基于超临界CO_(2)萃取和旋转锥体柱法的啤酒花提取物香气特征比较

目的比较两种冷萃取啤酒花香气提取物的香气特征差异及其物质基础。方法采用超临界CO_(2)萃取和旋转锥体柱(spinning cone column,SCC)法分别制备了酒花提取物,利用风味剖面定量描述分析对比研究两种酒花提取物的香气特征;采用溶剂辅助风味蒸发-气相色谱-嗅闻-质谱法结合香气提取物稀释分析两种提取物中关键香气物质构成。结果超临界CO_(2)萃取的浸膏草药香、木香突出,SCC提取物橘香、果香明显。芳樟醇、β-月桂烯、顺-3-己烯-1-醇为两种酒花提取物的共有关键香气化合物。邻伞花烃、辛酸甲酯、2-壬酮是超临界CO_(2)萃取浸膏的特有关键香气化合物,2-甲基丁醇、卞醇和壬醛为SCC提取物的特征香气物质。超临界CO_(2)萃取擅长提取萜烯化合物,SCC对醇类、酯类、萜烯醇类化合物的富集率较高。结论两种酒花提取物的香气风格特征相差较大,研究结果可为酒花拓展应用研究提供参考。

啤酒中多酚和类黑精及其抗氧化功效研究进展

啤酒是世界上最常见的低酒精度发酵饮料。啤酒中的主要抗氧化物质为多酚和类黑精,这些抗氧化物质的种类和含量受到啤酒原料和酿造工艺的影响。啤酒中的抗氧化物质能够保护机体免受氧化损伤,具有预防心血管和肿瘤疾病、调节肠道菌群和代谢物、抗菌、抗炎等功效。该文对啤酒中的多酚和类黑精成分及其抗氧化功效进行综述,以期对啤酒功能成分研究及新型健康啤酒开发提供参考。

基于气相色谱-质谱联用与偏最小二乘-判别分析的啤酒爽口性评价

目的:建立一种偏最小二乘-判别分析(partial least squares-discrimination analysis,PLS-DA)评价啤酒爽口性的方法。方法:基于顶空固相微萃取(headspace solid-phase microextraction,HS-SPME)结合气相色谱-质谱(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)联用检测啤酒中爽口性相关指标转化为数据矩阵,利用SIMCA-P软件进行PLS-DA。结果:不同爽口性的啤酒在得分图中能够明显区分。根据载荷图显示爽口性较差的样品集DA(1)中敏感特征变量为辛酸乙酯、癸酸乙酯及乙酸异戊酯等酯类化合物。选取50个样本为校准集,建立PLS-DA模型,4个爽口性不同的啤酒样本模型的回归相关系数分别为0.861、0.798、0.765、0.812,样品辨别率为92%。利用建立的PLS-DA模型对27个未知样品进行预测,不同爽口性样品的预测均方根误差分别为0.183、0.321、0.523、0.323,准确识别率为74.07%。结论:HS-SPME-GC-MS结合PLS-DA法是一种简单、快速、有效评价啤酒爽口性的方法。

啤酒中源自酒花α-酸的苦味物质研究进展

提升啤酒风味稳定性是当前啤酒界公认的技术难点与研究热点。贮存过程中啤酒苦味强度的下降、苦感由舒服的苦感向粗糙和后苦的苦感转化,是啤酒风味老化的重要表现。随着分离纯化以及鉴定检测水平的提升,国外同行对可能引起啤酒苦味粗糙与后苦的物质和反应机理进行了系统的研究,取得了突破性的进展。文中对啤酒酿造中源自酒花α酸的苦味物质,尤其是引起啤酒后苦与粗糙的三环和四环异α-酸降解产物的特性及产生机理进行了系统的介绍,旨在提升国内同行对啤酒苦味质量的认知。

基于非靶向风味组学分析3种品牌啤酒的风味差异

通过顶空固相微萃取结合气相色谱-质谱鉴定Lager啤酒中挥发物,并利用主成分分析、偏最小二乘-判别分析(partial least squares-discrimination analysis,PLS-DA)法及随机森林分类(random forest classifier,RFC)法区分3种品牌的Lager啤酒的风味差异。使用二乙烯基苯/碳分子筛/聚二甲基硅氧烷萃取纤维,室温固相微萃取5 min,然后在气相色谱仪进样口解吸,并通过色谱分离进行啤酒挥发物分析。在被鉴定的风味化合物中,辛酸乙酯、癸酸乙酯等是区分Lager啤酒品牌的关键性风味物质。在建立的PLS-DA与RFC模型中上述组分对啤酒风味差异的贡献较大,模型的预测准确度均达到100%,此策略对基于风味的啤酒分类方法的建立起到积极作用。

