孫軍勇，張明，陳柳，潘賀鵬，丁意，陸健*

1(江南大學，工業(yè)生物技術教育部重點實驗室，江蘇 無錫，214122) 2(江南大學，糧食發(fā)酵工藝與技術國家工程實驗室，江蘇 無錫，214122) 3(江南大學 生物工程學院，江蘇 無錫，214122) 4(江蘇省農(nóng)墾麥芽有限公司，江蘇 鹽城，224300) 5(華潤雪花啤酒(上海)有限公司，上海，200949)

大麥麥芽非淀粉多糖的含量和分子質(zhì)量與其協(xié)定麥汁過濾速度的關系

孫軍勇1,2,3，張明4，陳柳5，潘賀鵬4，丁意3，陸健1,2,3*

1(江南大學，工業(yè)生物技術教育部重點實驗室，江蘇 無錫，214122) 2(江南大學，糧食發(fā)酵工藝與技術國家工程實驗室，江蘇 無錫，214122) 3(江南大學 生物工程學院，江蘇 無錫，214122) 4(江蘇省農(nóng)墾麥芽有限公司，江蘇 鹽城，224300) 5(華潤雪花啤酒(上海)有限公司，上海，200949)

以17個大麥麥芽樣品為研究對象，采用協(xié)定糖化法分析了麥汁中與麥芽過濾速度相關的指標。Pearson相關性分析表明，過濾速度與黏度極顯著負相關，與總阿拉伯木聚糖含量顯著負相關；黏度與總阿拉伯木聚糖含量極顯著正相關，與麥汁中的總β-葡聚糖含量顯著正相關。β-葡聚糖和阿拉伯木聚糖分別用75%飽和度的硫酸銨和80%的乙醇沉淀后，采用凝膠過濾色譜法進一步分析了分子量大于1 000 kDa、500～1 000 kDa、50～500 kDa及小于50 kDa的4個分子量段β-葡聚糖和阿拉伯木聚糖的含量，相關性分析結(jié)果表明，分子量大于50 kDa的阿拉伯木聚糖含量與過濾速度極顯著負相關，與黏度極顯著正相關；分子量大于1 000 kDa的β-葡聚糖含量與黏度極顯著正相關，與總β-葡聚糖含量和總阿拉伯木聚糖含量相比，顯著性水平和相關系數(shù)均有較大提高，是造成協(xié)定麥汁黏度高和過濾速度慢的重要因素。

大麥麥芽；過濾速度；非淀粉多糖；分子量；黏度

大麥麥芽的非淀粉多糖主要指β-(1→3，1→4)葡聚糖(簡稱β-葡聚糖，β-glucan，BG)和阿拉伯木聚糖(Arabinoxylan，AX)，它們是大麥胚乳細胞壁的主要組成部分，分別占大麥干重的3%～5%和6%～10%[1]。β-葡聚糖和阿拉伯木聚糖的含量對于啤酒生產(chǎn)過程有重要影響。長久以來，β-葡聚糖一直被認為是麥汁和啤酒過濾過程中堵塞過濾介質(zhì)的主要物質(zhì)，降低糖化收率并引起啤酒的非生物混濁[2]，很多麥芽和啤酒公司將β-葡聚糖含量作為一個關鍵控制的指標；近十幾年的研究證明[3-4]，阿拉伯木聚糖也具有與β-葡聚糖類似的作用，而且在麥汁和啤酒中的含量要高得多，但目前國內(nèi)外對大麥麥芽中阿拉伯木聚糖的研究相對較少。

大麥麥芽協(xié)定麥汁的過濾速度是釀酒師最為重視的指標之一[5]，其決定了啤酒生產(chǎn)過程的效率，研究過濾速度的影響因素一直是啤酒行業(yè)研究熱點。有研究者提出[3,6]，過濾速度與β-葡聚糖和阿拉伯木聚糖的總量關系不大，而與它們的分子量大小關系更為密切。目前，在國內(nèi)的啤酒生產(chǎn)和研究中，β-葡聚糖和阿拉伯木聚糖的檢測都是測定其總量。在國外，DERVILLY[4]和IRAKLI[6]分別對不同分子量的阿拉伯木聚糖和β-葡聚糖的分子結(jié)構(gòu)差異進行了研究，THOMAS[2]研究了制麥工藝參數(shù)和部分糖化工藝參數(shù)對阿拉伯木聚糖和β-葡聚糖分子量大小的影響，而不同分子量的β-葡聚糖和阿拉伯木聚糖的含量與其協(xié)定麥汁過濾速度關系的研究未見報道。

