大麦麦芽非淀粉多糖的含量和分子质量与其协定麦汁过滤速度的关系

孙军勇，张明，陈柳，潘贺鹏，丁意，陆健*

1(江南大学，工业生物技术教育部重点实验室，江苏 无锡，214122) 2(江南大学，粮食发酵工艺与技术国家工程实验室，江苏 无锡，214122) 3(江南大学 生物工程学院，江苏 无锡，214122) 4(江苏省农垦麦芽有限公司，江苏 盐城，224300) 5(华润雪花啤酒(上海)有限公司，上海，200949)

大麦麦芽非淀粉多糖的含量和分子质量与其协定麦汁过滤速度的关系

孙军勇1,2,3，张明4，陈柳5，潘贺鹏4，丁意3，陆健1,2,3*

1(江南大学，工业生物技术教育部重点实验室，江苏 无锡，214122) 2(江南大学，粮食发酵工艺与技术国家工程实验室，江苏 无锡，214122) 3(江南大学 生物工程学院，江苏 无锡，214122) 4(江苏省农垦麦芽有限公司，江苏 盐城，224300) 5(华润雪花啤酒(上海)有限公司，上海，200949)

以17个大麦麦芽样品为研究对象，采用协定糖化法分析了麦汁中与麦芽过滤速度相关的指标。Pearson相关性分析表明，过滤速度与黏度极显著负相关，与总阿拉伯木聚糖含量显著负相关；黏度与总阿拉伯木聚糖含量极显著正相关，与麦汁中的总β-葡聚糖含量显著正相关。β-葡聚糖和阿拉伯木聚糖分别用75%饱和度的硫酸铵和80%的乙醇沉淀后，采用凝胶过滤色谱法进一步分析了分子量大于1 000 kDa、500～1 000 kDa、50～500 kDa及小于50 kDa的4个分子量段β-葡聚糖和阿拉伯木聚糖的含量，相关性分析结果表明，分子量大于50 kDa的阿拉伯木聚糖含量与过滤速度极显著负相关，与黏度极显著正相关；分子量大于1 000 kDa的β-葡聚糖含量与黏度极显著正相关，与总β-葡聚糖含量和总阿拉伯木聚糖含量相比，显著性水平和相关系数均有较大提高，是造成协定麦汁黏度高和过滤速度慢的重要因素。

大麦麦芽；过滤速度；非淀粉多糖；分子量；黏度

大麦麦芽的非淀粉多糖主要指β-(1→3，1→4)葡聚糖(简称β-葡聚糖，β-glucan，BG)和阿拉伯木聚糖(Arabinoxylan，AX)，它们是大麦胚乳细胞壁的主要组成部分，分别占大麦干重的3%～5%和6%～10%[1]。β-葡聚糖和阿拉伯木聚糖的含量对于啤酒生产过程有重要影响。长久以来，β-葡聚糖一直被认为是麦汁和啤酒过滤过程中堵塞过滤介质的主要物质，降低糖化收率并引起啤酒的非生物混浊[2]，很多麦芽和啤酒公司将β-葡聚糖含量作为一个关键控制的指标；近十几年的研究证明[3-4]，阿拉伯木聚糖也具有与β-葡聚糖类似的作用，而且在麦汁和啤酒中的含量要高得多，但目前国内外对大麦麦芽中阿拉伯木聚糖的研究相对较少。

大麦麦芽协定麦汁的过滤速度是酿酒师最为重视的指标之一[5]，其决定了啤酒生产过程的效率，研究过滤速度的影响因素一直是啤酒行业研究热点。有研究者提出[3,6]，过滤速度与β-葡聚糖和阿拉伯木聚糖的总量关系不大，而与它们的分子量大小关系更为密切。目前，在国内的啤酒生产和研究中，β-葡聚糖和阿拉伯木聚糖的检测都是测定其总量。在国外，DERVILLY[4]和IRAKLI[6]分别对不同分子量的阿拉伯木聚糖和β-葡聚糖的分子结构差异进行了研究，THOMAS[2]研究了制麦工艺参数和部分糖化工艺参数对阿拉伯木聚糖和β-葡聚糖分子量大小的影响，而不同分子量的β-葡聚糖和阿拉伯木聚糖的含量与其协定麦汁过滤速度关系的研究未见报道。

