擠壓添加耐高溫α—淀粉酶高粱輔料麥汁的蛋白質組分分析

石曉峰　陳善峰　王玉露

摘要：麥汁中蛋白質的含量和分布在一定程度上決定了成品啤酒的蛋白質含量和分布。采用隆丁區(qū)分法和凝膠電泳技術分析擠壓添加耐高溫α-淀粉酶高粱輔料麥汁的蛋白質組分，預測啤酒蛋白質組分。測得麥汁中高相對分子質量含氮物質、中相對分子質量含氮物質和低相對分子質量含氮物質含量分別為16、14.6和52.5 mg/100 mL，相對分子質量主要集中在12～15、和36～42 kDa等3個區(qū)間。

關鍵詞： 高粱；擠壓膨化；隆丁區(qū)分；凝膠電泳

中圖分類號：TS261.4 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2015）12-3003-02

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.12.052

Analysis of Protein Component of Wort with the Extruded Adjunct of Medium Temperature Alpha-amylase-added Sorghum

SHI Xiao-feng，CHEN Shan-feng，WANG Yu-lu

（College of Agriculture Engineering and Food Science， Shandong University of Technology， Zibo 255091， Shandong， China）

Abstract： The content and distribution of worf protein represent these characters in beer product to a certain extent. By Lundin fraction and SDS-PAGE， the protein components of wort in brewing with the extruded adjunct of medium temperature alpha-amylase-added maind of with sorghum were analyzed to predict the protein components of beer. The results showed that content of ranging in relative molecular weight of 12～15，30～34 and 36～42 kDa were 16，14.6 and 52.5 mg/100 mL，respectively.

Key words： extrusion； sorghum； lundin fraction； SDS-PAGE

高粱不僅富含淀粉而且價格低廉，以高粱作啤酒輔料能夠降低啤酒生產成本，但輔料添加過量會降低可溶性蛋白含量，影響酵母生長，降低啤酒質量[1]。添加耐高溫α-淀粉酶并結合擠壓膨化技術可以促進蛋白質和淀粉等大分子物質分解，增加氨基酸和還原糖等小分子含量[2]。

高分子含氮物使啤酒口味醇厚；中分子含氮物有利于啤酒泡沫形成[3]；低分子含氮物中α-氨基氮是酵母生長的主要氮源，且麥汁中α-氨基氮含量越高酵母菌繁殖和發(fā)酵能力越高[4]，發(fā)酵時間越短。啤酒的泡持性、穩(wěn)定性和風味與啤酒中蛋白質組成及含量密切相關，而麥汁中蛋白質的含量和分布對成品酒中的蛋白質含量和分布影響顯著[5]，麥汁中一定范圍內的高分子氮、中分子氮和低分子氮可保證成品啤酒具有良好的泡持性、穩(wěn)定性和適口性。

隆丁區(qū)分法是測定麥汁和啤酒蛋白質的常用方法[6]，周偉蘭探討了調整糖化工藝對麥汁隆丁區(qū)分的影響，通過優(yōu)化糖化工藝將蛋白隆丁區(qū)分控制在合理范圍。電泳是一種用于分離蛋白質和嘧啶、嘌呤、核酸等有機化合物甚至無機離子的方法，廣泛應用于食品檢測[7]。周志娟采用SDS-PAGE研究了啤酒生產過程中蛋白質的動態(tài)變化，發(fā)現蛋白質在制麥過程和糖化過程中其含量呈下降趨勢[8]。本試驗采用隆丁區(qū)分法和SDS-PAGE法分析了擠壓添加耐高溫α-淀粉酶高粱輔料麥汁蛋白質組分，以期為解析啤酒發(fā)酵工藝提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

