木瓜蛋白酶在啤酒中的应用

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1、木瓜蛋白酶在啤酒澄清中的应用学号姓名专业、班级2011级生物技术专业班组学院生命科学与工程学院实验课程名称《酶工程实验》开课学期2013至2014学年二学期填写时间2014年06月02日木瓜蛋白酶在啤酒澄清中的应用一、实验目的1、理解蛋白酶澄清啤酒的原理。2、学会蛋白酶澄清啤酒的关键技术。3、能够发现影响啤酒澄清的主要问题（因素），找出解决的途径，确定最佳的澄清工艺。二、实验原理①啤酒是以大麦为主料，以大米等淀粉质原料为辅料，麦芽及辅料经糖化发酵而成的酒精饮料。啤酒生产时，淀粉质原料不能直接被微生物利用，需水解成可发酵性的小分子。②啤酒在贮存过程中，由于环境条件的作用，如光照

2、、氧气、震动等，会产生浑浊、沉淀等现象。此类浑浊的形成，和啤酒中残留的蛋白质关系密切，严重影响啤酒的质量和在市场上的竞争力。添加蛋白酶可分解啤酒中的大分子蛋白质，可有效去除啤酒中的沉淀物。另外，麦芽汁中的蛋白质组分，可被蛋白酶水解，提供啤酒酵母发酵过程中需要的氮源。在啤酒澄清过程中，主要用到木瓜蛋白酶、生姜蛋白酶。本实验采用木瓜蛋白酶消除啤酒浑浊。③木瓜蛋白酶是从双子叶植物番木瓜(CaricapapayaL.)的果乳中提取出来的植物蛋白酶,具有耐高温、活性强、稳定性好、对pH变化和金属离子不敏感的特性;它的作用底物包括各种蛋白质,如明胶、谷蛋白、酪蛋白、弹性蛋白、球蛋白和肌纤

3、维蛋白,且该酶是100%纯天然产物。因此,将其用于对冷冻贮存过程中的啤酒进行处理,能水解啤酒内的蛋白质,而且还能部分水解一些已形成的复合物,产生更多的多肽或氨基酸,保证啤酒在冷冻贮存过程中的高清晰度;同时,也能改善啤酒的口感及原有多肽和氨基酸的组成和比例,从而有效地改良啤酒的品质。④木瓜蛋白酶可水解啤酒中的各种蛋白质。将其用于处于冷冻贮存过程的啤酒中，能水解啤酒中的蛋白质，生成更多的多肽或氨基酸，保证啤酒在冷冻贮存过程中的高澄清度，增加啤酒的泡沫，也能改善啤酒的口感，提高了啤酒泡沫覆盖度，氨基酸含量均有不同程度的增加，从而提高了啤酒的营养价值。⑤啤酒澄清度即啤酒蛋白含量与其透

4、光度有一定的关系，在660nm波长可由分光光度计测定其透光度T的变化来反映啤酒蛋白含量的变化，从而反映出木瓜蛋白酶对啤酒中蛋白质水解的情况。三、实验设备及材料木瓜蛋白酶，啤酒，无菌水，酒精，具塞试管10支，试管架，10ml移液管1支，吸耳球，200ml三角瓶1个，50ml容量瓶，烧杯，滴管，酒精灯，移液枪，天平，分光光度计，超净工作台，水浴锅。木瓜蛋白酶溶液的配制：称取.0.05g木瓜蛋白酶用蒸馏水定容50ml。四、实验方法及步骤（1）木瓜蛋白酶用量对啤酒澄清效果的探究取六个具塞试管，分别编号0、1、2、3、4、5，准确量取10mL同一发酵罐啤酒到六个试管中。60℃水浴24h

5、，测T值，T值最低的为此实验中最佳投加酶量m编号012345加料10mL啤酒10ml啤酒20ｕL蛋白酶液10mL啤酒+30ｕL蛋白酶液10mL啤酒+40ｕL蛋白酶液10mL啤酒+50ｕL蛋白酶液10mL啤酒+60ｕL蛋白酶液T值（2）不同反应时间下木瓜蛋白酶对啤酒澄清效果的探究根据步骤（1）中的最适酶量加入到下表试管中，依据表中所示进行后续试验编号012345加料10mL啤酒+40ul蛋白酶液10ml啤酒40ul蛋白酶液10mL啤酒+40ul蛋白酶液10mL啤酒+40ul蛋白酶液10mL啤酒+40ul蛋白酶液10mL啤酒+40ul蛋白酶液温度（℃）6006060606060反

6、应时间16h20h24h28h32h36hT值五、实验结果及分析1、实验现象、数据及结果溶液T值蒸馏水100酶液27.8原啤酒66.9066.9168.6269371.1464.3563.3时间T值1667.12070.62471.72875.332813681.52、对实验现象、实验结果的分析及其结论（加酶量与澄清度T的关系图）实验现象：由于使用啤酒本身澄清度较高，故经过酶处理后澄清度用肉眼很难看到明显的变化，主要借助于T值得变化来分析实验。由图中可以得出结论：随着木瓜蛋白酶的加入量增多，啤酒的澄清度升高。但超过一定量后其澄清度反而下降，可以得出加入的酶量过多影响了啤酒的澄

7、清度。（酶处理时间与澄清度关系图）此图为酶处理时间对啤酒澄清度的影响，由实验数据得出上图，当加入的酶量为5ul/ml时，在32h之前T值处于上升趋势，超过32h后，T值处于平缓状态，故得出最佳处理时间为32h。实验结论：本实验所用啤酒澄清处理最佳工艺为：酶加量4g/m3（10万U/g），最佳时间为32h。本实验啤酒澄清最佳的工艺流程啤酒原液过滤酶量：4mg每升啤酒处理时间：32h处理温度：待定澄清啤酒啤酒澄清工艺流程图3、实验总结（1）成功之处：本实验成功之处在于实验方案的设计思路较好，没有较大纰漏，能