本課題以國內(nèi)啤酒行業(yè)常用的11個品種大麥麥芽(共17個樣品)為研究對象，研究了硫酸銨和乙醇沉淀麥汁中非淀粉多糖的特性，并采用凝膠過濾色譜法測定了大麥麥芽中不同分子量的β-葡聚糖、阿拉伯木聚糖的含量，通過相關性分析以明確大麥麥芽中不同分子量的非淀粉多糖的含量與過濾速度的關系，為進一步消除其對啤酒生產(chǎn)的不利影響提供理論指導。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 實驗材料

表1 研究中用到的大麥麥芽的信息

注：以上大麥品種均為二棱大麥。

1.1.2 試劑與設備

β-葡聚糖標準品，Megazyme公司；阿拉伯木聚糖標準品、剛果紅，Sigma公司；Blue Dextran 2000，上海西寶生物科技有限公司；凝膠柱填料Sepharose CL-6B，玻璃柱XK26/100，美國GE公司，分子量標準品DXT760K，DXT500K，DXT123K，DXT55K，DXT21K，American Polymer Standards Corporation；間苯三酚，沃凱公司；木糖、三羥甲基氨基甲烷(Tris)、蒽酮、濃H2SO4、NaCl、(NH4)2SO4、無水乙醇、冰醋酸、濃HCl、葡萄糖等，國藥集團化學試劑有公司。

EBC麥芽標準粉碎機，北京德之杰公司；YQ-PJ-8B型自動糖化器，輕工業(yè)部西安輕機所光電公司；UV-2100型紫外可見分光光度計，尤尼柯(上海)儀器有限公司；HAAKE落球式黏度計，美國賽默飛世爾科技公司；H1850R型臺式高速冷凍離心機，長沙湘儀離心機儀器有限公司；BT100恒流泵，保定蘭格恒流泵有限公司；BSZ-100自動部分收集器，上海青浦滬西儀器廠。

1.2 實驗方法

1.2.1 大麥麥芽協(xié)定糖化法(Congress Mash)

按輕工行業(yè)標準《QB/T 1686—2008啤酒麥芽》[7]中6.4.4.1中的方法制備。

1.2.2 大麥麥芽常規(guī)理化指標的測定

按文獻[7]中的方法進行。

1.2.3 過濾速度和黏度的測定

過濾速度以協(xié)定糖化中30 min內(nèi)濾出的麥汁體積(V30 min)表示；黏度采用HAAKE落球式黏度計按參考文獻[8]中的方法進行。

1.2.4 β-葡聚糖含量的測定方法——剛果紅分光光度比色法

采用歐洲啤酒釀造協(xié)會(European Brewery Convention，EBC)的標準分析方法[9]中最新收錄的方法4.16.3進行。本方法測定的是分子量大于10 kDa的高分子量部分[10]。

顯色劑：24.228 g Tris溶于800 mL蒸餾水中，用濃HCl調(diào)至pH 8.0，將0.100 g剛果紅溶解于緩沖液中，用蒸餾水定容至1 L。標準曲線的繪制：將大麥β-葡聚糖標準品配制成0～500 mg/L的標準溶液，按照上述方法分別測定吸光度值，繪制標準曲線。樣品的測定：取樣品0.4 mL置于試管中，對照加入0.4 mL蒸餾水，然后給各管加入6 mL剛果紅試劑，室溫下準確反應30min，測定550 nm下的吸光度值。

1.2.5 阿拉伯木聚糖含量的測定——Douglas法[11]