本课题以国内啤酒行业常用的11个品种大麦麦芽(共17个样品)为研究对象，研究了硫酸铵和乙醇沉淀麦汁中非淀粉多糖的特性，并采用凝胶过滤色谱法测定了大麦麦芽中不同分子量的β-葡聚糖、阿拉伯木聚糖的含量，通过相关性分析以明确大麦麦芽中不同分子量的非淀粉多糖的含量与过滤速度的关系，为进一步消除其对啤酒生产的不利影响提供理论指导。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

1.1.1 实验材料

表1 研究中用到的大麦麦芽的信息

注：以上大麦品种均为二棱大麦。

1.1.2 试剂与设备

β-葡聚糖标准品，Megazyme公司；阿拉伯木聚糖标准品、刚果红，Sigma公司；Blue Dextran 2000，上海西宝生物科技有限公司；凝胶柱填料Sepharose CL-6B，玻璃柱XK26/100，美国GE公司，分子量标准品DXT760K，DXT500K，DXT123K，DXT55K，DXT21K，American Polymer Standards Corporation；间苯三酚，沃凯公司；木糖、三羟甲基氨基甲烷(Tris)、蒽酮、浓H2SO4、NaCl、(NH4)2SO4、无水乙醇、冰醋酸、浓HCl、葡萄糖等，国药集团化学试剂有公司。

EBC麦芽标准粉碎机，北京德之杰公司；YQ-PJ-8B型自动糖化器，轻工业部西安轻机所光电公司；UV-2100型紫外可见分光光度计，尤尼柯(上海)仪器有限公司；HAAKE落球式黏度计，美国赛默飞世尔科技公司；H1850R型台式高速冷冻离心机，长沙湘仪离心机仪器有限公司；BT100恒流泵，保定兰格恒流泵有限公司；BSZ-100自动部分收集器，上海青浦沪西仪器厂。

1.2 实验方法

1.2.1 大麦麦芽协定糖化法(Congress Mash)

按轻工行业标准《QB/T 1686—2008啤酒麦芽》[7]中6.4.4.1中的方法制备。

1.2.2 大麦麦芽常规理化指标的测定

按文献[7]中的方法进行。

1.2.3 过滤速度和黏度的测定

过滤速度以协定糖化中30 min内滤出的麦汁体积(V30 min)表示；黏度采用HAAKE落球式黏度计按参考文献[8]中的方法进行。

1.2.4 β-葡聚糖含量的测定方法——刚果红分光光度比色法

采用欧洲啤酒酿造协会(European Brewery Convention，EBC)的标准分析方法[9]中最新收录的方法4.16.3进行。本方法测定的是分子量大于10 kDa的高分子量部分[10]。

显色剂：24.228 g Tris溶于800 mL蒸馏水中，用浓HCl调至pH 8.0，将0.100 g刚果红溶解于缓冲液中，用蒸馏水定容至1 L。标准曲线的绘制：将大麦β-葡聚糖标准品配制成0～500 mg/L的标准溶液，按照上述方法分别测定吸光度值，绘制标准曲线。样品的测定：取样品0.4 mL置于试管中，对照加入0.4 mL蒸馏水，然后给各管加入6 mL刚果红试剂，室温下准确反应30min，测定550 nm下的吸光度值。

1.2.5 阿拉伯木聚糖含量的测定——Douglas法[11]

显色剂：1 g间苯三酚，用5 mL无水乙醇溶解，再依次加入110 mL冰醋酸、1 mL 17.5 g/L的葡萄糖、2 mL浓HCl，摇匀，现配现用。标准曲线的绘制：将木糖标准品配制成20～200 mg/L的标准溶液，按照上述方法分别测定吸光度值，绘制标准曲线。麦汁样品的测定：取样品溶液0.1 mL，加入1.9 mL蒸馏水，置于具塞刻度试管中，对照加入2 mL蒸馏水，然后给各管加入10 mL间苯三酚显色剂，振荡均匀后于沸水浴中准确反应25 min，冷却至室温，于552 nm下比色。

