celluclast(纤维素碎屑),可以通过用EGU乘以因子3.2来将EGU转换成FBG。
[0200] 木聚糖酶(FXU(S))
[0201] 木聚糖分解活性可以用FXU(S)单位表示,在pH 6.0用remazol-木聚糖(用Remazol Brilliant Blue R染色的4-O-甲基-D-葡糖酸-D-木聚糖,Fluka)作为底物测定。
[0202] 将木聚糖酶样品与remazol-木聚糖底物一起温育。用乙醇沉淀未降解的染色底物背景。上清液中残余的蓝色(用分光光度计在585nm测定)与木聚糖酶活性成比例,然后相对于酶标准品在标准条件下测定木聚糖酶单位,所述标准条件即底物浓度0.45%w/v,酶浓度0.04-0.14FXU(S)/mL,在50.0℃、pH 6.0和30分钟反应时间。以FXU(S)计的木聚糖酶活性是相对于Novozymes FXU(S)酶标准品(可从Novozymes获得)测量的,所述酶标准品包括来自棘孢曲霉(Bacillus aculeatus)的单组分木聚糖酶制备物Shearzyme。
[0203] 脂肪酶(LU)
[0204] 1个脂肪酶单位(LU)是在30.0℃;pH 7.0,用阿拉伯树胶作为乳化剂和三丁酸甘油酯(tributyrine)作为底物,每分钟释放1微摩尔可滴定的丁酸的酶量。
[0205] 肌醇六磷酸酶(FYT)
[0206] 1个肌醇六磷酸酶单位(FYT)是在下述条件下每分钟释放1微摩尔无机正磷酸根的酶量:pH 5.5;温度37℃;底物:浓度为0.0050mol/l的肌醇六磷酸钠(C6H6O24P6Na12)。
[0207] 亮氨酸氨基肽酶单位(LAPU)
[0208] 1个亮氨酸氨基肽酶单位(LAPU)是在下述条件下每分钟分解1μM底物的酶量:26mM的L-亮氨酸-对-硝基苯胺作为底物,0.1M Tris缓冲液(pH8.0),40℃,10分钟反应时间。
[0209] 实验室糖化方法
[0210] 除非另外声明,否则实施例中使用的糖化方法如下进行:
[0211] 首先,将大麦研磨成精细的谷粉(Bühler Unirvisale gab 0.2mm),然后将50g经研磨的大麦加入糖化杯并加入200g预热的水(含氯化)。将杯置于糖化浴(带有12个杯的Lochner LB 12 Electronic)中,设定糖化图表(例如,在50℃或54℃混合(mashing-in),将温度保持20-30分钟,以1℃/分钟升高至64℃,保持40-60分钟,以1℃/分钟升高至78或80℃,保持10-20分钟,再将温度降低至20℃)。在开始时将酶溶液加入杯中并起始糖化,提供140-160分钟的总糖化时间。糖化之后,在杯中加入总共300g的水并用Whatman 5971/2(Schleicher & Schuell)折叠滤纸过滤以获得麦芽汁,其后可以分析麦芽汁。
[0212] 在Waters HPLC系统(Novozymes法:345-SM-2004.01/01)中分析麦芽汁的糖/糊精(碳水化合物)浓度,所述系统具有前置柱(Cation H refill目录号1250129)两个柱BoiRad Aminex HPX 87H,加热至60℃且流速为0.4ml/分钟,带有RI检测(Waters 2410 RI检测器)。
[0213] RDF:真实发酵程度,通过MEBAK法2.9.2中描述的方法测定。原理:因发酵成醇和CO2而减少的麦芽汁干物质的%。
[0214] NTU:麦芽汁中的混浊通过MEBAK法2.15.1分析。
[0215] 概括而言,酶剂量如下计算:
[0216] 目标剂量的酶剂量
[0217]
[0218] 实施例1
[0219] 本实施例的目的是基于RDF和DP2(麦芽糖)为麦芽汁的产生选择最合适的支链淀粉酶。如上所述制备包含100%未发芽大麦的制粉用谷物。