顯色劑：1 g間苯三酚，用5 mL無水乙醇溶解，再依次加入110 mL冰醋酸、1 mL 17.5 g/L的葡萄糖、2 mL濃HCl，搖勻，現(xiàn)配現(xiàn)用。標準曲線的繪制：將木糖標準品配制成20～200 mg/L的標準溶液，按照上述方法分別測定吸光度值，繪制標準曲線。麥汁樣品的測定：取樣品溶液0.1 mL，加入1.9 mL蒸餾水，置于具塞刻度試管中，對照加入2 mL蒸餾水，然后給各管加入10 mL間苯三酚顯色劑，振蕩均勻后于沸水浴中準確反應25 min，冷卻至室溫，于552 nm下比色。

1.2.6 麥汁中非淀粉多糖的沉淀

1.2.6.1 不同飽和度的硫酸銨沉淀非淀粉多糖

在16支具塞刻度試管中分別加入5 mL麥汁，根據(jù)文獻[12]加入硫酸銨粉末，加塞振蕩使其充分溶解，使硫酸銨的飽和度分別為20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%。將各刻度試管放4℃冰箱靜置過夜，10 000×g離心30 min，棄上清液，沉淀用5 mL蒸餾水復溶，得到沉淀后的非淀粉多糖溶液。用前述的1.2.4剛果紅法和1.2.5Douglas法分別測定β-葡聚糖和阿拉伯木聚糖的含量。

1.2.6.2 不同體積分數(shù)的乙醇沉淀非淀粉多糖

分別取5 mL麥汁加入到具塞刻度試管中，加入不同體積的乙醇與麥汁混勻，使乙醇的體積分數(shù)分別為20%、30%、40%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%，4 ℃冰箱過夜，10 000×g離心30 min，棄去上清，加5 mL蒸餾水復溶，得到沉淀后的非淀粉多糖溶液，用前述的1.2.4剛果紅法和1.2.5Douglas法分別測定β-葡聚糖和阿拉伯木聚糖的含量。

1.2.7 麥汁中不同分子量段的非淀粉多糖含量的測定——凝膠過濾色譜法

1.2.7.1 凝膠過濾色譜柱的校準[13-14]

填料為Sepharose CL-6B，柱子尺寸為100 cm×2.6 cm，填料高度為90 cm。流動相為0.05 mol/L NaCl；流速為100 mL/h；分子量標準品上樣濃度為500 mg/L；上樣量為8 mL。使用自動部分收集器收集洗脫液，每6 min收集1管，采用蒽酮-硫酸法[15]測定每管洗脫液中的總糖含量，確定每個分子量標準品的出峰時間，根據(jù)出峰時間和流速計算各標準品的有效分配系數(shù)(Kav值)，以Kav值為橫坐標，分子量標準品重均分子量的log值為縱坐標，繪制標準曲線。

1.2.7.2 麥汁中不同分子量段的非淀粉多糖含量的測定[16]

于具塞刻度試管中加入50 mL的協(xié)定麥汁，分別加入一定體積的無水乙醇或者一定量的硫酸銨粉末，混勻，于4℃冰箱過夜，10 000×g離心30 min，離心棄上清，沉淀用一定體積的蒸餾水復溶，過0.45 μm膜，取8 mL上樣于凝膠過濾色譜柱(26 mm×90 mm)，流動相為0.05 mol/L NaCl；流速為100 mL/h；自動部分收集器收集洗脫液，每6 min收集1管。取0.4 mL加入6 mL剛果紅試劑，按照1.2.4剛果紅法測定各管中的β-葡聚糖含量；取2 mL加入10 mL間苯三酚顯色劑，按照1.2.5 Douglas法測定各管中的阿拉伯木聚糖含量。

