本發(fā)明屬于食品酶制劑應(yīng)用領(lǐng)域，具體涉及一種啤酒保鮮酶制劑及其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
當(dāng)今啤酒的生產(chǎn)幾乎遍及世界各地，消費(fèi)量僅次于水和茶，成為世界上最受歡迎的飲品之一。近年來我國啤酒工業(yè)取得迅猛的發(fā)展，已成為啤酒生產(chǎn)和消費(fèi)的大國，截止到2015年啤酒產(chǎn)量連續(xù)14年穩(wěn)居世界第一。不過近兩年，啤酒行業(yè)發(fā)展觸及“天花板”，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整和質(zhì)量提高成為我國啤酒企業(yè)當(dāng)前急需解決的問題。
啤酒和其它食品一樣具有保質(zhì)期和保鮮期。啤酒的保質(zhì)期基本上由啤酒中的微生物、膠體物質(zhì)泡沫、顏色、以及風(fēng)味穩(wěn)定性所決定，隨著啤酒釀造技術(shù)發(fā)展，影響啤酒保質(zhì)期的微生物、膠體物質(zhì)泡沫和顏色逐步得到很好的控制，而體現(xiàn)啤酒風(fēng)味新鮮感的保鮮期問題則引起國內(nèi)外廣泛的關(guān)注，因為每種啤酒的特色由其風(fēng)味決定，啤酒的風(fēng)味穩(wěn)定才能形成特定品牌，現(xiàn)如今，提高啤酒的新鮮度并保持風(fēng)味穩(wěn)定已成為各大啤酒公司的核心競爭力之一。
啤酒隨著貯存時間的推移，將逐漸喪失原有的香味和口味，風(fēng)味開始劣化，產(chǎn)生“老化味”，這是一個動態(tài)變化、可以延緩的過程，這一過程與啤酒的氧化緊密相關(guān)，而且發(fā)生的氧化還原反應(yīng)主要是非酶促自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，通過類黑色素、多酚、過氧化物等中間物質(zhì)及亞鐵離子（Fe2+）、銅離子（Cu2+）形成一條氧化還原偶合鏈。目前的研究證明，啤酒中自由基含量對其新鮮度影響最為顯著，其中較為活潑的為氧自由基，啤酒老化過程中自由基的濃度隨鐵離子和銅離子、氧氣濃度和貯藏溫度的增加而增加，所以氧氣在啤酒老化中起到關(guān)鍵作用，以前有選擇在啤酒中加入亞硫酸鹽和抗壞血酸等人工合成的抗氧化劑，但這些物質(zhì)可能會帶來其它的問題，而有些作為天然抗氧化劑的生物酶在啤酒釀造中具有獨(dú)特的優(yōu)勢，因此研究適宜的生物酶制劑來降低啤酒中氧對啤酒企業(yè)具有重要的應(yīng)用價值。
美國專利US20030157217A1公開了在啤酒釀造的糖化造階添加除氧的漆酶或葡萄糖氧化酶等可顯著降麥汁中溶解氧含量，但是后期的過濾與灌裝仍會顯著增加啤酒中總氧含量；美國專利US20090041-890A1公開了在啤酒釀造中添加一定量的過氧化氫酶（不包含葡萄糖氧化酶）可減少酒液中自由基的生成，提高啤酒的風(fēng)味穩(wěn)定性，但該法并不能顯著降低啤酒中氧含量，酒液中風(fēng)味物質(zhì)仍存在與氧接觸發(fā)生氧化的風(fēng)險。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明目的在于開發(fā)新型優(yōu)良的啤酒釀造用酶制劑，改善啤酒的質(zhì)量，保持啤酒新鮮度、延長啤酒貨架期。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種啤酒保鮮酶制劑，其特征在于，按照質(zhì)量百分比由以下組分組成：葡萄糖氧化酶 5-20%，過氧化氫酶 5-10% ，阿魏酸酯酶0.5-2.0%，山梨糖醇 10%、葡萄糖 2%、其余為水分。上述酶制劑均來源于微生物。