[0220] 然后向所有杯中加入50ppm Na2SO3和下述酶:
[0221] α-淀粉酶(Termamyl SC):0.3KNU(S)/g,
[0222] β-葡聚糖酶和木聚糖酶(Ultraflo Max/Viscoflow XL):300ppm,[0223] 蛋白酶(Neutrase 0.8)0.002AU/g,
[0224] FlavourzymeTM 1000L:0.1LAPU/g,和
[0225] 如表2中所述的支链淀粉酶:
[0226] 进行糖化,并在糖化后向杯中加入自来水(city water)至总共300g。过滤醪,并通过分析麦芽汁获得了下文表1中的结果:
[0227] 表1 100%大麦:RDF,%和麦芽汁糖
[0228]
[0229] *通过线性回归估计
[0230] 用两种支链淀粉酶的RDF都在60%以上,然而在加入NS26062(PUL C)时RDF更高。对于两种支链淀粉酶,麦芽糖(DP2)的量相对于糊精(DP4)的量也都更高,但是同样,对于NS26062(PUL C)麦芽糖的量相对于糊精更高。因此结论是:NS26062(支链淀粉酶C或PulC)与Promozyme(promozyme 400L)相比在PUN活性方面、RDF%方面和麦芽糖(DP2)生成方面显示了最佳性能。在这个实验中,清楚地证明了热稳定NS26062(支链淀粉酶C或PULC)的优点。
[0231] 实施例2
[0232] 以下实施例说明了不同的最适温度和在不同温度下的相对活性。分析了三种不同的支链淀粉酶的相对酶活性。分析支链淀粉酶活性的方法是通过在下述条件中检测还原糖量(reducing sugar capacity)的增加(Somogyi-Nelson反应)。
[0233] 底物:0.2%支链淀粉,pH 5.0,反应时间30分钟,通过加入Somogyi试剂停止酶反应,然后加入Nelson显色试剂并煮沸20分钟。
[0234] 将样品在30℃、45℃、55℃、60℃、62.5℃、65℃和70℃温育30分钟。通过分光光度计在OD520nm分析所述样品,并将样品和空白之间的差异(因酶活性而增加)用来计算结果。
[0235] 将最高活性设为100%(最大值),而在其它温度的活性相对于该温度下的最大值进行确定。
[0236] 表2.不同支链淀粉酶在不同温度下的相对活性
[0237]
[0238] 这个实施例清楚地证明了Pul C是三种支链淀粉酶中热稳定和热活性最好的,因为它在62.5℃以上具有显著更高的相对活性,也因为在65℃在30分钟期间测量到的活性最高。Pul C支链淀粉酶在62.5℃至65℃具有全部三种支链淀粉酶中的最高活性,62.5℃至65℃是糖化的优选温度,因此使用Pul C作为糖化过程中的脱支酶显然是有利的。
[0239] 实施例3
[0240] 本实验的目的是评估当应用于2小时的浸出糖化中时,在对100%未发芽大麦或100%发芽大麦的糖化作用中三种不同的支链淀粉酶(NS26062/PulC、Promozyme 400L和Promozyme D2(Optimax 1000L))以酶蛋白(EP)每g dm(克干物质)计的有效剂量。
[0241] 向所有杯中以2kg/1000kg大麦添加酶掺合物:
[0242] α-淀粉酶(Termamyl SC)0.3KNU(S)/g,
[0243] β-葡聚糖酶和木聚糖酶(Ultraflo Max/Viscoflow XL)300ppm,
[0244] 蛋白酶(Neutrase)0.001AU/g,
[0245] 脂肪酶(Lipozyme TL 20LU/g)
[0246] 加入不同的支链淀粉酶剂量。
[0247] 比活性:
[0248] NS26062:57PUN/mg EP.