1.2.8 數(shù)據(jù)的相關性分析

Pearson相關性分析采用SPSS19.0進行。

2 結(jié)果與分析

2.1 硫酸銨和乙醇沉淀麥汁中非淀粉多糖的研究

目前檢測麥汁和啤酒中阿拉伯木聚糖含量的方法主要有氣相色譜法[17-18]，地衣酚鹽酸法[19]，Douglas法(間苯三酚法)[20]等，其中Douglas法與氣相色譜法具有較好的相關性(相關系數(shù)為0.949)[21]，該測定方法較方便、快速，因此采用Douglas法檢測麥汁中的阿拉伯木聚糖含量。但無論是氣相色譜法還是Douglas法，均不是直接測定樣品中阿拉伯木聚糖的含量，而是利用強酸將阿拉伯木聚糖水解成阿拉伯糖和木糖后，再測定2種單糖的含量，通過計算得到阿拉伯木聚糖的含量。由于阿拉伯木聚糖在大麥的發(fā)芽過程中部分被內(nèi)源木聚糖酶水解[1]，因此麥汁中存在著阿拉伯糖和木糖的單體形式，這將導致結(jié)果偏高，已有的文獻[17-18, 20]均存在同樣的問題，因此需要找到一種方法將麥汁中以多糖形式存在的阿拉伯木聚糖分離出來，準確測定阿拉伯木聚糖含量。

硫酸銨[22-23]和乙醇[24-27]均被用來沉淀麥汁和啤酒中的非淀粉多糖，但是不同的文獻中采用硫酸銨的飽和度和乙醇的體積分數(shù)均不同。因此，按照1.2.6中的方法，采用不同飽和度的硫酸銨和不同體積分數(shù)的乙醇沉淀麥汁中的非淀粉多糖，測定沉淀中的β-葡聚糖和阿拉伯木聚糖的含量，以研究它們對大分子非淀粉多糖的沉淀效果。

不同體積分數(shù)的乙醇和不同飽和度的硫酸銨沉淀的阿拉伯木聚糖的含量分別見圖1和圖2。

圖1 不同體積分數(shù)的乙醇沉淀的阿拉伯木聚糖含量Fig.1 Contents of arabinoxylan precipitated by different ethanol concentrations

圖2 不同飽和度的硫酸銨沉淀的阿拉伯木聚糖含量Fig.2 Contents of arabinoxylan precipitated by different levels of ammonium sulfate saturation

從圖1可知，隨著乙醇體積分數(shù)的提高，沉淀中的阿拉伯木聚糖含量逐漸上升，在80%時最高為985 mg/L。而圖2中，90%飽和度的硫酸銨沉淀的阿拉伯木聚糖含量最高為333 mg/L，80%乙醇沉淀出的阿拉伯木聚糖含量是90%飽和度的硫酸銨沉淀的阿拉伯木聚糖含量的5.03倍，所以選擇80%的乙醇沉淀麥汁中的阿拉伯木聚糖，并將其作為總阿拉伯木聚糖(total arabinoxylan，TAX)含量。

圖3 不同體積分數(shù)的乙醇沉淀的β-葡聚糖含量Fig.3 Contents of β-glucan precipitated by different ethanol concentrations

不同飽和度的硫酸銨沉淀的β-葡聚糖的含量分別見圖2和圖4。圖2中，乙醇體積分數(shù)為75%時，沉淀中的β-葡聚糖含量最高為102 mg/L；圖4中，硫酸銨的飽和度為75%時，沉淀中的β-葡聚糖含量最高為107 mg/L。數(shù)據(jù)說明，75%飽和度的硫酸銨沉淀的β-葡聚糖含量比75%的乙醇沉淀的量略高，但差異不大；但75%的乙醇沉淀的阿拉伯木聚糖含量(876 mg/L)是75%飽和度的硫酸銨沉淀的含量(174mg/L)的2.96倍，綜合考慮，選擇75%飽和度的硫酸銨沉淀麥汁中的β-葡聚糖。

圖4 不同飽和度的硫酸銨沉淀的β-葡聚糖含量Fig.4 Contents of β-glucan precipitated by different levels of ammonium sulfate saturation