各組分酶活為：葡萄糖氧化酶2000 u/mL，過氧化氫酶500000 u/mL，阿魏酸酯酶100 u/mL。
一種啤酒保鮮酶制劑的應(yīng)用，其特征在于，啤酒生產(chǎn)前期糖化階段加入，添加量為5-20ppm，添加單位按麥芽質(zhì)量計為mL/kg；也可在啤酒生產(chǎn)后期清酒階段加入，添加量為5-20ppm，添加單位按清酒體積計為mL/kL。
應(yīng)用方法一：
（1）制麥：啤酒大麥經(jīng)過發(fā)芽和干燥后得到大麥麥芽，
（2）糖化：糖化開始時，可與其它酶制劑一起，添加5-20ppm（以麥芽質(zhì)量計）的保鮮酶，糖化結(jié)束過濾得到麥汁，經(jīng)煮沸冷卻生產(chǎn)制備冷麥汁。
（3）發(fā)酵：冷麥汁接種酵母進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)酵液經(jīng)過濾、高濃稀釋后進(jìn)入清酒罐，得到清酒；
（4）灌裝：清酒通過管道輸送至包裝車間，分裝到瓶或桶中即得到成品啤酒。
應(yīng)用方法二：
（1）制麥：啤酒大麥經(jīng)過發(fā)芽和干燥后得到大麥麥芽，
（2）糖化：利用麥芽內(nèi)源酶及外源酶制劑，將原料中高分子物質(zhì)酶解為低分子、酵母可發(fā)酵的物質(zhì)，糖化結(jié)束后過濾得到麥汁，經(jīng)煮沸冷卻生產(chǎn)制備冷麥汁。
（3）發(fā)酵：冷麥汁接種酵母進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)酵液經(jīng)過多級過濾、高濃稀釋進(jìn)入清酒罐，得到清酒，此時可將5-20ppm的保鮮酶隨脫氧水加入到清酒罐中；
（4）灌裝：清酒通過管道輸送至包裝車間，分裝到瓶或桶中即得到成品啤酒。
本發(fā)明的有益效果是：通過選擇酶制劑的協(xié)同作用，可有效的降低成品酒中總氧含量，減少或減緩酒液中氧自由基的生成，防止啤酒風(fēng)味物質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)，避免老化風(fēng)味物質(zhì)的生成，保持啤酒風(fēng)味穩(wěn)定性，延長啤酒的貨架期，具有天然、高效、無毒副作用、使用方便等明顯的優(yōu)勢特點(diǎn)。
本發(fā)明的原理：
由于過濾階段不可控因素較多，故可選擇在糖化階段或清酒輸送前加入保鮮酶，前者加入可減少高溫煮沸階段產(chǎn)生的氧自由基；后者可減少清酒灌裝帶入的氧，減少分子氧向活性氧的轉(zhuǎn)化，降低酒液中風(fēng)味物質(zhì)與氧接觸的機(jī)率。
葡萄糖氧化酶（EC 1.1.3.4, Glucose oxidase，GOD）是需氧脫氫酶，可氧化葡萄糖生成葡萄糖酸內(nèi)酯，此反應(yīng)需要氧氣參與進(jìn)而消耗氧氣，通常與過氧化氫酶協(xié)同作用，過氧化氫酶（EC 1.11.1.6, Catalase, CAT）屬于氧化還原酶，主要催化過氧化氫（H2O2）分解為水（H2O）和氧氣（O2），兩者最適作用條件基本一致：溫度為30~60℃、pH3.5-6.5。該酶系作為天然的除氧劑，可有效的降低啤酒中氧含量，避免酒液中風(fēng)味物質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)。
注：FAD為氧化還原酶輔酶，中文名：黃素腺嘌呤核苷酸。
阿魏酸酯酶（EC 3.1.1.73, Ferulic acid esterase）是羧酸酯水解酶的一個亞類，屬胞外酶，其主要生物功能是水解多糖與阿魏酸連結(jié)的酯鍵，產(chǎn)生游離的阿魏酸。阿魏酸，又稱3-甲氧基-4-羥基肉桂酸，在啤酒中以鍵合形式，即阿魏酸基酯化低聚糖的形式存在。對過氧化氫、超氧自由基、羥自由基、過氧化亞硝基都有強(qiáng)烈的清除作用。