[0249] Promozyme 400L:136PUN/mg EP
[0250] Promozyme D2:236NPUN/mg EP
[0251] 来自Hayashibara Co Ltd的异淀粉酶:比活性未知
[0252] 所述比活性是在通过标准层析技术纯化支链淀粉酶之后测量的。
[0253] 糖化条件:30分钟内54℃,在10分钟内升高至64℃并维持45分钟,在16分钟内升高至80℃并维持10分钟,产生具有12.6 Plato的麦芽汁。
[0254] 表3:在100%未发芽大麦的糖化中支链淀粉酶对糊精降解的作用:显示使用不同剂量(g(克)EP(酶蛋白)/1000kg未发芽大麦)时麦芽汁中不可发酵糖的%(糊精/DP4+)。某些实验进行了数次。
[0255]
[0256] 表3显示除Hayashibara异淀粉酶的全部三种支链淀粉酶能够降低不可发酵糖(糊精DP4+)的量并因而增加可发酵糖的量。然而,最佳表现显然是NS26062(Pul C)支链淀粉酶,相对于加入的酶量,NS26062(Pul C)支链淀粉酶将不可发酵糖的量降低得比支链淀粉酶400L和支链淀粉酶D2多得多。这清楚地证明使用热稳定PulC的优势。另外也证明了低于20%的DP4+,对应于超过80%的葡萄糖、麦芽糖和麦芽三糖能够在120分钟的糖化中达到。
[0257] 因此支链淀粉酶的选择对于控制可发酵糖的量并且对于可能降低不可发酵的DP4+糊精是重要的。这点很重要,因为良好的糖概况(可发酵糖比不可发酵糖多)可促进麦芽汁的良好发酵。
[0258] 实施例4
[0259] 本实施例的目的是评估支链淀粉酶NS26062对麦芽汁中DP2(麦芽糖)形成的作用。如上所述制备了包含100%未发芽大麦的制粉用谷物。
[0260] 然后向所有杯中加入50ppm Na2SO3+3.0ml 1M H3PO4和酶:
[0261] α-淀粉酶(Termamyl SC):0.3KNU(S)/g,
[0262] β-葡聚糖酶和木聚糖酶(Ultraflo Max/Viscoflow XL):300ppm~0.23EGU/g,[0263] 蛋白酶(Neutrase 0.8L):0.002AU/g,
[0264] 支链淀粉酶如表4中所示:
[0265] 进行糖化,并在糖化后向杯中加入自来水至总共300g。过滤醪,并通过分析麦芽汁获得了下文表4中的结果:
[0266] 表4.100%大麦:RDF,%和麦芽汁糖。
[0267]
[0268] 麦芽糖浓度(DP2)因增加NS26062(Pul C)的剂量而增加,并且麦芽糖%的增加之后为稀化度(attenuation)(RDF%)的增加。糊精级分(HPLC分析DP4/4+)同时减少。
[0269] 仅大麦β-淀粉酶能够在此反应中产生麦芽糖,而NS26062(Pul C)促进了大麦β-淀粉酶的作用。
[0270] 因此NS26062(Pul C)是合适的支链淀粉酶,其提供具有高RDF和低葡萄糖的麦芽汁。
[0271] 实施例5
[0272] 本实施例的目的是针对FAN生成和麦芽糖形成评估三种蛋白酶Neutrase 0.8L、Alcalase和Flavourzyme。如上所述制备了包含100%未发芽大麦的制粉用谷物。然后按下文表5-7中所示向所有杯(下文的试验1-3)中加入酶。进行糖化,并在糖化之后向杯中加入自来水至总共300g。过滤醪,并通过分析麦芽汁获得了表5-7中的结果:
[0273] 试验1:
[0274] 向所有样品添加:α-淀粉酶(Termamyl SC):0.3KNU(S)/g,β-葡聚糖酶和木聚糖酶(Ultraflo Max):300ppm(0.23EGU/g)和如表5中所示的不同活性的蛋白酶Alcalase和Neutrase 0.8L。
