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摘 要

提高麦芽糖化率是降低啤酒成本的关键，酶法预处理是提高麦芽糖化率研究的热点，本论文主要研究纤维素酶、漆酶和二者复合酶对麦芽糖化的作用并初步研究其糖化率提高的机制。首先，通过纤维素酶、漆酶和二者复合酶对麦芽预处理后，发现纤维素酶和二者复合酶的预处理可以显著提升麦芽糖化率，而漆酶预处理对麦芽糖化率提高不明显。其次，对预处理后的麦芽糖化渣进行组分分析，发现纤维素酶和二者复合酶预处理的糖化渣纤维素组分下降显著，说明麦芽糖化率提升的主要原因是纤维素水解释放了糖。最后，对糖化渣进行了理化结构分析，发现漆酶预处理后的糖化渣结构变得更为松散，但对实际糖化率的提升帮助不大。通过本论文的研究，可为酶法提升麦芽糖化率的研究及工艺优化提供理论及技术支持。

关键词：麦芽、纤维素酶、漆酶、糖化、理化结构

Abstract：Enzymatic pretreatment is a hotspot in improving the saccharification rate of malt which is the key to reducing beer cost . This paper mainly studies the effects of cellulase, laccase and their complex enzymes on the saccharification of malt and preliminarily studies the mechanism of their increasing saccharification rate. Firstly, the pretreatment of malt with cellulase, laccase and their complex enzymes showed that the pretreatment of cellulase and their complex enzymes could significantly increase the maltose saccharification rate, while laccase pretreatment did not significantly improve the maltose saccharification rate. Secondly, the components of maltose residue pretreated with cellulase and their complex enzymes were analyzed. It was found that the cellulose components of maltose residue pretreated with cellulase and their complex enzymes decreased significantly, suggesting that the main reason for the increase of maltose saccharification rate was the release of sugar by cellulose hydrolysis. Finally, the physicochemical structure of saccharification residue was analyzed. It was found that the structure of saccharification residue after laccase pretreatment became more loose, but it did not help to improve the actual saccharification rate. The research in this paper can provide theoretical and technical support for enzymatic improvement of maltose saccharification rate and process optimization.

Keywords：malt; cellulose; laccase; saccharification; physical and chemical structure

目 录

1. 前言 7

1.1 研究背景 7

1.2 研究目的和主要内容 7

1.2.1 研究目的 7

1.2.2 主要内容 8

1.3 研究路线 8

2. 实验材料与方法 9

2.1 实验原料 9

2.2 实验试剂 9

2.3 实验器材 9

2.4 研究方法 9

2.4.1 糖化方法 9

2.4.2 麦汁中还原糖测定方法——DNS法 10

2.4.3 麦汁中总糖测定方法——硫酸苯酚法 11

2.4.4 糖度测定方法 11

2.4.5 残渣中纤维素含量检测法^[11] 12

2.4.6 残渣中酸不可溶性木质素（AIL）、酸可溶性木质素（ASL）与灰分的检测 12

2.4.7 红外检测 13

2.4.8 扫描电镜检测 13

3. 结果与分析 14

3.1 不同酶处理对麦汁中糖份的影响研究 14

3.1.1 糖度 14

3.1.2 还原糖 14

3.1.3 总糖 15

3.1.4 小结 15

3.2 残渣组分分析 15

3.2.1 纤维素 15

3.2.2 木质素 16

3.2.3 小结 16

3.3 残渣理化结构分析 16

3.3.1 红外光谱分析 16

3.3.2 环境扫描电镜分析 18

3.3.3 小结 18

4. 结论与展望 19

4.1结论 19

4.2展望 19

5. 致谢 20

参考文献 21

前言

研究背景

随着人口的日益增多、环境污染等多重因素，有效耕地面积正在逐年减少。为了避免“与人争粮”的局面，很多啤酒企业开始改进工艺，通过添加辅料的方式减少对部分粮食的依赖，同时降低生产成本，然而辅料的添加在一定程度上会影响糖化效率。因此，二十世纪六零年代，随着酶学的发展，许多学者通过在糖化前利用酶进行预处理以提高糖化效率^[1]。

六零年代初，无锡轻工业学院用麸曲浸出液通过糖化的方法，让大米辅料比提升至50%至60%；一九六八年，上海啤酒厂等通过淀粉酶液化工序，将大米辅料提升至40%至48%；一九七三年，黑龙江轻工研究所同哈尔滨啤酒厂进行合作，成功用20%的大麦、27%的大米和53%的麦芽酿造出了啤酒；一九七四年，轻工部食品发酵研究所、北京发酵研究所、北京啤酒厂等进行合作，用多种酶制剂协同糖化，成功用50%的大麦、25%的大米和25%的麦芽酿造出了啤酒^[1]。

由此可见，适当添加酶制剂，对协助、调解水解酶体系，改善麦汁的产率和质量是有辅助功能的。通常的啤酒酿造过程中所使用的麦芽都是经过发芽、除根等工序处理，一般干物质要损失10%左右，且糖化往往并不彻底，糖化残渣中仍然含有大量的纤维素和半纤维素等物质。因此，本实验通过利用纤维素酶（Cellulase）、漆酶（Laccase）及复合酶（Cel Lac）对麦芽预处理，将麦芽中的纤维素水解为可以用来进行发酵的糖^[2]，从而大幅度提高糖化效率，增加麦汁的产量，最终降低了生产成本^[3]，降低受原料品质和原料供应不足的风险，对于啤酒生产具有重要意义。

研究目的和主要内容

研究目的

本实验利用纤维素酶、漆酶及二者复合酶对麦芽预处理^{[4, 5]}，观察所得数据，推断总结结论，从而进一步证实其对麦芽糖化率的作用，并探讨糖化率变化的机制及可能性影响因素。

主要内容

（1）酶对麦芽糖化率的作用研究

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