无醇酵母的筛选及其发酵性能研究

以Saccharomycodes ludwigii酵母TTNA-01为对照,从多株酵母中筛选出1株无醇酵母TTNA-005,通过发酵试验,该酵母在原麦汁浓度7°P时,发酵产生酒精浓度≤0.5%vol,符合无醇啤酒的要求。并通过DOE试验对TTNA-01、TTNA-05酵母进行发酵工艺优化,根据优化工艺,使用两株酵母分别生产无醇啤酒,没有麦汁味,TTNA-01具有果香味,TTNA-05具有轻微4-VG味,可用于新口味无醇啤酒的生产。

生物质多糖的高效降解与降解酶(系)的精确定制

自然界中多糖类生物质资源十分丰富,然而其复杂的抗降解屏障限制了生物转化的进程.近年来,随着生物质多糖结构的快速解析以及大量多糖降解酶的鉴定研究,针对不同底物结构或产物需求,仿制高效微生物多糖代谢途径,精确定制多糖降解酶系,促进生物质高效转化已成为可能.本文分析中性多糖(纤维素和木聚糖)、碱性多糖(几丁质和壳聚糖)以及酸性多糖(褐藻胶)的精细结构组成与基团性质,总结3类多糖主要降解酶的活性架构特征及其底物精确结合模式.文章还阐述蛋白质工程设计与定制策略,针对酶分子不同功能区的分析,可为酶分子的功能快速设计与改造提供靶点,以获得适宜于工业应用的高效酶分子,此外,根据微生物胞外降解酶系的降解次序与协同关系,可基于应用需求精确定制复杂多糖降解酶系,实现生物质的高效与高值降解转化.

国产高α-酸含量酒花的品质研究

以青岛大花作为对照,研究了高α-酸含量酒花品种马可波罗(Marco Polo)和哥伦布(Columbus)的品质和酿造特点,评价高α-酸含量酒花对青岛大花的替代性。结果表明:马可波罗和哥伦布酒花的α-酸含量高,可降低酒花添加量。合葎草酮含量低,苦感柔和。酒花油组分中里那醇和香叶醇含量高,对啤酒的香气贡献大。总多酚及黄腐酚含量较高,但单位α-酸添加的多酚量不足且抗氧化能力略差,可能对啤酒的非生物稳定性、抗氧化性产生影响。从酿造麦汁指标来看,高α-酸含量酒花的使用可达到预期的苦味质,且异构化率高于青岛大花。采用高α-酸含量酒花配合多酚颗粒酒花使用可以改善麦汁的非生物稳定性和抗氧化能力。

啤酒大麦种子蛋白质组的分级制备及初步分析

大麦种子蛋白主要分为清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白,它们在大麦种子中起到不同的作用,因此对每个组分的研究具有重要的理论和实际意义。根据4种蛋白质组分的溶解性不同,可利用分级提取的方法获得4种组分的蛋白质溶液;进而利用TCA沉淀和TCA-丙酮沉淀法对4种蛋白质进行除杂和浓缩,获得适用于双向电泳的蛋白质提取液。利用SDS-PAGE和双向电泳检测提取效果,发现所得SDS-PAGE凝胶条带清晰,双向电泳图谱分辨率高,蛋白质点清晰;经PDQuest分析,谱图结果显示检测到450个水溶蛋白质点和100个醇溶蛋白质点。大麦种子中各组分蛋白质组的分级提取方法的构建,为后续对各组分蛋白组进行质谱鉴定及功能分析奠定了基础。

乳杆菌S-层蛋白质的多样性及其潜在应用

S层(Surface layer)是存在于细菌及古细菌细胞外由蛋白质或糖蛋白质亚单位组成的单分子层晶格状结构。乳杆菌属中也发现了S-层蛋白质的存在,分子量介于2.5×104至7.1×104之间,是已知最小的一类S-层蛋白质,其蛋白质结构、功能与其他细菌的S-层蛋白质存在较大差异。乳杆菌S-层蛋白质独特的空间结构、自组装功能及细胞壁锚定功能使其在纳米生物技术、活载体疫苗开发、诊断学、新的生物催化剂领域具有很强的应用潜力。本文重点讨论乳杆菌S-层蛋白质的编码基因、蛋白质结构、与宿主菌结合方式及功能的多样性,并论述其潜在的应用前景。