1.2.6 麦汁中非淀粉多糖的沉淀

1.2.6.1 不同饱和度的硫酸铵沉淀非淀粉多糖

在16支具塞刻度试管中分别加入5 mL麦汁，根据文献[12]加入硫酸铵粉末，加塞振荡使其充分溶解，使硫酸铵的饱和度分别为20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%。将各刻度试管放4℃冰箱静置过夜，10 000×g离心30 min，弃上清液，沉淀用5 mL蒸馏水复溶，得到沉淀后的非淀粉多糖溶液。用前述的1.2.4刚果红法和1.2.5Douglas法分别测定β-葡聚糖和阿拉伯木聚糖的含量。

1.2.6.2 不同体积分数的乙醇沉淀非淀粉多糖

分别取5 mL麦汁加入到具塞刻度试管中，加入不同体积的乙醇与麦汁混匀，使乙醇的体积分数分别为20%、30%、40%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%，4 ℃冰箱过夜，10 000×g离心30 min，弃去上清，加5 mL蒸馏水复溶，得到沉淀后的非淀粉多糖溶液，用前述的1.2.4刚果红法和1.2.5Douglas法分别测定β-葡聚糖和阿拉伯木聚糖的含量。

1.2.7 麦汁中不同分子量段的非淀粉多糖含量的测定——凝胶过滤色谱法

1.2.7.1 凝胶过滤色谱柱的校准[13-14]

填料为Sepharose CL-6B，柱子尺寸为100 cm×2.6 cm，填料高度为90 cm。流动相为0.05 mol/L NaCl；流速为100 mL/h；分子量标准品上样浓度为500 mg/L；上样量为8 mL。使用自动部分收集器收集洗脱液，每6 min收集1管，采用蒽酮-硫酸法[15]测定每管洗脱液中的总糖含量，确定每个分子量标准品的出峰时间，根据出峰时间和流速计算各标准品的有效分配系数(Kav值)，以Kav值为横坐标，分子量标准品重均分子量的log值为纵坐标，绘制标准曲线。

1.2.7.2 麦汁中不同分子量段的非淀粉多糖含量的测定[16]

于具塞刻度试管中加入50 mL的协定麦汁，分别加入一定体积的无水乙醇或者一定量的硫酸铵粉末，混匀，于4℃冰箱过夜，10 000×g离心30 min，离心弃上清，沉淀用一定体积的蒸馏水复溶，过0.45 μm膜，取8 mL上样于凝胶过滤色谱柱(26 mm×90 mm)，流动相为0.05 mol/L NaCl；流速为100 mL/h；自动部分收集器收集洗脱液，每6 min收集1管。取0.4 mL加入6 mL刚果红试剂，按照1.2.4刚果红法测定各管中的β-葡聚糖含量；取2 mL加入10 mL间苯三酚显色剂，按照1.2.5 Douglas法测定各管中的阿拉伯木聚糖含量。

1.2.8 数据的相关性分析

Pearson相关性分析采用SPSS19.0进行。

2 结果与分析

2.1 硫酸铵和乙醇沉淀麦汁中非淀粉多糖的研究

目前检测麦汁和啤酒中阿拉伯木聚糖含量的方法主要有气相色谱法[17-18]，地衣酚盐酸法[19]，Douglas法(间苯三酚法)[20]等，其中Douglas法与气相色谱法具有较好的相关性(相关系数为0.949)[21]，该测定方法较方便、快速，因此采用Douglas法检测麦汁中的阿拉伯木聚糖含量。但无论是气相色谱法还是Douglas法，均不是直接测定样品中阿拉伯木聚糖的含量，而是利用强酸将阿拉伯木聚糖水解成阿拉伯糖和木糖后，再测定2种单糖的含量，通过计算得到阿拉伯木聚糖的含量。由于阿拉伯木聚糖在大麦的发芽过程中部分被内源木聚糖酶水解[1]，因此麦汁中存在着阿拉伯糖和木糖的单体形式，这将导致结果偏高，已有的文献[17-18, 20]均存在同样的问题，因此需要找到一种方法将麦汁中以多糖形式存在的阿拉伯木聚糖分离出来，准确测定阿拉伯木聚糖含量。