[0275] 表5.在不同剂量的Alcalase和Neutrase 0.8L时的FAN和%麦芽汁糖(酶活性/g dm醪)
[0276]
[0277] 试验2:
[0278] 向所有样品添加:α-淀粉酶(Termamyl SC):0.3KNU(S)/g,β-葡聚糖酶和木聚糖酶(Ultraflo Max):300ppm(0.23EGU/g)和如表6中所示的蛋白酶Alcalase和Neutrase0.8L。
[0279] 表6.在不同剂量的Alcalase和Neutrase 0.8L时的FAN和%麦芽汁糖(酶活性/g dm醪)
[0280]
[0281] 试验3:
[0282] 向所有样品添加:α-淀粉酶(Termamyl SC):0.3KNU(S)/g,β-葡聚糖酶和木聚糖酶(Ultraflo Max):300ppm(0.23EGU/g),Flavourzyme:0.1LAPU/g,和如表7中所示的蛋白酶Alcalase或Neutrase 0.8L。
[0283] 表7.在不同剂量的Alcalase和Neutrase 0.8L时的FAN和%麦芽汁糖(酶活性/g dm醪)
[0284]
[0285] 这些实施例清楚地证明加入蛋白酶Alcalase和Neutrase但不加入Flavorzyme对特定游离可用的氨基氮(FAN)的生成有积极作用,并且其中Neutrase对FAN生成具有最大的积极作用。因此蛋白酶的选择对于FAN生成是一个关键参数。
[0286] 实施例6
[0287] 如上所述制备了包含0-90%未发芽大麦的制粉用谷物。然后向所有的杯中加入酶,即β-葡聚糖酶和木聚糖酶。进行糖化,并在糖化之后向杯中加入自来水至总共300g。过滤醪,并通过分析麦芽汁获得了表8中的结果:
[0288] 以下实验是为了证明当只添加过滤酶掺合物β-葡聚糖酶和木聚糖酶(Ultraflo Max 300ppm)时,逐渐增加的未发芽大麦的量对浊度(NTU)的影响。
[0289] 表8.当用逐渐增加的量的未发芽大麦代替发芽大麦时的NTU,从0%未发芽大麦到90%未发芽大麦。
[0290] %大麦 NTU
[0291] 1 0 19.8
[0292] 2 8 19.7
[0293] 3 16 15.3
[0294] 4 24 12.4
[0295] 5 32 12
[0296] 6 40 10.2
[0297] 7 48 10.8
[0298] 8 56 8.43
[0299] 9 64 10.9
[0300] 10 72 21
[0301] 11 80 35.7
[0302] 12 90 56.2
[0303] 该结果还在图1中显示。从这个实验清楚的是,用简单的酶掺合物(只有过滤酶)糖化未发芽大麦随着代替发芽大麦的未发芽大麦的量逐渐增加变得越来越困难,并且当该量超过80%时,浊度太高以至于麦芽汁难以进行过滤。因此当具有大量的未发芽大麦时,仅添加过滤酶不足以获得可过滤的麦芽汁。
[0304] 实施例7
[0305] 本实施例的目的是评估得自使用不同剂量的Lipopan F、Lipopan X以及β-葡聚糖酶和木聚糖酶(Ultraflo Max)进行的100%大麦浸出糖化的浊度(NTU)和麦芽汁过滤。研究包含两个分别关于Lipopan F和Lipopan X的独立试验,即如下文表9中指明的2x12个杯。如前文所述制备了包含100%未发芽大麦的制粉用谷物。然后向所有杯中加入酶。
[0306] 向每个杯添加:
[0307] -3.0ml 1M H3PO4,
[0308] -0.3KNU(S)/g α-淀粉酶(Termamyl SC),
[0309] -0.002AU/g蛋白酶(Neutrase 0.8L),
