摘 要：酶制剂在啤酒生产中的应用较为广泛，酶制剂的使用，能降低啤酒生产成本，在液化、糖化、啤酒澄清、防腐以及防止老化过程中应用效果明显。该文详细介绍了啤酒生产环节使用的酶制剂及其应用原理。

酶是由活细胞产生的具有特定催化作用的蛋白质，又称生物催化剂。酶制剂是应用一定的方法，将酶从细胞中提取出来，加工成一定规格的制剂。本文介绍酶制剂在啤酒生产中的应用及其原理。  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。大麦发芽成麦芽后，会产生各种水解酶类。借助麦芽自身产生的各种水解酶，将麦芽及辅料中的淀粉和蛋白质等高分子化合物分解成可溶性小分子，如糖类、糊精、氨基酸、短肽等。

啤酒生产中添加辅料，可降低生产成本，提高麦汁收率，调整麦汁成分稳定及改善啤酒风味。淀粉质辅料的用量一般是20%～30%，在外加酶制剂作用下，可提高到70%～80%。外加酶制剂可补充麦芽酶系的不足，与麦芽中的各种水解酶共同作用将原料中的大分子水解成可被微生物直接利用的小分子物质。添加酶制剂以后，麦汁的最终发酵度均在72%以上，使啤酒发酵度能够高于70%[1]。

1 辅料淀粉液化

在高温条件下，淀粉易吸水膨涨，结构变得松散，水分子进入淀粉分子间隙并与淀粉结合形成胶状，这一过程为糊化。淀粉原料的液化一般选用a-淀粉酶。a-淀粉酶是一种内切酶，能随机水解淀粉、可溶性糊精及低聚糖中的a-1，4葡萄糖苷键。α-淀粉酶分为3种：高温型淀粉酶，最适温度为95～100℃；中温型淀粉酶，最适温度70～90℃；低温型淀粉酶，最适温度为30～45℃。在糊化过程中，一般加入中、高温型淀粉酶，淀粉酶易和松散的淀粉分子结合并水解淀粉，使淀粉糊化和液化交替进行，相互促进，淀粉液化成可溶于水的糊精、低聚糖、麦芽糖以及葡萄糖[2]。 

2 糖化

糖化在糖化锅中进行，辅料的糊化醪（液化）和麦芽中淀粉受到麦芽中水解酶及外加酶制剂作用，形成以麦芽糖为主的可发酵性糖。这一过程添加的酶有：β-淀粉酶、糖化酶、支链淀粉酶、半纤维素酶等。 

2.1 β-淀粉酶 β-淀粉酶是外切酶，作用于a-1，4糖苷键，从淀粉或低聚糖非还性末端开始，每次切下一个麦芽糖单位。作用于直链淀粉，产物是麦芽糖；作用于支链淀粉，产物是麦芽糖及β-极限糊精。在啤酒酿造中，β-淀粉酶的使用可提高麦芽的糖化力，改进麦汁糖分的组成，进而改善啤酒的挥发性香气的组分。 

2.2 糖化酶 糖化酶是一种外切型淀粉酶，能水解淀粉、低聚糖以及极限糊精的a-1，4糖苷键、a-1，6糖苷键与a-1，3糖苷键。因此，理论上讲，糖化酶可将淀粉100%转变成葡萄糖。麦芽中糖化酶的含量或外加糖化酶都可使麦芽汁和啤酒中极限糊精的含量减少，提高麦芽汁的发酵能力，也能降低啤酒中糖的含量，而酿造出低糖啤酒。因此，糖化酶在淀粉彻底降解中必不可少。 

2.3 支链淀粉酶 支链淀粉酶主要有两类：一类是来源于植物，称为极限糊精酶或R-酶，另一类来源于微生物，称为普鲁兰酶。支链淀粉酶能水解支链淀粉和极限糊精中的a-1，6糖苷键，配合α-淀粉酶使用，能有效提高麦汁的发酵度。

2.4 半纤维素酶 半纤维素为几种不同类型的单糖构成的杂多聚糖。半纤维素存在于麦芽及淀粉质辅料的皮壳中，且亲水性强，是造成麦芽汁过滤困难的主要原因。麦芽自身所含的半纤维素酶少，活力低，原料皮壳中只有部分半纤维素被水解。糖化过程中，添加半纤维素酶，可有效水解皮壳中的半纤维素，变成可被水解为可发酵性糖，降低皮壳持水性，提高麦芽汁过滤效率并且提高麦汁收得率。 

