CN106148056A - 一种啤酒腐败菌抑菌剂及其应用 - Google Patents

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    • C12H1/12—Pasteurisation, sterilisation, preservation, purification, clarification, or ageing of alcoholic beverages without precipitation
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Abstract

本发明涉及一种用于啤酒生产过程中使用的抑菌剂及其应用，属于微生物发酵工程技术领域。所述抑菌剂为食品级海带寡糖，分子量为900～1400Da。实验证实，将海带寡糖添加到待啤酒发酵的麦汁中，不抑制啤酒酵母的生长和代谢，能保证啤酒酵母正常进行啤酒发酵；能有效提高啤酒的生物稳定性，进而延长啤酒货架期；在不影响啤酒理化指标和口味的前提下，提高了啤酒的安全性和营养价值。

Description

一种啤酒腐败菌抑菌剂及其应用
技术领域
本发明属于微生物发酵工程技术领域，具体涉及一种用于啤酒生产过程或成品啤酒的抑菌剂及其应用。
背景技术
啤酒一直被认为是一种微生物稳定的饮品，因为其存在一定浓度的乙醇，酒花物质和低pH。然而，一些啤酒腐败菌能够在啤酒中生长繁殖导致啤酒浑浊和风味变差。这些啤酒腐败菌主要包括乳酸菌、醋酸菌，拟杆菌和巨大球菌，其中乳酸短杆菌(Lactobacillusbrevis)是最主要的啤酒腐败菌，一半的啤酒腐败事件是由其引起的。因此，对啤酒腐败菌进行有效的控制非常重要。溶菌酶对啤酒中乳酸菌的抑制效果较强，并且不影响啤酒风味和品质。在啤酒酿造过程中添加zymocins能有效抑制导致啤酒质量恶化和形成不良风味物质的野生酵母。乳酸菌素具有抑菌活性，也有添加到商业啤酒中的研究。当巴氏杀菌不彻底时，乳酸菌素可以有效地抑制使啤酒腐败的短乳杆菌。
目前，将无毒和具有抑菌活性的壳聚糖应用于啤酒生产引起了研究者的广泛兴趣。其中壳聚糖能够抑制L.brevis,L.casei和Pediococcus damnosus的生长和降低这些菌产生的乳酸和双乙酰。然而，只有当啤酒中壳聚糖浓度达到0.5g/L时才能对乳酸菌生长产生抑制，但这个浓度会使啤酒粘度增加。
发明内容
本发明通过在待啤酒发酵的麦汁中或过滤的清酒或稀释的啤酒或成品啤酒中加入海带寡糖抑制啤酒腐败菌，提高啤酒的安全性和质量稳定性。
本发明提供了一种用于啤酒腐败菌的抑菌剂，所述抑菌剂为海带寡糖。
优选的情况下，上述技术方案中所述海带寡糖的分子量为900～1400Da。
本发明的另一目的是提供一种啤酒腐败菌的抑菌剂的应用，具体是所述海带寡糖作为抑菌剂的使用浓度为10～200mg/L。
所述海带寡糖作为抑菌剂使用时，向待啤酒发酵的麦汁中、过滤的清酒中、稀释的啤酒中或成品啤酒添加。
所述海带寡糖作为抑菌剂使用前，先配成浓度为0.1～5g/L的溶液后，再经过121℃、0.1MPa灭菌15～30分钟。
本发明实施例1～4所用的啤酒腐败菌选自下述乳酸菌培养液，具体为下述表1一种：
表1实施例1～4所用的啤酒腐败菌(乳酸菌培养液)种类
1 短乳杆菌(Lactobacillus brevis) LMG 22108；
2 植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum) LMG 22106；
3 类布氏乳杆菌(Lactobacillus parabuchneri) LMG 22103；
4 有害片球菌(Pediococcus damnosus) ATCC 29358T；
乳酸菌培养于MRS培养基，于30℃和180rpm培养12h。MRS培养基(1L)：10.0g蛋白胨，8.0g牛肉膏，4.0g酵母膏，20.0g葡萄糖，2.0g磷酸氢二钾，2.0g柠檬酸氢二铵，5.0g醋酸钠，0.2g硫酸镁，0.04g硫酸锰，1.0g吐温80，pH5.5。
本发明有益效果为：
