低嘌呤啤酒的研究和开发

  摘要：初步研究了不同原辅料和辅料比对嘌呤的影响，利用吸附剂在糖化和发酵阶段对嘌呤物质进行了吸附，确定利用玉米糖浆作为主要辅料，对麦芽进行脱皮壳处理，辅料比40%，在发酵过程中利用100目的活性炭吸附，可以得到总嘌呤含量在10mg/l以下的低嘌呤啤酒。
     关键词：总嘌呤  啤酒  酵母  活性炭  脱皮壳胚芽
     痛风是一种尿酸代谢失调引起的疾病，尿酸的主要生成途径是代谢嘌呤物质而生成。啤酒嘌呤含量虽然并不高，总嘌呤含量一般在50-150ppm之间，但它与海鲜产品同食，会促进嘌呤的吸收，生成大量尿酸，所以降低啤酒中的嘌呤物质一直是行业内研究的主要课题之一。
     啤酒以麦芽为主要原料，大米、淀粉和糖浆等作为辅料，加啤酒花〔包括酒花制品)，经酵母发酵酿制而成的、含有二氧化碳的、起泡的、低酒精度的发酵酒，啤酒中嘌呤物质的主要来源是麦芽和辅料，特别是麦芽中麦皮物质和胚芽中的嘌呤物质的含量较高，在糖化过程中逐渐被浸出，公司在实验过程中发现在糖化和发酵过程中通过活性炭的吸附是降低啤酒中嘌呤物质主要的方向。  
1.材料和方法
1.1 主要试剂
     腺嘌呤、鸟嘌呤、黄嘌呤、次黄嘌呤标准样品（美国Sigma），磷酸、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾（优级纯），高氯酸、氢氧化钾、高纯水。
1.2主要仪器
     Agilent 液相色谱仪（UV检测器）、
    PH计DELTA-320、
    电子分析天平AL204（0.001g）、
     恒温水浴锅
1.3样品消化条件
     10mL除气完全啤酒或麦汁于25ml的具塞比色管中(含有酵母的样品需要过滤去除酵母），加入10ml70％的高氯酸溶液，加塞后，立即置于100℃沸水浴中，在100℃下水解1小时，然后冰水浴迅速冷却。
    用10N的氢氧化钾溶液调整PH到9.0以上，再用稀磷酸调整到PH8.5，然后用滤纸过滤，并在过滤过程中用蒸馏水洗涤残渣，滤液定容到50ml，再以0.45μm针式过滤头过滤。滤液冰冻后，委托县检测中心用AGILENT  液相色谱仪进行分析。
2.结果和分析
2.1糖化过程中活性炭的选择
试验了在糖化过程中使用特殊吸附剂可以去除麦汁的嘌呤物质。在使用不脱皮的麦芽小试过程中，公司对使用吸附剂吸附麦汁中的嘌呤物质做了研究分析。通过使用不同规格活性炭（80目、100目、120目、300目），在不同温度，不同作用时间，不同的使用数量分析了其对麦汁中的嘌呤物质的吸附效果，发现100目的活性炭，0.5％的比例，作用温度50℃，作用时间30分钟对麦汁中嘌呤的吸附已经能够达到85％以上。结果见表1

选择使用100目的活性炭，研究了不同添加量、不同温度和不同处理时间对嘌呤物质的影响，结果见图1、图2和图3。
图1  添加量对嘌呤物质吸附率的影响
图2 吸附温度对嘌呤物质去取率的影响
图3  吸附时间对嘌呤物质去取率的影响
通过以上的试验结果中可以看出，选择100目的食品级H3PO4活化木质活性炭，添加量在0.4%，添加温度在40～45℃蛋白休止期间，吸附时间在20min以上，嘌呤物质的吸附效果最明显。
2.2发酵过程中吸附剂的选择
     研究了在使用不脱皮壳的麦芽生产的发酵液，在发酵冷贮过程中添加不同添加量的活性炭对嘌呤物质、苦味值和色度的影响，结果见图4。
图4   发酵过程活性炭添加量对嘌呤物质的影响
从试验结果看，活性炭是多能吸附剂，所以在嘌呤物质的吸附过程中，同时也有色素和苦味值的吸附，在活性炭达到0.3%以上的添加量时，色度和苦味值出现明显下降，所以我们在发酵过程中选择添加量为0.2%的活性炭，同时在糖化工艺上只添加压泡酒花，在后期过滤过程添加酒花制品补充需要的苦味值。
2.4低嘌呤啤酒中试试验结果
在中试试验中选择了脱皮壳和脱胚芽的麦芽，糖化过程中选择在45℃添加0.4%的食品级活性炭，吸附40min,煮沸过程中使用玉米糖浆作为辅料，辅料比40%，生产14°P的冷麦汁；发酵采用11℃发酵，13℃双乙酰还原，主发酵结束排完酵母后，添加0.2%的活性炭再次吸附，高浓稀释到8°P和9°P的清酒，分析生产过程中的嘌呤物质含量，见表2，对比普通千岛湖啤酒和日本KIRIN公司的发泡酒的嘌呤物质含量，结果见表3。 

表3  低嘌呤啤酒与其他啤酒的嘌呤物质含量对比
从结果可以看出，通过脱皮壳和脱胚芽生产的麦汁比普通麦芽生产的麦汁低100mg/l，通过糖化吸附嘌呤物质去除率达到70%，添加玉米糖浆后，嘌呤物质有明显上升；发酵过程中啤酒酵母能够利用35%左右的嘌呤物质，通过发酵过程中的活性炭再次吸附，嘌呤物质再次降低75%，最终生产的8°P啤酒，嘌呤物质含量在8.2mg/l，远远低于普通淡色啤酒的54.2mg/l。
在浙江市场上，与公司中档啤酒、主要竟品酒进行了对比品评调研，认为酒体协调，口味清爽，透明度和清亮度高，入口无明显涩味，无异杂味，得到较高的认可度，结果见图5。

    图5 低嘌呤啤酒口味品评对比结果
3.结论
3.1  选择了脱皮壳和脱胚芽的麦芽，糖化过程中选择在45℃添加0.4%的食品级活性炭，吸附40min,煮沸过程中使用玉米糖浆作为辅料，辅料比提高到40%，发酵过程中在倒罐过程中添加0.2%的活性炭，保温7天后，高浓稀释生产的8°P啤酒嘌呤物质含量＜10mg/l，符合低嘌呤啤酒要求。
3.2  生产低嘌呤啤酒中要特别注意选择适宜的活性炭非常重要，选择氯化锌作为活化剂生产的活性炭，由于氯离子偏高，在高温情况下会对锅体、添加罐和发酵罐等不锈钢材料产生腐蚀，所以必须选用其他工艺生产的木质活性炭。
3.3  在北方市场进行口味调研时，接受度并不高，原因是低嘌呤啤酒口味清淡，有较明显淡水感，主要原因是活性炭在吸附嘌呤物质的同时也会吸附部分多酚和葎草酮类物质，影响口味的醇厚度，造成口味寡淡，所以在北方生产低嘌呤啤酒需要在过滤过程中补充部分酒花多酚物质或酒花添加到过滤过程中，来提高口味醇厚度。

文章来源: 作者：杭州千岛湖啤酒有限公司 吕吉鸿 贺子福