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He-Ne激光辐照对啤酒大麦麦芽品质的影响
发布日期:2017-12-25  来源:应用激光   浏览次数:52
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大麦是酿造啤酒的重要原料,麦芽品质与啤酒的风味及稳定性密切相关。其中,麦芽的糖化力作为籽粒中淀粉转化为可发酵产物的度量指标通常用来预测麦芽和啤酒品质。研究表明,麦芽的糖化力与β-淀粉酶活性显著正相关[1],因此,β-淀粉酶活性可以作为评判某一品种大麦可否作为优质啤酒原料的重要依据;在啤酒的酿造过程中,蛋白质含量及α-氨基酸含量的高低也与啤酒的品质有关[2-3]。蛋白质含量对大麦的制麦工艺、麦芽的糖化、啤酒的发酵以及成品啤酒的泡沫、香味、生物稳定性等指标都有很大影响;啤酒中含有多种氨基酸,其含量对啤酒发酵过程中风味物质的形成有重要的作用,在多种氨基酸中,α-氨基酸占氨基酸总量的绝大部分,其含量在发酵过程中变化不大,α-氨基氮为α-氨基酸分子上的氨基氮,通常我们可以通过的α-氨基氮的含量表示α-氨基酸的总量。
激光作为一种技术已在遗传育种、生物刺激等方面得到广泛研究和应用。一定剂量的He-Ne激光辐射可提高向日葵种子萌发过程中淀粉酶及蛋白酶活性[4],促进小麦种子萌发及幼苗生长,增强机体的抗逆性,诱导同工酶酶谱的改变[5-7],诱导产生高产淀粉酶突变菌株[8]等。但He-Ne激光对啤酒大麦品质的研究少见报道(以上参考见-同工酶一文)。本文研究了不同强度的He-Ne激光辐照对啤酒大麦麦芽中β-淀粉酶活性、蛋白质含量、α-氨基氮含量及丙二醛含量的影响,旨在探讨He - Ne激光辐射对麦芽品质的影响,筛选出能够提高麦芽品质的He-Ne激光强度,从而为He - Ne激光应用于提高啤酒大麦品质提供基础。
1 材料与方法
1.1材料
供试材料为“临啤2号”大麦(Hordeum vulgare L.)品种,种子由山西省农业科学院小麦研究所大麦课题组提供。
1.2 方法
1.2.1种子培养
选取籽粒饱满且大小一致的大麦种子,用1%次氯酸钠溶液浸泡15 min,蒸馏水反复冲洗数次。15℃,蒸馏水中浸泡8 h [9]。将种子播种在铺有双层纱布的培养皿中,每皿50粒,每处理设3个重复。
1.2.2处理设置
本实验设对照组(CK),He-Ne激光处理组(T)。He-Ne辐射处理使用波长为632.8 nm, 功率为5mW/mm2的大功率He-Ne激光生物辐照仪(南京激光仪器厂), 辐射时间分别为30s (T30)、60s (T60)、90s (T90)、120s (T120) 和150s (T150),激光处理在夜间进行,以排除杂光影响。辐照后将种子置于培养箱中暗培养(17℃,空气相对湿度95% 以上)至种子露白,以不经He-Ne激光辐射的种子为对照。
1.2.3 麦芽相关生理的测定
对大麦种子暗培养36-48h,观察种子,露白后,小心剥取处理组和对照组麦芽,分别对麦芽中以下指标进行测定。可溶性蛋白质含量测定采用考马斯亮蓝法G-250法[10],α-氨基氮含量测定采用茚三酮比色法[11],β-淀粉酶活性测定采用DNS(3,5-二硝基水杨酸)比色法[12],丙二醛含量测定采用硫代巴比妥酸法[12]。
1.3 数据处理
以上数据均为平均值±SD(n=3)。差异显著性分析采用SPSS17.0软件One-Way ANOVA。
2 结果与分析
2.1不同强度He-Ne激光辐照对麦芽中可溶性蛋白含量的影响
用30s-90s He-Ne激光处理均较对照提高了麦芽中可溶性蛋白质的含量。由表1可知,随着辐照时间的增加,麦芽中的可溶性蛋白含量呈现先增加后减小的趋势。在辐射时间为60s时,麦芽中的可溶性蛋白含量达最高值,是对照的231.4%;辐照时间超过90s,蛋白质含量骤降,但仍高于对照,为对照的223.4%;当辐射强度为120s和150s时,可溶性蛋白含量小于CK组,分别为对照的99.3%及95.2%。由此可知:对大麦种子进行适当时长的He - Ne激光辐射会影响麦芽中的可溶性蛋白含量,继而影响到大麦啤酒的品质。
表1 He-Ne激光对麦芽中蛋白质含量的影响
样品 CK 30s 60s 90s 120s 150s
样品蛋白含量mg/g 68.44
±D 134.00±C 158.4±A 152.9±B 68.00
±D 65.1
±E
样品蛋白含量(%) 6.84 13.40 15.84 15.29 6.80 6.51
2.2 He-Ne激光辐照对麦芽中β-淀粉酶活性的影响
He-Ne激光辐射影响了麦芽中β-淀粉酶活性。当辐照时间为30s和60s时(图2),β-淀粉酶活性较对照分别提高44.7%及12.5%,随着辐射时间增加,β-淀粉酶活性均低于对照,其中,辐射150s最大程度地抑制了其活性,较对照降低35.4%。
表2 He-Ne激光对麦芽β-淀粉酶活性的影响
处理 CK 30s 60s 90s 120s 150s
β-淀粉酶活力[mg/(g·min)] 210.9±2.51C 305.1±A 237.3±B 206.9±C
154.9±D 136.2±2.51E
2.3 He-Ne激光辐照对麦芽中α-氨基氮的影响
对各处理组麦芽中的α-氨基氮分析(表3)可知,在不同时间激光辐照下,α-氨基氮含量呈现降低-增加-降低的趋势。在辐射时间为90s时,α-氨基氮含量最高,高于对照22.4%,而其它时间的激光辐照均降低了α-氨基氮含量。
 
 
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