①海带寡糖作为啤酒抑菌剂，添加到待啤酒发酵的麦汁中，不抑制啤酒酵母的生长和代谢，能保证啤酒酵母正常进行啤酒发酵。
②海带寡糖作为啤酒抑菌剂，能有效提高啤酒的生物稳定性，进而延长啤酒货架期。
③海带寡糖作为啤酒抑菌剂，不会影响啤酒理化指标和口味，提高了啤酒的安全性和营养价值。
具体实施方式
下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。
本发明下述实施例中涉及到的生物材料信息如下：
1.所使用的啤酒酵母(Saccharomyces pastorianus)是一株啤酒工业酿造酵母，来源中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC No.4466。
2.所使用的腐败菌为下述乳酸菌中的一种：短乳杆菌(Lactobacillus brevis)LMG22108；植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)LMG22106；类布氏乳杆菌(Lactobacillus parabuchneri)LMG22103，购于Belgian Coordinated Collections ofMicroorganisms。有害片球菌(Pediococcus damnosus)ATCC29358T，购于American TypeCulture Collection。
培养上述乳酸菌用的培养基为MRS培养基，每1L培养基有：10.0g蛋白胨，8.0g牛肉膏，4.0g酵母膏，20.0g葡萄糖，2.0g磷酸氢二钾，2.0g柠檬酸氢二铵，5.0g醋酸钠，0.2g硫酸镁，0.04g硫酸锰，1.0g吐温80，pH5.5。于121℃灭菌20min。
3.所述海带寡糖为食品级海带寡糖，分子量为900-1400Da，添加的浓度为10～200mg/L。海带寡糖作为抑菌剂使用前，先配成浓度为0.1～5g/L的溶液后，再经过121℃、0.1MPa灭菌15～30分钟。
实施例1
传统的啤酒发酵过程：
向浓度为12.0°P的麦芽汁中，按照1.5×107个细胞/mL的接种量接入啤酒酵母(Saccharomyces pastorianus)，在12℃条件下进行发酵，当双乙酰含量降至0.05mg/L时，降温至0℃，保温15～20天贮酒，经硅藻土过滤，纸板或膜过滤后得到清酒，用无菌脱氧水对清酒进行稀释使啤酒的原麦汁浓度为8～12°P获得稀释啤酒，再经灌装、巴氏杀菌(65℃灭菌30分钟)即制得发酵度80％、总酸1.85mL/100mL、酒精度3.3％(v/v)的成品啤酒。
为了验证海带寡糖的抑菌效果，本申请分别设置了多个实验组，分别是：
对于上述各组，分别取样测定污染菌密度，浊度，色度，pH值，酒精度，风味物质等，具体的测定方法为：
1.污染菌密度测定：采用稀释涂平板法。
取100ul处理过的啤酒，用无菌水适当稀释，涂布于MRS固体平板培养基上，于30℃培养4～5天，进行菌落计数，然后计算抑菌率。
抑菌率＝(未加海带寡糖啤酒的菌落数-添加海带寡糖啤酒的菌落数)/未加海带寡糖啤酒的菌落数*100％
使用的培养基为MRS固体平板培养基，具体的MRS固体平板培养基(1L)的制备方法如下：10.0g蛋白胨，8.0g牛肉膏，4.0g酵母膏，20.0g葡萄糖，2.0g磷酸氢二钾，2.0g柠檬酸氢二铵，5.0g醋酸钠，0.2g硫酸镁，0.04g硫酸锰，1.0g吐温80，15.0琼脂，pH5.5。于121℃灭菌20min。
2.啤酒浊度测定：采用EBC标准方法，浊度单位为EBC。用标准福尔马肼浊度使用液校正浊度计；取20℃除气但未经过滤的啤酒，放入浊度计的标准杯中，用浊度计测定，直接读数。
3.啤酒色度测定：采用分光光度计法，为EBC单位；将除气啤酒样品注入10mm比色皿中，以蒸馏水作空白。用0.5cm光程比色皿在430nm测定其吸光度A430。啤酒色度(E)＝10×1.27×2.65A430-1.2
4.啤酒pH值测定：采用pH计检测。
5.啤酒风味物质和乙醇浓度测定：采用顶空进样-气相色谱法。
(1)萃取条件