硫酸铵[22-23]和乙醇[24-27]均被用来沉淀麦汁和啤酒中的非淀粉多糖，但是不同的文献中采用硫酸铵的饱和度和乙醇的体积分数均不同。因此，按照1.2.6中的方法，采用不同饱和度的硫酸铵和不同体积分数的乙醇沉淀麦汁中的非淀粉多糖，测定沉淀中的β-葡聚糖和阿拉伯木聚糖的含量，以研究它们对大分子非淀粉多糖的沉淀效果。

不同体积分数的乙醇和不同饱和度的硫酸铵沉淀的阿拉伯木聚糖的含量分别见图1和图2。

图1 不同体积分数的乙醇沉淀的阿拉伯木聚糖含量Fig.1 Contents of arabinoxylan precipitated by different ethanol concentrations

图2 不同饱和度的硫酸铵沉淀的阿拉伯木聚糖含量Fig.2 Contents of arabinoxylan precipitated by different levels of ammonium sulfate saturation

从图1可知，随着乙醇体积分数的提高，沉淀中的阿拉伯木聚糖含量逐渐上升，在80%时最高为985 mg/L。而图2中，90%饱和度的硫酸铵沉淀的阿拉伯木聚糖含量最高为333 mg/L，80%乙醇沉淀出的阿拉伯木聚糖含量是90%饱和度的硫酸铵沉淀的阿拉伯木聚糖含量的5.03倍，所以选择80%的乙醇沉淀麦汁中的阿拉伯木聚糖，并将其作为总阿拉伯木聚糖(total arabinoxylan，TAX)含量。

图3 不同体积分数的乙醇沉淀的β-葡聚糖含量Fig.3 Contents of β-glucan precipitated by different ethanol concentrations

不同饱和度的硫酸铵沉淀的β-葡聚糖的含量分别见图2和图4。图2中，乙醇体积分数为75%时，沉淀中的β-葡聚糖含量最高为102 mg/L；图4中，硫酸铵的饱和度为75%时，沉淀中的β-葡聚糖含量最高为107 mg/L。数据说明，75%饱和度的硫酸铵沉淀的β-葡聚糖含量比75%的乙醇沉淀的量略高，但差异不大；但75%的乙醇沉淀的阿拉伯木聚糖含量(876 mg/L)是75%饱和度的硫酸铵沉淀的含量(174mg/L)的2.96倍，综合考虑，选择75%饱和度的硫酸铵沉淀麦汁中的β-葡聚糖。

图4 不同饱和度的硫酸铵沉淀的β-葡聚糖含量Fig.4 Contents of β-glucan precipitated by different levels of ammonium sulfate saturation

乙醇沉淀法的主要机理[28]是多糖溶液加入乙醇后，介电常数降低，多糖溶解度降低从而产生沉淀，这种方法几乎适用于所有水溶性多糖，但其特异性不高，导致对不同多糖的分离选择性较差。硫酸铵沉淀法的主要机理[29]是多糖溶液中加入硫酸铵后，两价离子与水分子产生水合，争夺多糖表面的水分子，使得多糖非极性基团相互吸引而聚集沉淀。上述沉淀机理的差异可能是造成两种沉淀方法测得非淀粉多糖含量有差异的原因。