细菌几丁质酶结构、功能及分子设计的研究进展

几丁质是仅次于纤维素的第二大天然多糖,由N-乙酰-D-氨基葡萄糖聚合而成,具有重要的应用价值。自然界中几丁质可被细菌高效降解。细菌可分泌多种几丁质降解酶类,主要分布在GH18家族和GH19家族中。细菌中几丁质降解酶基因存在明显的基因扩增及多结构域组合现象,不同家族、不同作用模式的几丁质酶系协同作用打破复杂的抗降解屏障,完成结晶几丁质的高效降解。因此,深入分析细菌几丁质酶结构与功能,对几丁质高效降解与高值转化应用具有重要意义。本文介绍了细菌几丁质酶的分类、结构特点与催化作用机制;总结了不同细菌胞外几丁质降解酶系的协同降解模式;针对几丁质酶家族分子改造的研究进展,展望了以结构生物信息学及大数据深度学习为基础的蛋白质工程设计策略在今后改造中的作用,为几丁质酶的设计与理性改造提供新的视角与思路。

不同麦芽品种的脂质氧化性能差异分析

研究了不同麦芽品种的脂质氧化相关指标分布特点及性能差异,为优选麦芽,提高啤酒新鲜度提供依据。基于溶液模型,研究确定了单酚物质阿魏酸、儿茶酸、咖啡酸能抑制脂肪氧合酶(lipoxygenase,LOX)的催化作用,金属离子能促进LOX酶作用;随后测定啤酒厂6种常用麦芽品种的11项脂质氧化指标,方差分析显示,不同麦芽品种的反-2-壬烯醛(trans-2-nonenal,T2N)、壬烯醛潜力(nonenal potential,NP)、单酚、金属离子之间存在显著差异;判别分析显示,加麦Copeland、加麦Metcalfe和甘啤在脂质氧化指标上较接近;基于主成分分析,建立脂质氧化综合评价指标,优选出脂质氧化程度低的麦芽。

响应面优化超声辅助法提取拐枣种子中二氢杨梅素的工艺

二氢杨梅素和杨梅素是拐枣种子中的重要成分。通过超声辅助法从拐枣种子中提取二氢杨梅素,采用单因素法考察乙醇体积分数、超声辐照功率、提取温度、液料比和超声辐照时间影响参数的基础上,并选用Box-Behnken响应面设计法分析建立了超声辐照功率、超声辐照时间和液料比的二次多项式模型,优化提取工艺。结果得到超声辅助法提取拐枣种子中二氢杨梅素的最佳工艺参数为:乙醇体积分数为60%、超声辐照功率140 W、超声辐照时间30 min、液料比20.5 mL·g-1,提取温度40℃。在此最佳条件下,二氢杨梅素得率为2.14±0.09 mg·g-1。本提取方法简单快速,效率高,有利于拐枣资源的综合加工利用。

麦芽蛋白溶解度与麦汁高分子蛋白的关系

测定了40个不同麦芽样品的蛋白质含量、可溶性氮、库值及高分子蛋白,并对结果进行了相关性分析。结果表明,麦汁中高分子蛋白的含量与麦芽的蛋白质含量呈显著正相关(r=0.659,P<0.01),表明蛋白质含量高的麦芽制得的麦汁中高分子蛋白的量也高。此外,建立了麦汁中高分子蛋白与库值及蛋白质含量的线性回归方程,依据此方程可根据麦芽的库值及蛋白质含量预测麦汁中的高分子蛋白,为从源头上预测和控制啤酒泡沫提供支持。

高通量筛选技术在酒精饮品生产菌株性能改良中的应用

酿造生产菌株性能是决定酒精饮品品质的关键,利用合适的筛选方法获得理想的生产菌株是提高工业微生物进化进程的重要手段。近年来,随着育种方法的不断发展,包括物理、化学诱变以及基因工程等育种方法都能获得大量的突变或代谢改造菌株,而传统筛选方法却存在工作量大、效率较低等缺陷,难以满足工业化大规模筛选的需求。因此,更为高效的高通量筛选技术越来越多的被应用到酒精饮品生产菌株的筛选中,提高发酵过程中相应工业微生物的生产性能。该文综述了目前基于特征性吸收峰或生物量等检测参数开发的并用于酒精饮品生产菌株筛选的高通量筛选技术,并从酒精饮品风味改良、生产性能提升、降低有害物质产生三个方面对高通量筛选技术的应用进行分析和讨论。

