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啤酒大麦主要品质性状的品种和环境变异研究

汪军妹  
【摘要】: 改善啤酒大麦籽粒和麦芽品质是提高啤酒质量和啤酒工业生产效益的根本途径,同时对于增强国产啤酒大麦市场竞争力和促进我国啤酒大麦生产具有重要意义。麦芽浸出率、糖化力、库尔巴哈值、粘度值、蛋白质和β-葡聚糖含量是衡量啤酒大麦(麦芽)品质的主要指标,而β-葡聚糖酶、β-淀粉酶等一些水解酶类又与上述品质性状密切相关。本文研究了β-葡聚糖和蛋白质含量、β-葡聚糖酶和β-淀粉酶活性的品种和环境变异,并分析了它们与几种主要麦芽品质性状浸出率、库尔巴哈值、糖化力和麦芽粘度值的关系,研究还建立了大麦籽粒蛋白质和β-葡聚糖含量的近红外仪分析技术及其应用模型。主要结果如下: 1.啤酒大麦几个主要麦芽品质性状的品种与环境变异及其相关 采用多年多点试验,研究了我国南方冬大麦区栽培的8个大麦品种在不同生态条件下的主要麦芽品质差异。结果发现:品种间麦芽浸出率的变幅为浙原18的75.69%~港啤1号的78.84%,试点间为泰安点的73.03%~南充点的80.55%;品种间糖化力的变幅为浙皮4号的283.43WK~盐引1号的341.93WK,试点间为南充点的258.19WK~泰安点的368.38WK;品种间库尔巴哈值的变幅为浙原18的34.29%~港啤1号的42.36%,地区间为泰安点的30.00%~南充点的44.75%;品种间粘度值的变幅为单二大麦的1.48cP~浙原18的1.70cP,试点间为杭州的1.48cP~泰安的1.72cP。方差分析表明,除糖化力年份间差异不显著外,其它品质性状的年份、品种和试点效应均为极显著,此外,年份与试点间的互作对糖化力的效应也达显著。四个品质性状变异的环境(试点)效应均大于品种效应,但变异程度不同,浸出率的环境变异最小,糖化力的环境变异最大。相关分析表明,麦芽浸出率与库尔巴哈值呈极显著正相关,与糖化力、麦芽汁粘度呈极显著负相关;糖化力与麦芽汁粘度呈极显著正相关,与库尔巴哈值呈极显著负相关;库尔巴哈与麦芽汁粘度则呈极显著负相关。 2.β-葡聚糖酶活性的品种和环境变异 大麦成熟籽粒中β-葡聚糖酶活性很低,所有供试品种和试点两年总平均为69.26U/kg,变幅为25.77U/kg(港啤1号郑州点,2000年度)~174.99U/kg(浙农大3号南充点,2001年度)。籽粒β-葡聚糖酶活性在品种、试点及年份间存在着显著差异,且品种与环境(年份和试点)的互作效应均 为显著。8 个品种在7 个试点两年种植麦芽的p一葡聚糖酶活性平均为 354.46U/kg,最大变幅为217.64U/kg盐弓1 号郑少点,2001 年度)一 624.olU从g(单一大麦荆州点,2000年度人 品种、试点及年份间的互作 效应均达极显著。但从效应的相对大小而言,以品种为最大,其次为年份, 说明品种对大麦麦芽p一葡聚糖酶活性的影响起有主导作用。 3.p一葡聚糖酶对p一葡聚糖的降解及其与其它麦芽品质性状的相关 籽粒中的p.葡聚糖在制麦芽期间绝大部分被降解,平均降解率达80% 左右,但品种间和试点间存在着一定的差异。麦芽中的p.葡聚糖含量虽 与原麦中p一葡聚糖含量有关,但主要取决干制麦期间降解率的大小,表 明其与p一葡聚糖酶活性的关系更为密切。如秀麦3号的籽粒p一葡聚糖含 量居供试品种之首,但由于其p一葡聚糖酶活性最高,最终麦芽的p.葡聚 糖含量最低:浙原18表现恰好与此相反。相关分析指出,麦芽p.葡聚糖 含量与库尔巴哈值呈负相关,而与粘度呈正相关,增强麦芽p一葡聚糖酶 活性有利于提高库尔巴哈值和降低粘度。 4.D一淀粉酶活性的品种与环境变异及其与其它品质性状的相关 对56个来自不同国家和地区的大麦品种(品系)的p一淀粉酶活性测 定表明,6一淀粉酶活性的变幅为 458.20 U仑—102427 U哈,与蛋白质含量 之间的相关不显著,从中筛选到 6一淀粉酶活性较高(o 950U仑)和蛋白 质灾是较低的(、11.5%)的一l’bM冈刑。多年多点试验中,8个品种在7 个试点两年种植的籽粒D一淀粉酶活性平均为1062.59U屹,最大变幅为 409.liU/g(南充点的秀麦3号,2000年度)一2008.55U/g(山东点的浙原18, 200年度);方差分析表明,p一淀粉酶活性的品种、试点、年份效应及三 者间的互作效应均达极显著,变异的相对效应以年份最大,试点次之,品 种最小,说明环境因素对大麦籽粒p一淀粉酶活性的影响起有主导作用。 相关分析表明,p一淀粉酶活性对啤酒大麦品质有着双重影响,该酶活性 强,有利干提高麦芽糖化力,但同时会导致麦芽汁粘度值增加和浸出率降 低;另外在特定的品种和地区内,p一淀粉酶活性与蛋白质含量呈正相关。 5.啤酒大麦蛋白质和p一葡聚糖含量的近红外分析模型的建立 利用标准凯氏定氮法和酶学法测定的大量试样结果为标样,分别建立 了近红外分析仪测定蛋白质和p一葡聚糖含量的回归模型。模型的应用研 fi g 究表明,蛋白质的预测相关系数达09191,校正标准差为0.5438,化学值 与预测值的散点基本在直线附近,显示出很高的精度和准确性。p一葡聚 糖含量的预测相关系数相对较


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