2.2 大麦麦芽常规理化指标的分析

17个大麦麦芽样品的常规理化指标分析结果见表2，其中进口大麦麦芽9个样品，国产大麦麦芽8个样品。

表2 大麦麦芽的常规理化指标

17个样品中，国产大麦麦芽的总蛋白和α-氨基氮含量普遍高于进口大麦麦芽，浸出率普遍低于进口大麦麦芽，其他指标差异不大。

2.3 大麦麦芽协定麦汁与过滤速度相关的指标的分析

17个大麦麦芽样品与过滤速度相关的5个指标的分析数据见表3，统计分析和相关性分析结果分别见表4和表5。

表3中，17个麦芽样品β-葡聚糖含量普遍较低，除8号样外，其他16个样品的总β-葡聚糖含量均低于国际上建议的控制标准250 mg/L[30]。3#、4#、5#、6#、7#、8#和15#麦芽的过滤速度V30min均小于200 mL，过滤速度偏慢。相对于其他样品，这7个样品的总阿拉伯木聚糖和黏度偏高，目前国内外还没有总阿拉伯木聚糖含量的控制标准。

从表4的统计分析可以看出，17个麦芽样品的总阿拉伯木聚糖含量的平均值为924 mg/L，是总β-葡聚糖含量平均值的5.78倍，并且过滤速度、总阿拉伯木聚糖和总β-葡聚糖的变异系数较大。表5的相关性分析显示，过滤速度与总阿拉伯木聚糖含量的相关系数为-0.572(P<0.05)，与黏度的相关系数为-0.626(P<0.01)，与总β-葡聚糖含量没有相关性(P>0.05)，但是黏度与总β-葡聚糖含量显著相关(P<0.05)，总β-葡聚糖通过影响黏度的大小间接影响过滤速度。

表5中，过滤速度与总阿拉伯木聚糖含量、总β-葡聚糖含量和黏度的显著性水平和相关系数均不高，为进一步明确不同分子量非淀粉多糖的影响，将采用凝胶过滤色谱法测定不同分子量段的非淀粉多糖的含量，并进行相关性分析，以明确具体是哪一分子量段的非淀粉多糖影响过滤速度和黏度。

表3 大麦麦芽协定麦汁与过滤速度相关理化指标的分析

注：*TBG表示采用刚果红法测定的协定麦汁中总β-葡聚糖(total β-glucan，TBG)的含量，TAX表示用体积分数80%的乙醇沉淀的总阿拉伯木聚糖含量。

表4 17个大麦麦芽协定麦汁与过滤速度相关理化指标的统计分析表

表5 协定麦汁与过滤速度有关各指标间的相关性分析

注：*表示P<0.05，**表示在P<0.01，***表示P<0.001

2.4 凝胶过滤色谱法测定非淀粉多糖的分子量

2.4.1 标准曲线的制备

按照1.2.7的方法测得标样Blue Dextran 20、DXT760K、DXT500K、DXT123K、DXT55K和DXT21K的出峰时间分别为96、126、138、168、186、216 min，以Kav值为横坐标，重均分子量Mw的lg值为纵坐标，得到分子量标准曲线方程为lg(Mw)=-3.213 7Kav+6.3493，R2=0.995 2。

2.4.2 协定麦汁中不同分子量非淀粉多糖含量的测定

首先采用80%的乙醇沉淀麦汁中的非淀粉多糖，过0.45 μm膜后，取8 mL上样后的凝胶过滤色谱图见图5。

图5 凝胶过滤色谱法测定协定麦汁中不同分子量非淀粉多糖的含量Fig.5 Determination of content of different molecular weight non-starch polysaccharide in congress mashby gel filtration charomatography

由图5可知，利用Douglas法测定分部收集的样品中的阿拉伯木聚糖含量的OD552值在正常范围之内，而利用刚果红法检测β-葡聚糖的OD550值非常低，影响了检测的准确性。由于采用凝胶过滤色谱法测定非淀粉多糖的分子量时对样品浓度存在很大的稀释作用，如果样品中非淀粉多糖浓度过低，经过凝胶过滤色谱柱分离后，柱后分部收集的样品中难以准确检测目标物质。在制备凝胶过滤色谱柱分子量标准曲线时，所用标准品的上样浓度为500 mg/L，而表2中的17个麦芽样品协定麦汁中总β-葡聚糖的含量均小于500 mg/L，这可能是造成检测β-葡聚糖的OD550值偏低的原因。

