挤压添加耐高温α—淀粉酶高粱辅料麦汁的蛋白质组分分析

石晓峰　陈善峰　王玉露

摘要：麦汁中蛋白质的含量和分布在一定程度上决定了成品啤酒的蛋白质含量和分布。采用隆丁区分法和凝胶电泳技术分析挤压添加耐高温α-淀粉酶高粱辅料麦汁的蛋白质组分，预测啤酒蛋白质组分。测得麦汁中高相对分子质量含氮物质、中相对分子质量含氮物质和低相对分子质量含氮物质含量分别为16、14.6和52.5 mg/100 mL，相对分子质量主要集中在12～15、和36～42 kDa等3个区间。

关键词： 高粱；挤压膨化；隆丁区分；凝胶电泳

中图分类号：TS261.4 文献标识码：A 文章编号：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

高粱不仅富含淀粉而且价格低廉，以高粱作啤酒辅料能够降低啤酒生产成本，但辅料添加过量会降低可溶性蛋白含量，影响酵母生长，降低啤酒质量[1]。添加耐高温α-淀粉酶并结合挤压膨化技术可以促进蛋白质和淀粉等大分子物质分解，增加氨基酸和还原糖等小分子含量[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-氨基氮是酵母生长的主要氮源，且麦汁中α-氨基氮含量越高酵母菌繁殖和发酵能力越高[4]，发酵时间越短。啤酒的泡持性、稳定性和风味与啤酒中蛋白质组成及含量密切相关，而麦汁中蛋白质的含量和分布对成品酒中的蛋白质含量和分布影响显著[5]，麦汁中一定范围内的高分子氮、中分子氮和低分子氮可保证成品啤酒具有良好的泡持性、稳定性和适口性。

隆丁区分法是测定麦汁和啤酒蛋白质的常用方法[6]，周伟兰探讨了调整糖化工艺对麦汁隆丁区分的影响，通过优化糖化工艺将蛋白隆丁区分控制在合理范围。电泳是一种用于分离蛋白质和嘧啶、嘌呤、核酸等有机化合物甚至无机离子的方法，广泛应用于食品检测[7]。周志娟采用SDS-PAGE研究了啤酒生产过程中蛋白质的动态变化，发现蛋白质在制麦过程和糖化过程中其含量呈下降趋势[8]。本试验采用隆丁区分法和SDS-PAGE法分析了挤压添加耐高温α-淀粉酶高粱辅料麦汁蛋白质组分，以期为解析啤酒发酵工艺提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

大麦芽：山东莱芜麦芽厂；高粱：淄博张店区潘庄粮油市场；耐高温α-淀粉酶：诺维信（中国）生物技术有限公司。

1.2 仪器

单螺杆挤压机（山东理工大学农产品精深加工中心），消化仪（江苏省宜兴市科教仪器研究所），凯氏定氮仪（江苏省宜兴市科教仪器研究所），离心机（上海安亭科学仪器厂），DYT-8C电泳仪（北京六一仪器厂），DYCZ-24DN型电泳槽（北京六一仪器厂）。

1.3 方法

1.3.1 麦汁制备 在套筒温度87 ℃，螺杆转速190 r/min，含水率30%，模孔直径8 mm，添加耐高温α-淀粉酶1.5 L/t的条件下，以挤压膨化高粱为辅料。在200 L啤酒酿造设备中制备麦汁，总投料量40 kg（大麦芽粉碎物27.2 kg，高粱粉碎物12.8 kg，水160 L）。糖化工艺：将大麦芽粉碎物27.2 kg，高粱粉碎物12.8 kg，水160 L混合搅拌→50 ℃保温50 min→63 ℃保温59 min→70 ℃保温27 min→温度升至78 ℃，过滤→洗糟→煮沸（沸腾10 min加酒花22 g，沸腾40 min加酒花62 g，沸腾80 min，加酒花56 g）→回旋沉降30 min→麦汁

1.3.2 隆丁区分法 取1 mL麦汁样品和1 mL冷丙酮于8 000 r/min离心3 min，弃上清液，减压蒸干，然后加入100 μL去离子水后旋涡1～2 min。取80 μL样品液和20 μL上样缓冲液于1 mL离心管中混匀，煮沸3～5 min后，进行SDS-PAGE分析。

2 结果与分析

2.1 隆丁区分法

单宁处理麦汁、磷钼酸处理麦汁和未处理麦汁消耗硫酸体积如表1。

试验滴定所用的标准硫酸浓度为0.097 mol/L，取样量为10 mL。

计算得总含氮量83.1 mg/100 mL，单宁处理麦汁中氮含量67.1 mg/100 mL，磷钼酸处理麦汁中氮含量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别为16.0、14.6和52.5 mg/100 mL。研究表明麦汁蛋白区分控制在高分子氮25%，中分子氮15%，低分子氮60%左右较为合理[9]，挤压添加耐高温α-淀粉酶高粱辅料麦汁中高、中、低分子氮含量在正常范围内。

2.2 蛋白质相对分子质量的测定

标样和样品的电泳图见图1。由图1可知，在一定范围内，样品浓度与条带深浅之间存在线性关系[10]，采用Gelpro32软件分析条带的光密度值，通过浓度和光密度值之间的关系进行定量分析[11]。将处理后样品10 μL条带与Marker相比较，计算标准蛋白相对距离（图2）及样品蛋白条带相对距离（图3），结果表明，麦汁中蛋白质和多肽主要集中在12～15、30～34和36～42 kDa区间内。另外，3个区间内还存在颜色较浅条带，表明麦汁中还存在相对分子质量介于少量蛋白质和多肽组分；未发现相对分子质量大于60 kDa的条带，低相对分子质量蛋白斑点较均匀，没有明显的条带。

3 结论

本试验采用隆丁区分法和SDS凝胶电泳法分析了挤压添加耐高温α-淀粉酶高粱辅料麦汁蛋白质组分，麦汁中蛋白质高分子氮含量、中分子氮含量和低分子氮含量分别为16.0、14.6和52.5 mg/100 mL，3种不同分子量范围的氮含量在合理范围，成品啤酒具有良好的非生物稳定性、泡持性和适口性[5]。麦汁中的蛋白质和多肽相对分子质量主要集中在12～15、30～34和36～42 kDa区间内，还有少量蛋白质和多肽组分相对分子质量介于这3部分之间。

参考文献：

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[6] 刘广丰，薛 琪，于 红.论蛋白质区分与啤酒质量[J].啤酒科技，2002（2）：40-42.

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