3 啤酒澄清

啤酒在贮存过程中，由于环境条件的作用，如光照、氧气、震动等，会产生浑浊、沉淀等现象[3]。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。 

3.1 木瓜蛋白酶 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[4-5]。 

3.2 生姜蛋白酶 生姜蛋白酶是一种硫醇蛋白酶，最适温度为60℃。生姜蛋白酶将酒中大分子蛋白质和蛋白类色素等物质分解为稳定性高的多肽、氨基酸等物质，提高澄清度。啤酒中含有的少量蛋白质类色素分子，另外还有部分色素与蛋白质结合，使啤酒呈现出颜色。生姜蛋白酶能有效去除蛋白质以及蛋白质类色素，使色度下降。生姜蛋白酶处理啤酒，不仅能提高啤酒的澄清度和色度，而且能较长时间保持澄清效果及各项指标的稳定性[6]。

3.3 中性蛋白酶 中性蛋白酶水解蛋白质为多肽和a-氨基酸，最适pH6.5～7.5、温度45～55℃。啤酒酿造过程的糖化阶段，添加中性蛋白酶有利于增加麦芽汁中α-氨基酸态氮含量、降低麦汁浊度，改善麦汁质量，提高麦汁的稳定性[7]。 

4 防止啤酒老化

啤酒风味的老化是氧自由基（O2—）及由其引起的一系列氧化还原反应所造成的。啤酒生产过程中，形成了大量风味老化物质的前体，如氨基酸、脂肪酸等，这些物质在啤酒贮存过程中因氧自由基的直接氧化而发生氧化和降解，产生羰基化合物和挥发性醛类化合物，这些化合物是造成啤酒老化味的主要来源[8]。另一方面，氧也是引起啤酒老化的一个重要原因。4.1 超氧化物歧化酶 在啤酒酿造过程中的自氧化和酶催化的氧化反应可产生超氧阴离子自由基O2—[9]。氧自由基易引起啤酒风味的老化。超氧化物歧化酶催化O2—形成为H2O2和O2。H2O2可由H2O2酶水解成H2O和O2。因此，SOD和H2O2酶协同作用，可消除啤酒中的O2—，并将O2—转变成无毒的H2O和O2，防止啤酒老化。在糖化过程中，麦芽SOD酶活力渐渐减弱，对麦汁的保护作用逐渐下降。添加外源SOD后，可有效地提高麦汁的内源性抗氧化[10]。

4.2 葡萄糖氧化酶 高温杀菌时，酒液中含有的溶解氧及瓶颈空气的气态氧，引起啤酒强烈氧化，产生老化味。添加葡萄糖氧化酶，在酒液中残余糖存在的情况下，与氧作用生成葡萄糖酸内酯而消耗溶解氧；可去除啤酒中的溶解氧以及瓶颈的气态氧，防止啤酒的氧化变质。葡萄糖酸内酯较稳定，对啤酒的质量及风味无副作用[11]。 

5 啤酒防腐保鲜—溶菌酶 

溶菌酶作用于革兰氏阳性菌细胞胞壁的N-乙酰胞壁酸与N-脱氢基葡萄糖之间β-1，4糖苷键，从而破坏细菌细胞壁使细菌溶解死亡；但对啤酒酵母不起作用[12]。溶菌酶可应用于啤酒生产的发酵期、包装啤酒、鲜啤、生啤、纯生啤等方面。由于添加量少，作用效果好，是一种有效的防腐保鲜方法。

6 结语

啤酒生产过程中，麦芽中含有的水解酶对原料的液化、糖化有一定效果，添加酶制剂能补充麦芽水解酶的不足，提高辅料的比例，提高出汁率，提高啤酒的发酵度，进而降低生产成本。另外，酶制剂在啤酒澄清、防止啤酒老化以及啤酒防腐保鲜上的应用效果显著，可有效改善啤酒的质量，提高啤酒的稳定性，保持啤酒的风味。随着酶制剂的广泛应用及发酵技术的不断创新，新型的酶制剂及酶应用的新工艺在啤酒工业上将有更为广阔的应用前景，进而推动啤酒工业的不断发展。