由于啤酒麥芽中不含或含有某兩種酶且活性較低，尤其是阿魏酸酯酶，導(dǎo)致麥汁和啤酒中游離的阿魏酸及其代謝物含量較低，而通過加入外源阿魏酸酯酶，可有效的增加啤酒中游離阿魏酸的含量，提高啤酒內(nèi)源抗氧化力，延緩啤酒老化進(jìn)程。
具體實施方式
實施例1：
一種啤酒保鮮酶制劑，其特征在于，按照質(zhì)量百分比由以下組分組成：葡萄糖氧化酶 5-20%，過氧化氫酶 5-10% ，阿魏酸酯酶0.5-2.0%，山梨糖醇 10%、葡萄糖 2%、其余為水分。上述酶制劑均來源于微生物。
各組分酶活為：葡萄糖氧化酶2000 u/mL，過氧化氫酶500000 u/mL，阿魏酸酯酶100 u/mL。
一種啤酒保鮮酶制劑的應(yīng)用，其特征在于，啤酒生產(chǎn)前期糖化階段加入，添加量為5-20ppm，添加單位按麥芽質(zhì)量計為mL/kg；也可在啤酒生產(chǎn)后期清酒階段加入，添加量為5-20ppm，添加單位按清酒體積計為mL/kL。
在國內(nèi)某啤酒工廠進(jìn)行大生產(chǎn)實驗，分別選擇在糖化階段和清酒階段加入啤酒保鮮酶制劑：糖化階段添加保鮮酶對比麥汁相關(guān)指標(biāo)、啤酒相關(guān)指標(biāo)和口感的變化；清酒階段添加保鮮酶只對比啤酒相關(guān)指標(biāo)和口感的變化，因糖化工藝未變，麥汁指標(biāo)未變化。
表1 糖化階段添加保鮮酶對麥汁相關(guān)指標(biāo)的影響
注：麥汁還原力以鐵離子從3價還原到2價為標(biāo)準(zhǔn)，1val=1mol/化學(xué)價，還原力越高，代表其抗氧化力越強(qiáng)。
表2 糖化階段添加保鮮酶對啤酒相關(guān)指標(biāo)和口感的影響
注：（1）DPPH即二苯代苦味酰肼自由，其值越大，代表啤酒的抗氧化能力越強(qiáng)；（2）Lag time即遲滯時間，由電子自旋共振技術(shù)檢測，代表啤酒的內(nèi)源抗氧化活力，數(shù)值越大，啤酒的內(nèi)源抗氧化活力越強(qiáng)；（3）8-10分，符合品牌風(fēng)味；6-8分，可接受；3-5分，不滿意；1-3分，不可接受。
由表1-2可知，糖化階段添加保鮮酶，提高麥汁還原力，增加了啤酒內(nèi)源抗氧化力，可提升酒液消除自由基的能力。
表3 清酒階段添加保鮮酶對啤酒中氧含量的影響
注：（1）氧含量數(shù)值為重復(fù)5次測定數(shù)據(jù)；（2）ppb與μg/L等效。
表4 清酒階段添加保鮮酶對啤酒抗氧化力影響
注：（1）DPPH即二苯代苦味酰肼自由，其值越大，代表啤酒的抗氧化能力越強(qiáng)；（2）Lag time即遲滯時間，由電子自旋共振技術(shù)檢測，代表啤酒的內(nèi)源抗氧化活力，數(shù)值越大，啤酒的內(nèi)源抗氧化活力越強(qiáng)。
表5 清酒階段添加保鮮酶對啤酒口感品評的影響
注：8-10分，符合品牌風(fēng)味；6-8分，可接受；3-5分，不滿意；1-3分，不可接受。
由表3-5可知，清酒罐中添加保鮮酶可顯著降低啤酒中瓶頸氧含量和總氧含量；啤酒的抗氧化力得到顯著改善；啤酒的口感品評明顯優(yōu)于空白對照組。
實驗結(jié)果證明：通過添加啤酒保鮮酶既可以有效的降低啤酒中氧含量，防止分子氧轉(zhuǎn)化為活性氧，又可在啤酒貯藏期間清除或減緩生成自由基，延緩啤酒的老化，維持啤酒的風(fēng)味穩(wěn)定性，提高啤酒的保鮮期。
上所述僅為本發(fā)明較佳復(fù)配方案而已，并非因此局限本發(fā)明的權(quán)利范圍，凡運(yùn)用本發(fā)明說明書所作的等效質(zhì)構(gòu)變化，均包含于本發(fā)明的權(quán)利范圍之內(nèi)。