《基于脂质代谢的啤酒风味保鲜关键技术开发及应用》

新鲜是保持啤酒典型风格的基础,也是传递给消费者的最直接感官体验。然而随着时间推移,啤酒老化不可避免,因此延缓老化一直被认为是世界性难题,保鲜技术成为世界啤酒企业都追逐的核心竞争力。中国啤酒产量已连续17年世界第一,质量持续提升,但风味保鲜期仅为2-3个月,与国际大品牌有明显差距。该项目在1项国家973计划、2项青岛市科技计划支持下,攻克了啤酒老化主因不明、代谢途径研究匮乏以及控制措施缺失等技术难题,构建了从原料到终端产品的啤酒全生命周期风味保鲜技术体系,保鲜期提高了2个月以上。主要创新点如下:

1、确定了影响啤酒保鲜期的三大类老化指示物质及控制标准,明确了脂质氧化途径的降解产物是最关键的老化物质。分析历年来风味缺陷大数据,随着技术进步,主要风味缺陷集中到三类老化味(纸板味、酱油味和焦糊味)。结合GC-MSMS、LC-MSMS老化分析技术,确定了三大类老化指示物质及对应途径:反-2-壬烯醛T2N(脂质氧化)、3-甲硫基丙醛(Strecker醛降解)及糠醛(美拉德反应)、并建立了相应的控制标准。通过低热低氧的工艺优化和装备创新,3-甲硫基丙醛与糠醛得到了有效控制,但脂质氧化降解产物-T2N过高成为制约啤酒保鲜的关键因素。

2、发现了新的脂质非酶氧化代谢途径,完善了脂质代谢T2N生成途径,奠定了风味保鲜技术的理论基础。首创了亚油酸代谢分析专利技术,解决了脂质代谢途径中间代谢物不稳定、易降解,难以检测的技术难点。采用高灵敏高准确性的13C同位素标记技术及目标代谢组学示踪目标脂质的代谢路径,通过高分辨HPLC-QTOF-MS检测技术,从上百种复杂基体中分离定性并鉴定出5种与T2N生成相关的物质,最终发现了不同于脂肪氧合酶(LOX)酶促氧化的非酶氧化代谢途径。采用非目标性代谢组学和HPLC-QTOF-MS分析技术,发现了影响结合态T2N(NP)形成的10种潜在化合物,最终绘制了完整的脂质氧化代谢途径。

3、创建了从原料到终端产品的啤酒全生命周期的风味保鲜技术体系。建立了脂质氧化麦芽新鲜度(LOI)评价专利技术,形成了低脂质氧化、高新鲜度原料筛选技术;基于LOX酶氧化途径形成了含26项关键点的低LOX制麦技术,LOX活力平均降低了55%;基于T2N、NP的生成途径和影响机理,建立了含23项关键点的低T2N、NP酿造和贮存控制关键技术,NP降低了153%,T2N降低了71%;最终构建了从原料到终端产品的啤酒全生命周期风味保鲜技术体系,新鲜度得分提高了30%,保鲜期提高了2个月以上。

授权发明专利4项,申请发明专利1项,发表论文5篇(其中SCI论文2篇)。4篇获中国酒业协会优秀论文奖,获得国内外同行高度关注。麦芽新鲜度评价及控制技术推广到24家麦芽厂,风味保鲜技术推广到31家啤酒厂,显著提升了啤酒新鲜度和核心竞争力,近三年累积新增销售额38008.8万元,新增利润8797.2万元,新增税收2199.4万元。该项目是啤酒保鲜技术的重大突破,极大地提升了啤酒品质,实现了制麦和啤酒行业有质量的增长,推动了行业技术进步。

成果说明

“基于脂质代谢的啤酒风味保鲜关键技术开发及应用”项目自2015年开始推广,已经应用到全国24家麦芽厂,以及青岛啤酒厂、二厂、三厂、南宁、深圳等31家啤酒厂。该项目实施后,麦芽脂肪氧合酶(LOX)活力降低了55%,啤酒新鲜度得分提高了30%,保鲜期延长了2个月以上,形成了涵盖从原料到终端产品的全生命周期的风味保鲜技术体系,有力推动了制麦及啤酒行业的技术创新及质量提升,大大提升了中国啤酒的产品核心竞争力。

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