试样预先在4℃冰箱冷藏过夜(用于样品解冻，防止常温解冻导致香气物质挥发)。15mL样品瓶中依次加入0.3g/L NaCl、7mL萃取液和转子，用PTFE垫密封，在49℃、250r/min环境下平衡10min，迅速将SPME萃取头穿过密封垫***样品瓶，悬于顶空部分，推出萃取头使其暴露于样品瓶的顶空部分，萃取45min。
(2)气相色谱条件
采用FFAP石英毛细管色谱柱(30m×0.32mm×0.5μm)；色谱柱起始温度为40℃，以6℃/min升至52℃保持5min，并以5℃/min升至200℃，保持5min；载气(N2)：30ml/min，H2：30ml/min，Air:300ml/min；柱前压0.1MPa，进样量1μL。
6.啤酒有机酸和生物胺浓度测定：采用高效液相色谱法。
实施例2
A组实验的检测结果为：对照组的啤酒浊度、色度、总有机酸和总生物胺显著增加，pH、总酯和总高级醇略有降低。在待啤酒发酵的麦汁中添加70-90mg/L海带寡糖(分子量1100～1300Da)可以有效抑制啤酒腐败菌，对实验菌可以达到98～100％抑菌率，啤酒的各项质量指标与正常啤酒无显著差异。
B组实验的检测结果为：对照组的啤酒浊度、色度、总有机酸和总生物胺显著增加，pH、总酯和总高级醇略有降低。在待啤酒发酵的麦汁中添加50mg/L海带寡糖(分子量900～1100Da)可以有效抑制啤酒腐败菌，对实验菌可以达到98～100％抑菌率，啤酒的各项质量指标与正常啤酒无显著差异。
C组实验的检测结果为：对照组的啤酒浊度、色度、总有机酸和总生物胺显著增加，pH、总酯和总高级醇略有降低。在稀释的啤酒中添加200mg/L海带寡糖(分子量1300-1400Da)可以有效抑制啤酒腐败菌，对实验菌可以达到98～100％抑菌率，啤酒的各项质量指标与正常啤酒无显著差异。
实施例3
取华润雪花啤酒(大连)有限公司生产的黑狮啤酒重复上述实验，此啤酒原麦汁浓度9.0°P，酒精度3.6％(v/v)，也可以选择其他麦汁浓度和酒精度的啤酒，例如熟啤酒、生啤酒、鲜啤酒、淡色啤酒、浓色啤酒、黑啤酒、干啤酒、低醇啤酒和小麦啤酒等。
在上述成品酒中加入污染菌和海带寡糖抑菌剂，以加入污染菌、不加海带寡糖抑菌剂的酒为对照，具体如下：
检测结果为：对照组的啤酒浊度、色度、总有机酸和总生物胺显著增加，pH、总酯和总高级醇略有降低。在成品啤酒中添加100mg/L海带寡糖(分子量1200～1400Da)可以有效抑制啤酒腐败菌，对实验菌可以达到98～100％抑菌率，啤酒的各项质量指标与正常啤酒无显著差异。
总之，海带多糖在啤酒发酵过程中的麦芽汁、过滤的清酒、稀释的啤酒中，或者向市售的成品啤酒中都可以加，任何一个步骤中加入都能起到抑菌的效果，海带寡糖的使用能降低啤酒感染杂菌的风险，有效保证啤酒品质。

Claims (6)

1.一种啤酒腐败菌抑菌剂，所述抑菌剂为海带寡糖。
2.根据权利要求1所述的啤酒腐败菌抑菌剂，特征在于，所述海带寡糖的分子量为900～1400Da。
3.如权利要求1所述的啤酒腐败菌抑菌剂的应用，其特征在于，所述海带寡糖作为抑菌剂的使用浓度为10～200mg/L。
4.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述海带寡糖作为抑菌剂使用时，向待啤酒发酵的麦汁中、过滤的清酒中、稀释的啤酒中或成品啤酒添加。
5.根据权利要求1所述的抑菌剂，其特征在于，所述海带寡糖作为抑菌剂使用前，先配成浓度为0.1～5g/L的溶液后，再经过121℃、0.1MPa灭菌15～30分钟。
6.根据权利要求1所述的抑菌剂，其特征在于，所述海带寡糖作为抑菌剂使用时，腐败菌为下述一种：短乳杆菌(Lactobacillus brevis)LMG 22108；植物乳杆菌(Lactobacillusplantarum)LMG 22106；类布氏乳杆菌(Lactobacillus parabuchneri)LMG 22103，有害片球菌(Pediococcus damnosus)ATCC 29358T。
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