源自酒花β-酸和硬脂酸的苦味物质研究进展

提升啤酒苦味稳定性是提高啤酒风味稳定性的一个重要方面。啤酒中的苦味物质主要源自α-酸、β-酸、硬脂酸。随着分离鉴定和检测技术的发展,国外同行对α-酸、β-酸、硬脂酸及其衍生产物有了更深入的研究。文中对β-酸衍生物(9种)、硬脂酸(51种)进行综述,着重对近10年来最新鉴定出物质的生成机理、阈值及在酿造贮存过程的变化特点进行简介,以提高国内同行对影响啤酒苦味质量的物质基础的认知。

岩藻多糖对肠道屏障的保护作用研究

肠道不仅是人体消化吸收的重要器官,也是维持机体内环境稳态的先天屏障,肠道屏障受损与多种疾病发生发展密切相关。岩藻多糖作为食源性天然产物,具有多种生物学活性。近年来研究发现岩藻多糖通过修复肠黏膜、增强免疫功能、调节肠道菌群等来维护肠道健康。本文主要针对岩藻多糖保护肠道屏障的作用和机制进行综述。

人工神经网络在啤酒行业中的应用

啤酒是一种以水、麦芽、酒花及酵母为原料的复合饮料,受欢迎程度仅次于饮用水及茶饮,成为世界第三大饮品,被誉为“液体面包”,其中富含香气、蛋白质、有机酸及多酚等上万种不同化合物,在其发酵与储存过程中产生丰富的感官质量特征等重要指标。由于原料及酿造工艺的差异使啤酒感官质量的评价变得复杂,传统化学检验方法费时费力且成本较高,导致研究人员无法实时获取数据,因此需要新的检测技术及分析方法提高该领域自动化程度。近些年由于人工神经网络技术的成熟及先进的分析仪器的出现使啤酒中复杂物质的检测变得低成本、高效、准确,这些技术已被应用于啤酒风格及品牌区分、原材料采购、发酵过程、成品储藏、质量控制及消费者感官评价等方面。由于酿酒师对人工神经网络相关概念及知识缺乏清晰认知与研究,同时对模型的正确设计与解释也未能提出有效的理论依据,因此啤酒酿造行业需要更多的涉及采样、特征选择及高级分类算法等技术的研究。

体积排阻色谱法测定啤酒寡糖

啤酒中含有丰富的麦芽寡糖,然而麦芽四糖及以上寡糖的相关研究却很少。采用银离子型体积排色谱,纯水做流动相,示差折光检测,分离且定量检测啤酒中11种麦芽寡糖。啤酒中有近一半的麦芽寡糖是聚合度11及以上的寡糖(DP11)。麦芽二糖(DP2)、麦芽五糖(DP5)、麦芽六糖(DP6)含量较少,原麦汁浓度12度以下啤酒通常低于1g/L。麦芽四糖(DP4)、麦芽七糖(DP7)、麦芽八糖(DP8)、麦芽九糖(DP9),麦芽十糖(DP10)比较接近,含量在1~2g/L之间,且不同啤酒差异不明显。不同啤酒麦芽三糖的含量差异较大,这和酵母的麦芽三糖利用率有关。麦芽二糖~八糖(DP2~DP8)采用绝对定量,麦芽九糖~麦芽十一糖及以上(DP9~11及以上)采用麦芽八糖相对定量。相对标准偏差均小于6%,加标回收率在85%~110%之间,准确、可靠且对环境无害,是啤酒企业监控生产过程的有效手段。

高效木聚糖降解酶系定制的新进展与挑战

木聚糖是植物细胞壁中含量最丰富的非纤维素多糖,大约占陆地生物质资源的20%-35%。不同物种来源的木聚糖结构因取代方式不同而具有广泛的异质性,这对生物质资源向生物燃料和其他高值产品高效转化提出了重大挑战。因此,需要开发由不同类型酶组成的最佳混合物以有效糖化木聚糖类底物。但是针对特定类型的底物设计高效降解酶系十分困难,应考虑底物的类型、底物的组成和物理性质、多糖的聚合度以及不同降解酶组分的生化性质等。本文从不同植物木聚糖的结构异质性与合成复杂性方面展示了其抗降解屏障,同时介绍了木聚糖主链降解酶系及侧链降解酶系的多样性以及协同降解作用,综述了复杂生境中微生物种群产生的混合酶系、降解菌株产生的高效酶系,以及基于特定木聚糖底物改造并定制简化高效的酶系统。随着不同种类木聚糖精细结构和木聚糖降解酶底物特异性的深入研究,针对特定底物类型进行绿色高效木聚糖酶系定制,加速木聚糖类底物的降解,从而实现木质纤维素资源的绿色高值化利用。