漢麻蛋白酶解物精釀啤酒釀造工藝

宋淑敏，石杰，魏連會，董艷，潘靜，高媛

黑龍江省科學院大慶分院（大慶 163319）

漢麻（Cannabis sativaL.）又稱為工業大麻、火麻[1-2]。漢麻仁（火麻仁）為藥食兩用的傳統中藥，具有潤腸通便、滋陰益氣之功效[3]。漢麻籽被列入2000版的《中華人民共和國藥典》，2002年中華人民共和國國家衛生健康委員會（原衛生部）將火麻仁列入《既是食品又是藥品》名單目錄中[4]。漢麻籽蛋白作為一種新型蛋白資源，具有很高的研究開發價值。漢麻籽的蛋白質含量為20%～25%，其中麻仁球蛋白65%、麻仁清蛋白35%。漢麻籽蛋白中含有18種氨基酸，其中包括人體必需的8種氨基酸，而且含量較高，組成比值合理、效價均衡，屬于優質完全蛋白[5]。漢麻蛋白經蛋白酶水解后可生成多肽，易被人體消化吸收，而且漢麻籽多肽還具有多種生理功能和較高的營養價值[6]，因此可作為原料應用于發酵、制藥、食品等行業。

近年來隨著消費者對啤酒的品質、口味和新鮮度等要求的不斷提高，擁有豐富的層次、口感及個性化融入特色的精釀啤酒越來越受到消費者的喜愛。有關大豆蛋白酶解物[7]、魔芋飛粉蛋白酶解物[8]、小麥蛋白酶解物[9]等應用于啤酒的研究已有報道。漢麻籽蛋白產品的開發在中國尚處于初級階段，多停留在漢麻蛋白粉的研發，市場競爭力不強。關于漢麻蛋白酶解產物在啤酒釀造中的應用研究在國內尚未見報道。

試驗在前期復合酶法制備漢麻籽蛋白酶解物技術基礎上，優化漢麻蛋白酶解物精釀啤酒發酵工藝，充分發揮漢麻籽蛋白多肽的營養保健功效，以期為漢麻籽應用于精釀啤酒釀造領域提供技術支撐，也為漢麻籽蛋白高值化利用開辟新途徑，促進漢麻籽深加工產業發展。

1 材料與方法

1.1 材料和儀器

1.1.1 材料

漢麻蛋白酶解物（黑龍江省科學院大慶分院自制）；大麥芽；啤酒花；啤酒酵母（從日本引進）。

1.2 儀器與設備

真空冷凍干燥機（VFD-6000）；超臨界CO2萃取設備（HA221-50-06）；切向膜過濾系統（BIOQMU1000）；電子天平（型號FA1104N）；數顯恒溫水浴鍋（HH-1）；鼓風干燥箱（DHG-9070A）；冰箱（BCD-215TBDZ）；超聲波清洗儀；4800 Plus MALDI TOF/TOFTM Analyzer（AB SCIEX）；QExactive質譜儀（Thermo Finnigan）；納升級液相色譜儀（Easy nLC1000，Thermo Finnigan）；真空離心濃縮儀（Eppendorf Concentrator plus）；糖度儀；等。

1.3 試驗方法

1.3.1 漢麻蛋白酶解物相對分子質量分布的檢測

采用復合酶解法制備漢麻蛋白酶解物[10]，采用MALDI-TOF質譜分析方法進行漢麻蛋白酶解物相對分子質量分布檢測。取1 μL樣品點至樣品靶上，待自然干燥后，取1 μL CHCA基質溶液點至對應靶位上并自然干燥，用相同方法在樣品靶位的相鄰靶位上點校準標準品。采用校準標準品Calibration Mixture 1進行外標一級校準，質量誤差小于1×10-6，圖譜采集條件：一級質譜（MS）范圍為100～4000m/z，以及一級質譜（MS）范圍為1000～36000m/z，每張譜圖累加500個Laser Shots。

1.3.2 漢麻蛋白酶解物精釀啤酒工藝流程及技術要點

大麥芽→粉碎→糖化→過濾→煮沸→添加酒花、漢麻蛋白酶解物→過濾→冷卻→加入啤酒酵母進行發酵→后熟→成品→低溫冷藏

1.3.2.1 麥芽粉碎[11]、糖化、過濾

將大麥芽輕度粉碎，粉碎程度為麥芽皮破而不碎；將麥芽和水按質量比1∶4混合，升溫至60～65℃，保溫90 min，升溫至78～80 ℃，保溫20～30 min；用碘液檢驗至糖化完全，過濾得麥芽汁。

