啤酒内源性抗氧化力的形成机制及定向调控研究

如何延缓风味老化，提高啤酒风味稳定性是酿造界亟待解决的重要课题，也是啤酒行业目前面临最重要的挑战之一。虽然影响啤酒风味稳定性的因素众多，但近来的研究日益表明，啤酒的风味稳定性其实是由它本身的内源性抗氧化力所决定的，因此，提高啤酒的内源性抗氧化力则是改善啤酒风味稳定性的关键。本课题针对啤酒内源性抗氧化力的评价、形成机制及途径、关键影响因素和定向调控策略等亟需解决的科学问题，以提高啤酒风味稳定性为研究目标，运用多变量统计分析的方法构建啤酒内源性抗氧化力综合评价指标，辨识啤酒中主体抗氧化物质及影响啤酒内源性抗氧化力的关键因素，揭示啤酒内源性抗氧化力形成机制，通过工艺优化和原料筛选定向调控啤酒内源性抗氧化力的大小，从而改善啤酒风味稳定性。研究结果对于阐明啤酒风味稳定性的形成机理具有重大的理论意义，建立的关键影响因素的筛选机制和内源性抗氧化力的定向调控策略对于指导工厂的实践也将有重大的应用价值。

风味稳定性不仅是啤酒的一项非常重要的质量指标，也是啤酒货架寿命的制约因素。近来的研究日益表明啤酒的风味稳定性其实是由啤酒本身的内源性抗氧化力所决定的，因此，在阐明啤酒内源性抗氧化力、抗氧化物质及其内在关系的基础上，通过原料筛选和工艺调节提高啤酒自身的内源性抗氧力则是延缓啤酒风味老化，提高啤酒风味稳定性的重要措施。项目研究结果表明：. (1) 啤酒内源性抗氧化力的多指标评价会造成评价信息重叠、评价结果不一致，而应用主成分分析法构建的啤酒抗氧化力综合评价指标则可以使得评价结果更加客观、可视化和准确。应用啤酒抗氧化力综合评价指标不仅实现了不同抗氧化力啤酒的唯一排序，而且阐明了啤酒内源性抗氧化力差异的原因。. (2) 美拉德反应产物、SO2和酚类物质对啤酒内源性抗氧化力的贡献不同，酚类物质是啤酒内源性抗氧化力的主要贡献者。所检测的9种酚类物质中，没食子酸、儿茶素和阿魏酸的含量较高。依赖于抗氧化力评价方法，起主要贡献的单酚物质种类和贡献力显著不同，逐步回归分析结果表明啤酒中酚类物质对啤酒的内源性抗氧化力的贡献力在55.0%-88.1%。. (3) 啤酒大麦品种、制麦工艺、糖化工艺和酿造工艺均显著影响抗氧化力。运用主成分分析法筛选出的高抗氧化力大麦品种为甘啤4号、Esterel和武啤1号；优化制麦工艺可以使麦芽的还原力提高6-10%；优化糖化工艺可以使麦汁的DPPH自由基清除活性和ABTS自由基阳离子清除活性分别提高8-10%和6-9%；而适当提高原麦汁浓度和酵母接种量，降低酵母代数和发酵温度，则可以显著提高啤酒的内源性抗氧化力。. (4) 与普通工艺啤酒相比，优化工艺啤酒的DPPH自由基清除活性、ABTS自由基阳离子清除活性和还原力分别提高了20.0%、25.7%和13.9%，说明在不改变常规理化指标的情况下，采用优化工艺显著提高了成品啤酒的风味稳定性。. 本项目研究对于阐明啤酒抗氧化力的形成机制，提高啤酒风味稳定性具有重大的理论意义，建立的抗氧化力评价方法和优化工艺措施对于指导工厂实践也有重大的应用价值。项目共发表科技论文8篇，其中被SCI收录5篇；英文书籍章节2篇；获得授权专利3件；培养硕士研究生两名；获得2013年国家科技进步二等奖（排名第3）和2011年广东省科学技术奖励科技进步一等奖（排名第6）各1项，成果显著。