乙醇沉淀法的主要機理[28]是多糖溶液加入乙醇后，介電常數(shù)降低，多糖溶解度降低從而產(chǎn)生沉淀，這種方法幾乎適用于所有水溶性多糖，但其特異性不高，導致對不同多糖的分離選擇性較差。硫酸銨沉淀法的主要機理[29]是多糖溶液中加入硫酸銨后，兩價離子與水分子產(chǎn)生水合，爭奪多糖表面的水分子，使得多糖非極性基團相互吸引而聚集沉淀。上述沉淀機理的差異可能是造成兩種沉淀方法測得非淀粉多糖含量有差異的原因。

2.2 大麥麥芽常規(guī)理化指標的分析

17個大麥麥芽樣品的常規(guī)理化指標分析結(jié)果見表2，其中進口大麥麥芽9個樣品，國產(chǎn)大麥麥芽8個樣品。

表2 大麥麥芽的常規(guī)理化指標

17個樣品中，國產(chǎn)大麥麥芽的總蛋白和α-氨基氮含量普遍高于進口大麥麥芽，浸出率普遍低于進口大麥麥芽，其他指標差異不大。

2.3 大麥麥芽協(xié)定麥汁與過濾速度相關的指標的分析

17個大麥麥芽樣品與過濾速度相關的5個指標的分析數(shù)據(jù)見表3，統(tǒng)計分析和相關性分析結(jié)果分別見表4和表5。

表3中，17個麥芽樣品β-葡聚糖含量普遍較低，除8號樣外，其他16個樣品的總β-葡聚糖含量均低于國際上建議的控制標準250 mg/L[30]。3#、4#、5#、6#、7#、8#和15#麥芽的過濾速度V30min均小于200 mL，過濾速度偏慢。相對于其他樣品，這7個樣品的總阿拉伯木聚糖和黏度偏高，目前國內(nèi)外還沒有總阿拉伯木聚糖含量的控制標準。

從表4的統(tǒng)計分析可以看出，17個麥芽樣品的總阿拉伯木聚糖含量的平均值為924 mg/L，是總β-葡聚糖含量平均值的5.78倍，并且過濾速度、總阿拉伯木聚糖和總β-葡聚糖的變異系數(shù)較大。表5的相關性分析顯示，過濾速度與總阿拉伯木聚糖含量的相關系數(shù)為-0.572(P<0.05)，與黏度的相關系數(shù)為-0.626(P<0.01)，與總β-葡聚糖含量沒有相關性(P>0.05)，但是黏度與總β-葡聚糖含量顯著相關(P<0.05)，總β-葡聚糖通過影響?zhàn)ざ鹊拇笮￠g接影響過濾速度。

表5中，過濾速度與總阿拉伯木聚糖含量、總β-葡聚糖含量和黏度的顯著性水平和相關系數(shù)均不高，為進一步明確不同分子量非淀粉多糖的影響，將采用凝膠過濾色譜法測定不同分子量段的非淀粉多糖的含量，并進行相關性分析，以明確具體是哪一分子量段的非淀粉多糖影響過濾速度和黏度。

表3 大麥麥芽協(xié)定麥汁與過濾速度相關理化指標的分析

注：*TBG表示采用剛果紅法測定的協(xié)定麥汁中總β-葡聚糖(total β-glucan，TBG)的含量，TAX表示用體積分數(shù)80%的乙醇沉淀的總阿拉伯木聚糖含量。

表4 17個大麥麥芽協(xié)定麥汁與過濾速度相關理化指標的統(tǒng)計分析表

表5 協(xié)定麥汁與過濾速度有關各指標間的相關性分析

注：*表示P<0.05，**表示在P<0.01，***表示P<0.001

2.4 凝膠過濾色譜法測定非淀粉多糖的分子量

2.4.1 標準曲線的制備

按照1.2.7的方法測得標樣Blue Dextran 20、DXT760K、DXT500K、DXT123K、DXT55K和DXT21K的出峰時間分別為96、126、138、168、186、216 min，以Kav值為橫坐標，重均分子量Mw的lg值為縱坐標，得到分子量標準曲線方程為lg(Mw)=-3.213 7Kav+6.3493，R2=0.995 2。

