
啤酒原料大麦和麦芽中存在的内源性氧化酶的作用,使内源性多酚、不饱和脂类等物质被氧化,导致成品啤酒风味稳定性和非生物稳定性的降低。酶促氧化反应可发生在不同的酿造阶段,包括发芽、焙燥和糖化等环节。内源性氧化酶主要是过氧化物酶(Peroxidase,POD)、多酚氧化酶(Polyphenol oxidase,PPO)和脂肪酸氧化酶(Lipidoxidase,LOX)三种。过氧化物酶和多酚氧化酶分别在H2O2和O2存在的情况下,可催化内源性酚类底物生成具有活性的醌类物质,所产生的次级氧化产物可改变啤酒的品质。脂肪酸氧化酶可氧化不饱和脂肪酸生成可挥发性的醛类物质,是导致啤酒风味老化的关健酶。酶促氧化的结果在成品啤酒上主要表现为老化异味的出现、形成混浊、苦味和收敛性的改变,以及色泽的加深等。
POD和PPO会将麦汁中的多酚类物质氧化成醌类物质,从而减弱麦汁的内源性抗氧化力。LOX可催化氧化不饱和脂肪酸产生老化物质,该反应也被认为是生成老化物质的主要途径。同时氢过氧化物(HO2)和羟自由基(HO•)也可以直接与不饱和脂肪酸反应生成脂肪酸氢过氧化物,最后分解为老化物质。此外,多酚可以清除HO•,也可以抑制LOX的作用。可见,氧化还原酶类在糖化中发生的一系列复杂反应,最终会影响到成品啤酒的品质。
在麦芽粉碎时,由于脂肪氧化酶催化某些脂肪酸氧化,从而形成对啤酒老化的前驱物。使用没有脂肪氧化酶的大麦品种来酿造,从而可得到具有增强风味稳定性的啤酒。日本札幌啤酒厂一直对酿造大麦培育进行研究,其最新的研究项目是开发一种不含氧化酶LOX1的大麦新品种。由于特定脂肪酸的氧化,由LOX1催化引起,会形成使啤酒质量退化的成分(例如反2-壬烯醛和THOD,对啤酒的风味和泡沫有不利影响),此酶的去除将通过使用不含此酶的大麦品种来提高啤酒的质量和稳定性。意大利Kuroda,H.和 Sato,K.首先发现了生化酶和基因(3Z:2E异构酶和HvHPL2)能影响反-2-壬烯醛生成量的路径,有利于选育出促进啤酒风味稳定的大麦品种和麦芽制品。
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