大麥芽：山東萊蕪麥芽廠；高粱：淄博張店區(qū)潘莊糧油市場；耐高溫α-淀粉酶：諾維信（中國）生物技術有限公司。

1.2 儀器

單螺桿擠壓機（山東理工大學農產品精深加工中心），消化儀（江蘇省宜興市科教儀器研究所），凱氏定氮儀（江蘇省宜興市科教儀器研究所），離心機（上海安亭科學儀器廠），DYT-8C電泳儀（北京六一儀器廠），DYCZ-24DN型電泳槽（北京六一儀器廠）。

1.3 方法

1.3.1 麥汁制備 在套筒溫度87 ℃，螺桿轉速190 r/min，含水率30%，?？字睆? mm，添加耐高溫α-淀粉酶1.5 L/t的條件下，以擠壓膨化高粱為輔料。在200 L啤酒釀造設備中制備麥汁，總投料量40 kg（大麥芽粉碎物27.2 kg，高粱粉碎物12.8 kg，水160 L）。糖化工藝：將大麥芽粉碎物27.2 kg，高粱粉碎物12.8 kg，水160 L混合攪拌→50 ℃保溫50 min→63 ℃保溫59 min→70 ℃保溫27 min→溫度升至78 ℃，過濾→洗糟→煮沸（沸騰10 min加酒花22 g，沸騰40 min加酒花62 g，沸騰80 min，加酒花56 g）→回旋沉降30 min→麥汁

1.3.2 隆丁區(qū)分法 取1 mL麥汁樣品和1 mL冷丙酮于8 000 r/min離心3 min，棄上清液，減壓蒸干，然后加入100 μL去離子水后旋渦1～2 min。取80 μL樣品液和20 μL上樣緩沖液于1 mL離心管中混勻，煮沸3～5 min后，進行SDS-PAGE分析。

2 結果與分析

2.1 隆丁區(qū)分法

單寧處理麥汁、磷鉬酸處理麥汁和未處理麥汁消耗硫酸體積如表1。

試驗滴定所用的標準硫酸濃度為0.097 mol/L，取樣量為10 mL。

計算得總含氮量83.1 mg/100 mL，單寧處理麥汁中氮含量67.1 mg/100 mL，磷鉬酸處理麥汁中氮含量52.5 mg/100 mL，得出高分子氮含量、中分子氮含量和低分子氮含量分別為16.0、14.6和52.5 mg/100 mL。研究表明麥汁蛋白區(qū)分控制在高分子氮25%，中分子氮15%，低分子氮60%左右較為合理[9]，擠壓添加耐高溫α-淀粉酶高粱輔料麥汁中高、中、低分子氮含量在正常范圍內。

2.2 蛋白質相對分子質量的測定

標樣和樣品的電泳圖見圖1。由圖1可知，在一定范圍內，樣品濃度與條帶深淺之間存在線性關系[10]，采用Gelpro32軟件分析條帶的光密度值，通過濃度和光密度值之間的關系進行定量分析[11]。將處理后樣品10 μL條帶與Marker相比較，計算標準蛋白相對距離（圖2）及樣品蛋白條帶相對距離（圖3），結果表明，麥汁中蛋白質和多肽主要集中在12～15、30～34和36～42 kDa區(qū)間內。另外，3個區(qū)間內還存在顏色較淺條帶，表明麥汁中還存在相對分子質量介于少量蛋白質和多肽組分；未發(fā)現相對分子質量大于60 kDa的條帶，低相對分子質量蛋白斑點較均勻，沒有明顯的條帶。

3 結論

本試驗采用隆丁區(qū)分法和SDS凝膠電泳法分析了擠壓添加耐高溫α-淀粉酶高粱輔料麥汁蛋白質組分，麥汁中蛋白質高分子氮含量、中分子氮含量和低分子氮含量分別為16.0、14.6和52.5 mg/100 mL，3種不同分子量范圍的氮含量在合理范圍，成品啤酒具有良好的非生物穩(wěn)定性、泡持性和適口性[5]。麥汁中的蛋白質和多肽相對分子質量主要集中在12～15、30～34和36～42 kDa區(qū)間內，還有少量蛋白質和多肽組分相對分子質量介于這3部分之間。

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