1.3.2.2 煮沸

將麥汁進行煮沸，在麥汁煮沸過程中，添加0.25%～1.0%漢麻蛋白酶解物，添加0.2%～0.5%啤酒花，煮沸時間30～60 min。

1.3.2.3 冷卻

將煮沸液過濾后，放入4～8 ℃冷藏室，進行冷卻處理至30 ℃，得冷卻液。

1.3.2.4 發酵

向所述冷卻液中加入0.25%～0.50%啤酒酵母，發酵溫度18～20 ℃，發酵7～10 d，完成發酵。

1.3.2.5 后熟

將發酵后的發酵液放置在4～6 ℃冷藏室，保持10～15 d，去除酵母和沉淀物，得到漢麻蛋白酶解物精釀啤酒。

1.3.3 漢麻精釀啤酒釀造工藝條件優化

在單因素試驗的基礎上，采用正交試驗設計，以感官評分為評價指標，對漢麻蛋白酶解物的添加量（A）、發酵溫度（B）、漢麻蛋白酶解物添加時機（C）進行正交試驗，優化漢麻蛋白酶解物啤酒釀造的工藝條件。正交試驗的因素水平表如表1所示。

表1 漢麻蛋白酶解物精釀啤酒工藝優化正交試驗因素水平表

1.3.4 漢麻蛋白酶解物精釀啤酒感官評定

以感官評價作為評分標準（如表2所示），選10位感官品評專家對漢麻蛋白酶解物精釀啤酒進行品嘗，并進行打分，滿分為100分。

表2 漢麻蛋白酶解物精釀啤酒感官評分標準

1.3.5 漢麻蛋白酶解物精釀啤酒理化指標的測定

對漢麻蛋白酶解物精釀啤酒進行品質檢測分析，原麥汁濃度、總酸、雙乙酰、泡持性、二氧化碳的測定，按照GB/T 4928—2008《啤酒》[12]進行檢測；酒精度的測定，按照GB 5009.225—2016《食品安全國家標準酒中乙醇濃度的測定》[13]；鉛的測定，采用GB 5009.12—2017《食品安全國家標準食品中鉛的測定》[14]。

2 結果與分析

2.1 漢麻蛋白酶解物的相對分子質量分布

試驗結果如表3所示，采用復合酶法酶解漢麻籽粕蛋白，經質譜分析漢麻蛋白酶解物的相對分子質量主要分布在3 kDa以下，相對分子質量＜3 kDa的漢麻蛋白酶解物占比為94.82%。

表3 漢麻蛋白酶解物相對分子質量分布

2.2 漢麻蛋白酶解物精釀啤酒釀造工藝條件優化的正交試驗

根據前期單因素試驗結果，對漢麻蛋白酶解物的添加量（A）、發酵溫度（B）、漢麻蛋白酶解物添加時機（C）3個因素進行正交試驗，優化漢麻蛋白酶解物精釀啤酒釀造的工藝條件。正交試驗結果見表4。

表4 漢麻蛋白酶解物精釀啤酒釀造工藝條件優化正交試驗結果與分析

結果表明，影響漢麻蛋白酶解物精釀啤酒釀造的各因素主次關系為A＞B＞C，其中溫度對漢麻蛋白酶解物精釀啤酒的感官影響顯著，其次是漢麻蛋白酶解物的添加量。得出漢麻蛋白酶解物精釀啤酒釀造的最佳工藝條件為A3B2C1，即發酵溫度為20 ℃、漢麻蛋白酶解物添加量為0.5%、漢麻蛋白酶解物添加時機為煮沸時加入。在此最佳的理論值基礎上進行驗證試驗，漢麻蛋白酶解物精釀啤酒的感官得分為98.6分。漢麻蛋白酶解物啤酒呈黃棕色，口感細膩，香氣獨特、酒體協調，口味醇厚。

2.3 漢麻蛋白酶解物精釀啤酒理化指標的檢測

對漢麻蛋白酶解物精釀啤酒成品的原麥汁濃度、感官、總酸、雙乙酰、泡持性、二氧化碳、蔗糖轉化酶活性等按照GB/T 4928—2008相關規定進行檢測；酒精度的測定，按照GB 5009.225—2016《食品安全國家標準酒中乙醇濃度的測定》；鉛的測定，采用GB 5009.12—2017《食品安全國家標準食品中鉛的測定》。

檢測結果如表5所示，漢麻蛋白酶解物精釀啤酒的理化指標符合啤酒的相關國家標準。

表5 漢麻蛋白酶解物精釀啤酒理化指標的檢測結果

3 結論

試驗以大麥芽、漢麻蛋白酶解物、酒花為原料，采用從日本引進的啤酒酵母，探究漢麻蛋白酶解物添加量、發酵溫度、漢麻蛋白酶解物添加時機對漢麻精釀啤酒感官評分的影響。在前期單因素試驗基礎上，通過正交試驗優化啤酒釀造的工藝條件，得出漢麻蛋白酶解物精釀啤酒釀造的最佳工藝條件A3B2C1，即發酵溫度為20 ℃、漢麻蛋白酶解物添加量為0.5%、漢麻蛋白酶解物添加時機為煮沸時加入。在此優化條件下，產品感官評價分值為98.6分。經檢測，漢麻蛋白酶解物精釀啤酒產品的理化指標符合相關國家標準，啤酒成品呈棕黃色，香氣豐富、協調，酒體醇厚、口感細膩、營養豐富，開發應用前景廣闊。試驗成果不僅可滿足人們對精釀啤酒的需求，還可拓寬漢麻籽蛋白的應用領域，促進漢麻籽深加工產業發展。