2.4.2 協(xié)定麥汁中不同分子量非淀粉多糖含量的測定

首先采用80%的乙醇沉淀麥汁中的非淀粉多糖，過0.45 μm膜后，取8 mL上樣后的凝膠過濾色譜圖見圖5。

圖5 凝膠過濾色譜法測定協(xié)定麥汁中不同分子量非淀粉多糖的含量Fig.5 Determination of content of different molecular weight non-starch polysaccharide in congress mashby gel filtration charomatography

由圖5可知，利用Douglas法測定分部收集的樣品中的阿拉伯木聚糖含量的OD552值在正常范圍之內(nèi)，而利用剛果紅法檢測β-葡聚糖的OD550值非常低，影響了檢測的準確性。由于采用凝膠過濾色譜法測定非淀粉多糖的分子量時對樣品濃度存在很大的稀釋作用，如果樣品中非淀粉多糖濃度過低，經(jīng)過凝膠過濾色譜柱分離后，柱后分部收集的樣品中難以準確檢測目標物質(zhì)。在制備凝膠過濾色譜柱分子量標準曲線時，所用標準品的上樣濃度為500 mg/L，而表2中的17個麥芽樣品協(xié)定麥汁中總β-葡聚糖的含量均小于500 mg/L，這可能是造成檢測β-葡聚糖的OD550值偏低的原因。

在本文2.1的結(jié)論中，75%飽和度的硫酸銨沉淀中β-葡聚糖含量最高，并且含有較低的阿拉伯木聚糖含量，因此采用75%飽和度的硫酸銨沉淀麥汁中的β-葡聚糖，在復溶時通過少加蒸餾水的辦法來濃縮麥汁中的β-葡聚糖。濃縮5倍前后凝膠過濾色譜圖的效果對比見圖6。

圖6 采用75%飽和度的硫酸銨沉淀濃縮β-葡聚糖的凝膠過濾色譜圖Fig.6 Profile of gel filtration chromatogram of β-glucan before and after precipitation and concentration by 75% saturated ammonium sulfate

圖6的結(jié)果證明，采用75%飽和度的硫酸銨將β-葡聚糖濃縮5倍后的樣品，柱后分部收集的樣品中β-葡聚糖的OD550值達到了正常范圍。

最終，確定檢測麥汁中不同分子量段的2種非淀粉多糖含量的方法為：采用75%飽和度的硫酸銨沉淀麥汁中的β-葡聚糖并濃縮5倍后上樣于凝膠過濾色譜，按照1.2.4剛果紅法測定各管中的β-葡聚糖濃度；采用體積分數(shù)為80%的乙醇沉淀麥汁中的阿拉伯木聚糖，按照1.2.5 Douglas法測定各管中的阿拉伯木聚糖的濃度。

2.5 不同分子量段的非淀粉多糖與大麥麥芽過濾速度和黏度的關系

2.5.1 不同分子量段的阿拉伯木聚糖與大麥麥芽過濾速度和黏度的關系

采用2.4確定的樣品前處理和凝膠過濾色譜法分別測定17個大麥麥芽樣品的協(xié)定麥汁中不同分子量段的β-葡聚糖和阿拉伯木聚糖的含量，以進一步研究非淀粉多糖的分子量大小與過濾速度的關系，檢測結(jié)果見表6，相關性分析結(jié)果見表7。

表6 協(xié)定麥汁中不同分子量段阿拉伯木聚糖的含量

注：a是分子量大于1000 kDa的AX，b是分子量500～1000 kDa的AX，c是分子量50～500 kDa的AX，d是分子量小于50 kDa的AX。

表7 過濾速度和黏度與不同分子量段阿拉伯木聚糖的相關性分析

注：*表示P<0.05，**表示在P<0.01，***表示P<0.001。

由表7可知，分子量大于1 000 kDa、分子量500～1 000 kDa和分子量500～50 kDa的阿拉伯木聚糖含量與過濾速度均顯著相關(P<0.001)，而分子量小于50kDa的阿拉伯木聚糖含量與過濾速度沒有相關性。由表4中可知，總阿拉伯木聚糖含量與過濾速度的相關系數(shù)僅為-0.572(P<0.05)，而經(jīng)過凝膠過濾色譜分離得到的分子量大于50 kDa的3個分子量段的阿拉伯木聚糖含量與過濾速度的相關系數(shù)分別提高到-0.768、-0.710及-0.755，且均為極顯著相關(P<0.001)，顯著性水平和相關系數(shù)均大幅提高，說明總阿拉伯木聚糖中分子量大于50 kDa段的部分是影響協(xié)定麥汁過濾速度和黏度的重要因素。