[0310] -0.5PUN/g支链淀粉酶(NS26062),和表9中的酶。
[0311] 进行糖化,并在糖化之后向杯中加入自来水至总共300g。过滤醪,并且通过分析麦芽汁获得了下文表9中的结果。
[0312] 表9.糖化中的酶剂量活性/g DM
[0313]
[0314]8 0.08 50 3.84 151 205
9 - 50 4.96 100 200
10 0.16 10 24.9 110 200
11 0.08 10 21 110 200
12 - 10 8.9 75 180
[0315] 两种脂肪酶Lipopan F和Lipopan X都显著降低了麦芽汁的浊度(NTU)。
[0316] Lipopan X对于降低麦芽汁的浊度最有效(基于酶活性LU(g)),但是Lipopan F能够将浊度降低至麦芽汁规格内的水平。在脂肪酶存在下能够将过滤酶的量降低至100ppm而不显著降低过滤速度。
[0317] 实施例8
[0318] 本实施例的目的是评估在标准糖化中蛋白酶Neutrase 0.8L、肌醇六磷酸酶和支链淀粉酶NS26062(Pul C)对FAN生成和麦芽汁糖概况的作用。如上所述制备了包含100%未发芽大麦的制粉用谷物。然后向所有杯中加入α-淀粉酶(Termamyl SC)0.3KNU(S)/g、300ppmβ-葡聚糖酶和木聚糖酶(UltrafloMax),调节至pH 5.3,以及蛋白酶Neutrase0.8L、肌醇六磷酸酶和支链淀粉酶NS26062(Pul C)几种酶,其中按下文表10A和10B中所示的添加,并获得了如下结果:
[0319] 表10A.100%大麦:麦芽汁中的FAN生成。剂量是酶活性单位和ppm(100ppm=100g/1000kg未发芽大麦)。FYT是肌醇六磷酸酶单位,PUN是支链淀粉酶活性,而AU是蛋白水解活性。
[0320]
[0321] 表10B.100%大麦:麦芽汁糖概况。
[0322]
[0323] 表10A显示蛋白酶增加了麦芽汁中的FAN,而表10B显示当向蛋白酶加入肌醇六磷酸酶和支链淀粉酶时,用分别为0.001和0.002AU的蛋白酶浓度能够生成相当大量的DP1-DP3。因此当存在肌醇六磷酸酶和支链淀粉酶时,能够降低麦芽糖麦芽汁生产中的蛋白酶浓度,而不降低可发酵糖的量(DP1-DP3)。
[0324] 实施例9
[0325] 本实施例的目的是阐释与用100%未发芽大麦制备的麦芽汁相关的一些一般参数,从而鉴定与用发芽大麦制备的麦芽汁相比的关键问题。
[0326] 不加酶的麦芽糖化(100%)和使用酶掺合物的未发芽大麦(100%)糖化。将麦芽汁煮沸,并用100%(大麦)麦芽和100%未发芽大麦的麦芽汁进行啤酒发酵。
[0327] 数据:
[0328] 糖化:
[0329] 大麦:Scarlet和来自同批次Scarlet的麦芽。
[0330] 醪:10kg麦芽或大麦,+35l醪液并喷射25l至总共60l。
[0331] 概况:54℃30分钟,升高至64℃(1℃/分钟)并维持60分钟,升高至80℃(1℃/分钟)并维持10分钟,再转移以进行(麦芽汁)过滤。
[0332] 100%大麦醪中的酶掺合物:
[0333] α-淀粉酶(Termamyl SC):0.3KNU(S)/g dm
[0334] β-葡聚糖酶和木聚糖酶(Ultraflo Max):300ppm
[0335] 蛋白酶(Neutrase 0.8L):0.0015AU/g dm
[0336] 支链淀粉酶(NS26062,Pul C):1.0PUN/g dm
[0337] 分析的麦芽汁氨基酸组成(表11):
