啤酒生产中常用酶

啤酒生产过程是一个产酶、用酶及灭酶的过程，啤酒酿造中的很多工艺条件都是依据酶的特性来决定的。将现代酶技术与传统啤酒酿造技术相结合，不仅对稳定和提高啤酒质量有益，而且对降低生产成本、弥补麦芽质量缺陷、增加花色品种、增加效益都大有好处。

酶制剂种类很多，功效不一，使用在啤酒生产过程中的工序也不一样，目前啤酒生产常用酶制剂有耐高温α-淀粉酶、糖化酶、蛋白酶、复合酶、α-乙酰乳酸脱羧酶、溶菌酶等。在实际生产中使用酶制剂首先要了解各种酶的作用机理、特性、底物和最终产物是什么，并要设计好应用的目的和所要达到的效果。在此将几种常用酶制剂的特性作以简要介绍。

1、α-淀粉酶

α-淀粉酶只可作用于淀粉分子内任意α-键，且从分子链的内部进行，故又称内淀粉酶，属于内切酶。在水溶液中α-淀粉酶能使淀粉分子迅速液化，产生较小分子的糊精，故也被称为液化酶。α-淀粉酶作用于直链淀粉，分解产物为6～7个葡萄糖单位的短链糊精及少量的麦芽糖和葡萄糖，糊精还可以进一步水解。按理论最终产物为87%的α-麦芽糖和13%的葡萄糖。α-淀粉酶haicent.com作用于支链淀粉只能任意水解α-1，4键，但不能分解α-1，6键也不能绕过α-1，6键。作用接近α-1，6键时速度放慢，其分解产物为α-界限糊精、麦芽糖和葡萄糖。常用的α-淀粉酶有耐高温α-淀粉酶, 真菌α-淀粉酶。啤酒生产中常用的耐高温α-淀粉酶一般由地衣芽孢杆菌产生，pH在5.0～7.0内较稳定，尤以pH=6.0为佳，作用淀粉的最适温度为90℃。中温α-淀粉酶也应用到啤酒生产中。单独使用耐高温α-淀粉酶比单独使用中温α-淀粉酶麦芽糊精收率高，透光率也较大，但黏度较高，将两者结合起来使用则可互相弥补不足，得到很好的效果。

耐高温α-淀粉酶：pH最适范围：5.5～7.0；温度最适范围：90oC以上；钙离子浓度：50～70mg/kg；参考用量：0.1%。

2、糖化酶

糖化酶又称葡萄糖淀粉酶，它能将淀粉从非还原性末端水解α-1，4-葡萄糖苷键，产生葡萄糖，也能缓解水解α-1，6-葡萄糖苷键，转化成葡萄糖。

pH最适范围：4.0～4.5；温度最适范围：58～60℃；抑制剂：大部分重金属；参考用量：50U/g。

3、普鲁兰酶

普鲁兰酶能水解淀粉和糊精中的支链α-D-1，6葡萄糖苷键生成含有α-D-1，4葡萄糖苷键的直链低聚糖。所以，该酶可以和糖化酶或者α-淀粉酶一起使用，生产高麦芽糖浆。pH最适范围：4.2～4.6；温度最适范围：55～65℃。

4、蛋白酶

蛋白酶是分解蛋白质肽键一类酶的总称，可分为内肽酶和端肽酶两类。内肽酶能切断蛋白质分子内部肽键，分解产物为小分子的多肽。端肽酶又分为羧肽酶和氨肽酶两种。此外还有一种二肽酶，它分解二肽为氨基酸。羧肽酶是从游离羧基端切断肽键，而氨肽酶则从游离氨基端切断肽键。通常说的蛋白酶多是指内肽酶，而羧肽酶、氨肽酶和二肽酶总称为肽酶或端肽酶。蛋白酶根据其最适pH不同分为酸性蛋白酶、中性蛋白酶、碱性蛋白酶。中性蛋白酶：温度最适范围：50℃（pH 7.2）；pH最适范围：6.8～8.0（37℃）。

5、纤维素酶

纤维素酶是有绿色木霉经深层发酵制成的液体产品，是降解纤维素，生成葡萄糖的一组酶的总称。它是由C1酶，α-1，4-葡聚糖酶（也称CX酶），α-葡聚糖苷酶组成。C1酶能在降解天然纤维素的降解过程中起主导作用；CX酶水解溶解的纤维素衍生物或者膨胀和部分降解纤维素；α-葡聚糖苷酶能水解纤维二糖和短链的纤维寡糖生成葡萄糖。温度最适范围：50～55℃；pH最适范围：4.0～5.0。

6、α-葡聚糖酶

α-葡聚糖酶是一种葡萄糖内酶，能使麦芽和大麦α-葡聚糖（1，4-α-葡聚糖，1，3-α-葡聚糖）分解为3~5个葡萄糖单位的低聚糖。该酶可使麦芽汁的粘度降低，提高过滤速度。常用的α-葡聚糖酶主要包括：内-α-葡聚糖酶、外-α-葡聚糖酶及其复合酶试剂（如B2葡聚糖酶混合酶、耐温α-葡聚糖酶复合酶等）。温度最适范围：50～60℃；pH最适范围：5.0～7.0。

7、α-乙酰乳酸脱羧酶

α-乙酰乳酸脱羧酶可催化α-乙酰乳酸分解为2，3-丁二醇。双乙酰含量是影响啤酒风味的重要因素，对啤酒质量具有决定性的影响，是品评啤酒成熟与否的主要依据。它的形成途径为：糖类→丙酮酸→α-乙酰乳酸→双乙酰。α-乙酰乳酸脱羧酶可调节双乙酰前体物质走支路代谢途径从而控制双乙酰的含量，能催化α-乙酰乳酸直接形成羟基丁酮，从而有效防止双乙酰的生成，使发酵周期大大缩短。温度最适范围：35～45℃；pH最适范围：5.0～6.5。

8、复合酶

单一酶制剂在啤酒生产上应用时，总会有一定的局限性。而将单一酶制剂制成复合酶制剂则可弥补各个酶的缺点，得到较好的效果。如α-淀粉酶耐温不耐酸，而α-淀粉酶不耐温，两者结合起来使用则可起到互补协同作用。国外商品化的复合酶制剂较多，如丹麦NOVO公司生产的Celluclast复合酶及含α-淀粉酶和α-葡聚糖酶的Brew 2N 2zym eGP 复合酶，美国Snyder公司生产的含有α-淀粉酶、α-葡聚糖酶和蛋白酶的α-葡聚糖混合酶等复合酶制剂。我国也有一些公司和科研单位研制出了复合酶制剂，如黑曲霉F27固体曲（含有B2葡聚糖酶，A2淀粉酶和液化酶），安徽聚星公司的由芽孢杆菌得到的复合酶制剂（含有B2葡聚糖酶，A2淀粉酶和蛋白酶）。