- 利用酶制剂W进行的实验室研究方法和问题检测
- 发布日期:2005-08-31 啤酒工业信息网
应用研究:
在实验室中对糖化酶制剂的作用进行评估:一种酶制剂的作用可以在实验室规模中,利用客户的原材料和糖化工艺进行检测。对于过滤能力的检测,最好是在糖化结束的温度下(正常情况是在74-78℃时)进行操作。使用EBC糖化水浴,可以在“变化的糖化曲线”中不同的糖化条件下进行检测。对过滤后的麦汁分析浸出物收得率、游离α-氨基氮、残余的α-和β-葡聚糖水平以及麦汁粘度。表III.1给出的是一张典型的报告格式。
表III.1糖化试验报告格式。
如果在不同的产品及其添加量之间存在很大差异的话,重力过滤能为过滤的情况提供有用的信息。但是,要想得到更确切的研究结果,就需要一套设备,例如“Tepral糖化系统”。Tepral装置如图III.1所示。这个系统是由IFBM在法国设计的,现在有一套能有效运行的实体,利用它可以把Tepral系统中麦芽的情况与糖化车间的情况相比较。在谈到糖化车间的情况时,特别是浸出物和过滤槽的情况时,经常使用Tepral系统来区分麦芽是“优质的、一般的还是较差的”。在Quest公司,我们利用这一系统来确定糖化酶制剂的效果和最佳添加量。根据客户的糖化条件,在标准EBC糖化水浴中进行糖化,然后把整个糖化醪转入Tepral系统中。
这一系列的操作情况在图III.2中进行了概述。
1、 在标准EBC糖化水浴中准备糖化醪(57g原料粉,200ml水)
2、 在78℃下把糖化醪转移到Tepral系统中,在重力作用下过滤5分钟
3、 把系统密闭,并保持1bar的压力
4、 收集麦汁(190g),直到系统中出现泡沫。卸压
5、 加入200ml喷淋水,密闭系统并保持1.5bar压力
6、 收集洗涤麦汁(总共400g),当麦槽层干燥时卸压。
图III.2Tepral系统的操作
计算机会记录过滤的速度(单位时间内收集的麦汁克数),典型的曲线图如图III.3所示。对数据进行分析可以揭示出糖化过滤槽层的一些重要特性、粉碎物(麦芽或大麦)的性质以及酶制剂的情况。
例如我们应用这个公式:
t(V/A)=K1(V/A)+C
其中:
t= 时间(min)
A=过滤机横截面积
V(或W)=在时间t内收集的过滤液的体积(或重量)
K1=谷物过滤糟层的多孔性或糟层阻力的倒数
C=Tepral系统的常数
如果我们以V/A对t(A/V)作图,斜率K1就是谷物糟层多孔性的测定值。使用不同质量的麦芽,就有可能计算出这个多孔性的值为多少。在大麦使用比例较高或溶解很差麦芽的糖化中,我们可以发现糖化酶制剂所起的作用。使用不同浓度的酶制剂,我们就可以得到最佳的添加量。图III.4表示的是一个典型的最优化步骤。
太高的添加量会导致在1bar的压力下有快速的过滤速度。这使得糟层压紧,当系统的压力增加至1.5bar时具有更短的运行时间。所以实际的添加酶制剂添加量,应该控制为能在1.0和1.5bar中能保持恒定的高速过滤。在图III.4中可以清楚地看见,当酶制剂的添加量超过0.01%时,过滤速度反面下降。
β-葡聚糖是被提纯的β-葡聚糖酶和β-葡聚糖苷酶分解成葡萄糖。葡萄糖在过氧化酶的存在下被氧化,它产生的红色物质在510mm下能测定出来,且吸光度与样品中的β-葡聚糖含量有线性关系。对于麦芽和大麦而言,结果报告为β-葡聚糖w/w%,对啤酒和麦汁而言,结果报告为β-葡聚糖mg/l。 β-葡聚糖可以通过上述的方法(麦汁是加酶处理进行的糖化,添加量为原料粉的0.016-0.096%)进行分离,如图III.5。大家可以清楚地看见酶作用于β-葡聚糖小球后的物理外观。当我们从左到右观看时,小球变得不太白/厚/不透明,变得更加半透明了。这很容易解释,因为我们看见的β-葡聚糖小球平均分子量发生显著下降,因而降低了密度。
正如我们所期望的,这会影响最初麦汁的粘度。在这个例子中,我们也可以发现随着酶浓度的增加, β-葡聚糖的浓度明显下降。
值得注意的是环境条件、大麦品种、制麦条件和糖化车间的操作在麦汁β-葡聚糖的性质中起着重要的作用。这可以定义为工艺中“正确”的β-葡聚糖酶。
表III.2
Biocellulase W(g/吨) |
β-葡聚糖(mg/l) |
0 |
860 |
60 |
250 |
150 |
60 |
在东部的商业性试验
表III.2中所示的是在欧洲麦芽中添加Biocellulase W的情况。在这个例子中,我们在麦汁残余β-葡聚糖含量的基础上优化了酶的添加量。麦芽含有干基重量1.17-1.32%的β-葡聚糖。
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