[0338] 根据论文“Elucidation of the Role of Nitrogenous Wort Components in yeast Fermentation”,(J.Inst.Brew.113(1),3-8,2007)归纳麦芽汁中所分析的游离氨基酸
[0339] 表11.麦芽汁中的FAN
[0340]
[0341]
[0342] 表11显示,当用100%未发芽大麦和包含α-淀粉酶活性、β-葡聚糖酶活性、蛋白酶活性和支链淀粉酶活性的酶掺合物进行糖化时,能够产生具有显著较少的酵母不能使用的氨基酸脯氨酸的麦芽汁,这明显是有利的,因为啤酒产品中存在这种氨基酸会造成令人不喜的味道。另外,当糖化未发芽大麦和包含α-淀粉酶活性、β-葡聚糖酶活性、蛋白酶活性和支链淀粉酶的酶掺合物时,A组和B组中的氨基酸(能够被酵母快速代谢)的量显著提高。因此,从这个实施例清楚的是,脯氨酸浓度低于2mM,且丝氨酸和甲硫氨酸浓度分别在0.1mM和0.05mM以上。
[0343] 实施例10
[0344] 以下实验分析自包含100%未发芽大麦和100%麦芽的制粉用谷物获得的麦芽汁。试验在德国Ziemann GmbH,Ludwigburg进行。全部分析是分别按照Analytica EBC或MEBAK(van Erde,P.,Analytica-EBC.1998,Nürnberg:VerlagHans Carl.;Anger,H.,MEBAK Band Rohstoffe.1.Auflage编BrautechnischeAnalysenmethoden.2006,Freising:Selbstverlag der MEBAK)完成的。
[0345] 使用的大麦是来自德国收获期2008的一种两排春播(two rowed springbarley)大麦。
[0346] 加入的酶是:
[0347] α-淀粉酶(Termamyl SC):0.3KNU(S)/g谷物
[0348] β-葡聚糖酶和木聚糖酶(Ultraflo Max):300ppm
[0349] 蛋白酶(Neutrase 0.8L):0.001AU/g dm
[0350] 支链淀粉酶(NS26062,Pul C):2.0PUN/g dm
[0351] 脂肪酶(Lipozyme TL 100):20LU/g dm
[0352] 使用的糖化概况是:54℃30分钟;以1℃/min将温度升高至64℃并保持60分钟,以1℃/min将温度升高至78℃并保持30分钟,总糖化时间144分钟。
[0353] 表12 100%大麦酿造物的麦芽汁组成与全麦芽规格的比较
[0354]分析 单位 方法 100%未发芽大麦 100%发芽大麦
粘度(12%) mPas MEBAK II 1.76 <1.8
碘值 MEBAK II 0.28 <0.35
RDF % MEBAK II 69.2 68-72
sol氮(12%) mg/100ml MEBAK II 102.5
FAN(12%) ppm MEBAK II 180
浊度 EBC MEBAK II <80NTU <80NTU
[0355] 该结果显示100%未发芽大麦与包含α-淀粉酶活性、β-葡聚糖酶活性、蛋白水解活性和支链淀粉酶脱支活性的酶掺合物组合能够在所有关键参数(如粘度、浊度、游离氨基氮供给、产率和最终稀化度(attenuation))上与全麦芽规格相当,在全麦芽(100%麦芽)规格之内。
[0356] 还研究了(麦芽汁)过滤性能。过滤的麦芽汁的浊度体现了(麦芽汁)过滤性能的品质。酶掺合物中的脂肪酶组分能够在与(麦芽汁)过滤时间相当的时间之内将未发芽大麦通常显著较高的混浊水平降低至接近80NTU以下的混浊水平。
[0357] 还测试了发酵性能:发酵来自100%麦芽的8hl麦芽汁和来自100%未发芽大麦的8hl麦芽汁。结果示于图2。
