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《扬州大学》 2018年
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脉冲电场提高啤酒麦芽淀粉酶活力研究

李超群  
【摘要】:麦芽是生产啤酒的主要原料,其品质对啤酒生产、质量和成本有重要的影响。由于我国啤酒用大麦的某些性质尤其是酶活力、溶解度和过滤性能等较差,我国大约五成的啤酒麦芽依靠进口。国产啤酒麦芽品质亟待提高。脉冲电场和Ca~(2+)处理是调节植物体内的生理变化,促进植物生长发育的有效手段。本文以啤酒产业需求广泛的大麦麦芽为研究对象,在制麦过程中采用脉冲电场(PEF)及PEF联合Ca~(2+)处理萌动大麦,了解PEF对大麦发芽指标及麦芽理化性质的影响。以麦芽淀粉酶活力增长效果为考察指标,优化PEF和Ca~(2+)处理的工艺条件,对其作用机理进行初步研究。主要的研究结果如下:(1)PEF处理有利于提高大麦萌发活力。经3kV、6kV、9kV、12kV和15kV处理后,萌发大麦的8个宏观指标和6个微观指标与对照组比较均有显著差异(P0.05),尤其是发芽势、根长、β-葡聚糖酶活力、α-淀粉酶活力和β-淀粉酶活力提高的幅度最为明显,分别为38.96%、43.33%、21.46%、26.48%和23.57%。对14项指标进行主成分分析,结果表明当电压为9kV和12kV时,脉冲电场对大麦萌发的促进效果最好。(2)PEF处理提高麦芽α-淀粉酶活力条件优化。脉冲电压、脉冲频率、脉冲宽度和物料停留时间四个因素对麦芽α-淀粉酶活力增长率均有显著影响(P0.05),响应曲面法优化得到的回归方程具有高度的相关性(R2=0.9859),最佳工艺条件为:电压8 kV,脉冲频率500 Hz,脉冲宽度8μs,物料停留时间14 min,与未处理相比,此条件下制得的麦芽α-淀粉酶活力和糖化力分别提高29.26%和10.54%。(3)PEF联合Ca~(2+)处理麦芽淀粉酶活力增长率高于单独PEF处理和Ca~(2+)处理。Ca~(2+)处理方式分为Ca~(2+)培养液和Ca~(2+)浸种两种。PEF结合Ca~(2+)培养液提高α-淀粉酶活力最佳工艺条件为:Ca~(2+)浓度60 mg/L、电压8 kV,物料停留时间14 min,脉冲频率500 Hz,脉冲宽度8 μs,此时,与未处理相比,α-淀粉酶活力和糖化力分别提高了 44.17%和20.65%。PEF结合Ca~(2+)浸种提高麦芽α-淀粉酶活力最佳工艺条件为:Ca~(2+)浓度80 mg/L、电压10 kV,物料停留时间12 min,脉冲频率500Hz,脉冲宽度7μs,此时,与未处理相比,α-淀粉酶活力和糖化力分别提高了 54.02%和12.65%。PEF结合Ca~(2+)浸种提高麦芽β-淀粉酶活力最佳工艺条件为:Ca~(2+)浓度80 mg/L、电压10 kV,物料停留时间14 min,脉冲频率600 Hz,脉冲宽度8μs,此时,与未处理相比,β-淀粉酶活力和糖化力分别提高了 34.82%和28.44%。(4)PEF和Ca~(2+)能诱导大麦Amy6-4基因表达。经PEF联合Ca~(2+)处理后,萌发大麦的根和芽的RNA产率最大提高51.59%和42.71%,大幅提高麦芽根组织中编码α-淀粉酶的Amy6-4基因的表达。在脉冲电压为8 kV、脉冲频率为500 Hz、脉冲宽度为8μs、停留时间为14min的脉冲电场处理下,芽组织中Amy6-4基因表达量显著提高(P0.05)。
【学位授予单位】:扬州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TS262.5

【参考文献】
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