在本文2.1的结论中，75%饱和度的硫酸铵沉淀中β-葡聚糖含量最高，并且含有较低的阿拉伯木聚糖含量，因此采用75%饱和度的硫酸铵沉淀麦汁中的β-葡聚糖，在复溶时通过少加蒸馏水的办法来浓缩麦汁中的β-葡聚糖。浓缩5倍前后凝胶过滤色谱图的效果对比见图6。

图6 采用75%饱和度的硫酸铵沉淀浓缩β-葡聚糖的凝胶过滤色谱图Fig.6 Profile of gel filtration chromatogram of β-glucan before and after precipitation and concentration by 75% saturated ammonium sulfate

图6的结果证明，采用75%饱和度的硫酸铵将β-葡聚糖浓缩5倍后的样品，柱后分部收集的样品中β-葡聚糖的OD550值达到了正常范围。

最终，确定检测麦汁中不同分子量段的2种非淀粉多糖含量的方法为：采用75%饱和度的硫酸铵沉淀麦汁中的β-葡聚糖并浓缩5倍后上样于凝胶过滤色谱，按照1.2.4刚果红法测定各管中的β-葡聚糖浓度；采用体积分数为80%的乙醇沉淀麦汁中的阿拉伯木聚糖，按照1.2.5 Douglas法测定各管中的阿拉伯木聚糖的浓度。

2.5 不同分子量段的非淀粉多糖与大麦麦芽过滤速度和黏度的关系

2.5.1 不同分子量段的阿拉伯木聚糖与大麦麦芽过滤速度和黏度的关系

采用2.4确定的样品前处理和凝胶过滤色谱法分别测定17个大麦麦芽样品的协定麦汁中不同分子量段的β-葡聚糖和阿拉伯木聚糖的含量，以进一步研究非淀粉多糖的分子量大小与过滤速度的关系，检测结果见表6，相关性分析结果见表7。

表6 协定麦汁中不同分子量段阿拉伯木聚糖的含量

注：a是分子量大于1000 kDa的AX，b是分子量500～1000 kDa的AX，c是分子量50～500 kDa的AX，d是分子量小于50 kDa的AX。

表7 过滤速度和黏度与不同分子量段阿拉伯木聚糖的相关性分析

注：*表示P<0.05，**表示在P<0.01，***表示P<0.001。

由表7可知，分子量大于1 000 kDa、分子量500～1 000 kDa和分子量500～50 kDa的阿拉伯木聚糖含量与过滤速度均显著相关(P<0.001)，而分子量小于50kDa的阿拉伯木聚糖含量与过滤速度没有相关性。由表4中可知，总阿拉伯木聚糖含量与过滤速度的相关系数仅为-0.572(P<0.05)，而经过凝胶过滤色谱分离得到的分子量大于50 kDa的3个分子量段的阿拉伯木聚糖含量与过滤速度的相关系数分别提高到-0.768、-0.710及-0.755，且均为极显著相关(P<0.001)，显著性水平和相关系数均大幅提高，说明总阿拉伯木聚糖中分子量大于50 kDa段的部分是影响协定麦汁过滤速度和黏度的重要因素。

2.5.2 不同分子量段的β-葡聚糖与大麦麦芽过滤速度和黏度的关系

17种麦芽协定麦汁中4个分子量段的β-葡聚糖含量见表8，相关性分析结果见表9。由表9可知，各个分子量段的β-葡聚糖含量和麦汁过滤速度没有显著的相关性(P>0.05)，分子量大于1 000 kDa段的β-葡聚糖与黏度极显著相关(P<0.001)，而表3中总β-葡聚糖含量与黏度只是显著相关(P<0.05)，并且相关系数由总β-葡聚糖的0.490提高到分子量大于1 000 kDa段的0.622，显著性水平和相关系数均有较大提高。分子量大于1 000 kDa段的β-葡聚糖是影响协定麦汁黏度的重要因素，其通过影响协定麦汁的黏度间接影响了过滤速度。