[0358] 两种麦芽汁都用底部发酵酵母菌株W34(bottom fermenting yeast strainW34)进行了发酵,图2显示两种酿造物可相比的提取物的下降(extract drop)。另外,在乙醇产生上没有发现差异。
[0359] 最 后 由 德 国Weihenstephan 的 酿 造 技 术 1研 究 所 (institute for brewingtechnology 1 in Weihenstephan,Germany)的专业品尝小组品尝了所述大麦啤酒。结果显示出与标准陈贮型啤酒相当的结果,并表明具有增强的风味稳定性。
[0360]
[0361]稠度(body) 4.0 3.8 4.0 3.8
整体苦味 4.1 3.9 4.1 3.9
整体得分 4.03 3.61 3.91 3.56
[0362] 综合评价:DLG 5=非常好,1无法接受。
[0363] 实施例11
[0364] 以下实施例是为了评估在糖化包含30%玉米粉或稻(未发芽)和70%未发芽大麦主醪的制粉用谷物和包含α-淀粉酶活性、β-葡聚糖酶活性、蛋白酶活性和支链淀粉酶的酶掺合物时的不同的重要参数。
[0365] 使用的方法是煎煮糖化,其中将稻和玉米粉部分与热稳定的α-淀粉酶一起煮沸,然后与包含未发芽大麦的醪混合。向70%大麦醪+30%玉米粉或稻添加的酶:
[0366] α-淀粉酶(Termamyl SC):0.3KNU(S)/g dm
[0367] β-葡聚糖酶和木聚糖酶(Ultraflo Max):300ppm(0.23EGU/g)
[0368] 蛋白酶(Neutrase 0.8L):0.001和0.002AU/g dm
[0369] 还向未发芽大麦的醪添加了支链淀粉酶,且浓度有所变化,参见表14和15,所添加的支链淀粉酶是(NS26062,Pul C)。
[0370] 如下进行糖化:将研磨的大麦加入糖化杯(40.0g,按照原状),并加入115g 60℃的水,除上述酶掺合物外加入CaCl(330g/1000kg大麦)。将该混合物在54℃保持30分钟,然后加入煎煮醪(15.4g dm),并将温度在60分钟内保持在64℃,升高至80℃并维持10分钟,冷却并过滤。全部的醪能够进行过滤,没有任何问题,并且在不同的酶剂量之间没有显著差异。
[0371] 煎煮醪的制备如下进行:将稻或玉米粉与水(5.66份)在60℃-70℃的温度下混合,除α-淀粉酶(Termamyl SC 0.600kg/1000kg制粉用谷物)外加入CaCl2(220g/1000kg制粉用谷物)。将该混合物加热至85℃并在该温度保持20分钟,将温度升高至100℃(沸腾)并在该温度(沸腾)保持15分钟。将混合物冷却至80℃并与含大麦的醪混合。
[0372] 进行糖化并在糖化之后向杯中加入自来水至总共300g。过滤醪,并通过分析麦芽汁获得了下文表14中的结果。在一些实例中,将麦芽汁煮沸10分钟,稀释至9.7Plato,并通过Forced Fermentation(强制发酵),Analytica-EBC nr.8.6发酵。
[0373] 表14:来自基于煎煮混合的30%玉米粉和70%未发芽大麦醪的醪的麦芽汁的FAN、RDF和糖含量
[0374]
[0375] 表14:来自基于煎煮混合的30%稻粉和70%未发芽大麦醪的醪的麦芽汁的FAN、RDF和含糖量
[0376]
[0377] 表14和15显示了基于糖化包含30%玉米或稻和70%未发芽大麦的制粉用谷物(100%未发芽谷物)的麦芽汁的糖概况、Plato、FAN和RDF。该结果清楚地显示当麦芽汁产自包含70%未发芽大麦和30%未发芽玉米粉或稻的100%未发芽谷物和包含α-淀粉酶活性、β-葡聚糖酶活性、蛋白酶活性和支链淀粉酶的酶掺合物时,可发酵糖(DP1-3)的量非常高(80%以上),RDF为60%以上并随着逐渐增加的支链淀粉酶浓度而逐渐增加,且FAN高并随着逐渐增加的蛋白酶浓度而逐渐增加。