表8 大麦麦芽协定麦汁中不同分子量段β-葡聚糖的含量

注：e是分子量大于1000 kDa的BG，f是分子量500～1000 kDa的BG，g是分子量50～500 kDa的BG，h是分子量小于50 kDa的BG。

表9 过滤速度和黏度与各分子量段β-葡聚糖含量的相关性分析

注：*表示P<0.05，**表示在P<0.01，***表示P<0.001

3 结论

(1)乙醇和硫酸铵沉淀麦汁中非淀粉多糖的特性不同。不同饱和度的硫酸铵沉淀的阿拉伯木聚糖含量明显低于不同体积分数的乙醇沉淀的阿拉伯木聚糖含量，80%的乙醇沉淀出的阿拉伯木聚糖含量最高，75%饱和度的硫酸铵沉淀的β-葡聚糖含量最高。

(2)通过体积分数为80%的乙醇沉淀协定麦汁中的阿拉伯木聚糖，75%饱和度的硫酸铵沉淀协定麦汁中的β-葡聚糖，采用凝胶过滤色谱可以测定不同分子量段的非淀粉多糖的含量。

(3)17个大麦麦芽样品的数据分析表明，分子量大于50 kDa的阿拉伯木聚糖含量与协定麦汁的过滤速度和黏度均极显著相关(P<0.001)，是造成过滤速度慢和黏度高的重要因素；分子量大于1 000 kDa的β-葡聚糖含量与黏度极显著相关(P<0.01)，与过滤速度没有相关性(P>0.05)，这部分β-葡聚糖通过影响协定麦汁黏度从而间接影响了过滤速度。

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Relationship between content and molecular weight of non-starch polysaccharides in barley malt and filtration rate of congress wort

SUN Jun-yong1,2,3, ZHANG Ming4, CHEN Liu5, PAN He-peng4, DING Yi3, LU Jian1,2,3*

1(The Key Laboratory of Industrial Biotechnology, Ministry of Education, School of Biotechnology, Jiangnan University, Wuxi 214122, China) 2(National Engineering Laboratory for Cereal Fermentation Technology, JiangnanUniversity, Wuxi 214122, China) 3(School of Biotechnology, Jiangnan University, Wuxi 214122, China) 4(Jiangsu NongkenMalting Co. Ltd., Yancheng 224300, China) 5(China Resources Snow Brewery(Shanghai) Co. Ltd., Shanghai 200949, China)

Several parameters associated with filtration rate of 17 barley malt samples were analyzed by Congress mash. Pearson correlation analysis showed that the filtration rate was significantly negatively correlated with viscosity and total arabinoxylan content. Viscosity was significantly positively correlated with total arabinoxylan content and total β-glucan content. After precipitation with 75% saturated ammonium sulfate and 80% ethanol respectively, solutions of β-glucan and arabinoxylan were injected to gel filtration chromatography column to analyze the contents of β-glucan and arabinoxylan with molecular weight greater than 1 000 kDa, 500-1 000 kDa, 50-500 kDa and less than 50 kDa. The results showed that, contents of arabinoxylan with molecular weight greater than 50 kDa were highly significantly negatively correlated with filtration rate and significantly positively correlated with viscosity., Content of β-glucan with molecular weight greater than 1 000 kDa were highly significantly positively correlated with viscosity. Compared with the total β-glucan and total arabinoxylan, the level of significance and coefficients of above correlation were greatly improved, which were main contributors to the high viscosity and slow filtration rate.

barley malt; filtration rate; non-starch polysaccharides; molecular weight; viscosity

10.13995/j.cnki.11-1802/ts.201704007

博士研究生(陆健教授为通讯作者，E-mail：jlu@jiangnan.edu.cn)。

江苏省产学研合作项目(BY2016022-04)；国家高技术发展(863)计划(2013AA102109)；高等学校学科创新引智计划(111计划)资助项目(111-2-06)；江苏高校优势学科建设工程资助

2016-09-09，改回日期：2016-10-30