[0378] 实施例12
[0379] 以下实施例是为了评估在对包含50%大麦+50%小麦醪的制粉用谷物和以下酶进行糖化时不同的重要参数。
[0380] α-淀粉酶(Termamyl SC):0.3KNU(S)/g dm(干物质)
[0381] β-葡聚糖酶和木聚糖酶(Ultraflo Max):300ppm/0.23EGU/g dm
[0382] 蛋白酶(Neutrase):0.001AU/g dm
[0383] 脂肪酶(Lipozyme TL):20LU/g dm
[0384] 支链淀粉酶(NS26062,Pul C):0-3.0PUN/g dm
[0385] 在一个实例中,改变支链淀粉酶浓度,参见表17,添加的支链淀粉酶是(NS26062,Pul C)。
[0386] 在另外两个实例中,改变每kg原料的酶掺合物浓度,参见表18。
[0387] 如下制备醪:混合研磨的大麦和小麦(各25g,总共50.0g)与加入糖化杯中的2+
200g水,然后加入上文指明的Ca 和酶掺合物,并开始糖化。
[0388] 糖化概况如下:将醪加热至54℃(1℃/min.)并在该温度保持30分钟,将温度在10分钟内升高至64℃并在该温度保持45分钟,将温度在16分钟内升高至80℃并在该温度保持10分钟。加水至总共300g并过滤醪。
[0389] 过滤麦芽汁,在一些实例中将麦芽汁煮沸10分钟,稀释至9.7Plato并通过强制发酵来发酵。
[0390] 结果示于图3和表16及17。
[0391] 表16:酶掺合物如上所述,Termamyl SC、Ultraflo Max、Neutrase和Lipozyme TL,并加入不同浓度(PUN/g)的支链淀粉酶(NS26062)
[0392]
[0393]0.5PUN/g+酶掺合物 179 215 12.84 5.70 4 69.8
1.0PUN/g+酶掺合物 159 206 13.06 5.70 3 72.0
1.5PUN/g+酶掺合物 154 213 13.08 5.70 3 72.5
2.0PUN/g+酶掺合物 159 209 13.05 5.50 3 73.0
2.5PUN/g+酶掺合物 146 206 13.10 5.6 3 73.4
3.0PUN/g+酶掺合物 159 208 13.08 5.70 3 73.6
[0394] 表16显示自包含50%小麦和50%大麦的制粉用谷物(即100%未发芽谷粒)制备并用包含-淀粉酶活性、β-葡聚糖酶活性、蛋白酶活性、脂肪酶活性和支链淀粉酶的酶掺合物糖化的麦芽汁是可过滤的,并且具有低浊度,重要的是RDF高(65%以上)并随着逐渐增加的支链淀粉酶NS26062(Pul C)量而逐渐增加。
[0395] 在表17中,酶掺合物如上所述是相对量相同的Termamyl SC、UltrafloMax、Neutrase和Lipozyme TL,但在这个实例中,相对于原料量的掺合物量有所变化。全部掺合物都加入了1.0PUN支链淀粉酶(NS26062)。
[0396] 表17:不同剂量的酶掺合物
[0397]
[0398] 对于所有测试的包含α-淀粉酶活性、β-葡聚糖酶活性、蛋白酶活性、脂肪酶活性和支链淀粉酶的酶掺合物的量,产生的麦芽汁具有70%以上的非常高的RDF量,其随着逐渐增加的酶掺合物量而轻微增加。然而,用2kg/1000kg酶掺合物/原料(其对应于100%酶掺合物)获得了高RDF和良好的可过滤性。重要的是,总糖化时间是2小时。
QQ群二维码
意见反馈