2.5.2 不同分子量段的β-葡聚糖與大麥麥芽過濾速度和黏度的關系

17種麥芽協(xié)定麥汁中4個分子量段的β-葡聚糖含量見表8，相關性分析結(jié)果見表9。由表9可知，各個分子量段的β-葡聚糖含量和麥汁過濾速度沒有顯著的相關性(P>0.05)，分子量大于1 000 kDa段的β-葡聚糖與黏度極顯著相關(P<0.001)，而表3中總β-葡聚糖含量與黏度只是顯著相關(P<0.05)，并且相關系數(shù)由總β-葡聚糖的0.490提高到分子量大于1 000 kDa段的0.622，顯著性水平和相關系數(shù)均有較大提高。分子量大于1 000 kDa段的β-葡聚糖是影響協(xié)定麥汁黏度的重要因素，其通過影響協(xié)定麥汁的黏度間接影響了過濾速度。

表8 大麥麥芽協(xié)定麥汁中不同分子量段β-葡聚糖的含量

注：e是分子量大于1000 kDa的BG，f是分子量500～1000 kDa的BG，g是分子量50～500 kDa的BG，h是分子量小于50 kDa的BG。

表9 過濾速度和黏度與各分子量段β-葡聚糖含量的相關性分析

注：*表示P<0.05，**表示在P<0.01，***表示P<0.001

3 結(jié)論

(1)乙醇和硫酸銨沉淀麥汁中非淀粉多糖的特性不同。不同飽和度的硫酸銨沉淀的阿拉伯木聚糖含量明顯低于不同體積分數(shù)的乙醇沉淀的阿拉伯木聚糖含量，80%的乙醇沉淀出的阿拉伯木聚糖含量最高，75%飽和度的硫酸銨沉淀的β-葡聚糖含量最高。

(2)通過體積分數(shù)為80%的乙醇沉淀協(xié)定麥汁中的阿拉伯木聚糖，75%飽和度的硫酸銨沉淀協(xié)定麥汁中的β-葡聚糖，采用凝膠過濾色譜可以測定不同分子量段的非淀粉多糖的含量。

(3)17個大麥麥芽樣品的數(shù)據(jù)分析表明，分子量大于50 kDa的阿拉伯木聚糖含量與協(xié)定麥汁的過濾速度和黏度均極顯著相關(P<0.001)，是造成過濾速度慢和黏度高的重要因素；分子量大于1 000 kDa的β-葡聚糖含量與黏度極顯著相關(P<0.01)，與過濾速度沒有相關性(P>0.05)，這部分β-葡聚糖通過影響協(xié)定麥汁黏度從而間接影響了過濾速度。

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Relationship between content and molecular weight of non-starch polysaccharides in barley malt and filtration rate of congress wort

SUN Jun-yong1,2,3, ZHANG Ming4, CHEN Liu5, PAN He-peng4, DING Yi3, LU Jian1,2,3*

1(The Key Laboratory of Industrial Biotechnology, Ministry of Education, School of Biotechnology, Jiangnan University, Wuxi 214122, China) 2(National Engineering Laboratory for Cereal Fermentation Technology, JiangnanUniversity, Wuxi 214122, China) 3(School of Biotechnology, Jiangnan University, Wuxi 214122, China) 4(Jiangsu NongkenMalting Co. Ltd., Yancheng 224300, China) 5(China Resources Snow Brewery(Shanghai) Co. Ltd., Shanghai 200949, China)

Several parameters associated with filtration rate of 17 barley malt samples were analyzed by Congress mash. Pearson correlation analysis showed that the filtration rate was significantly negatively correlated with viscosity and total arabinoxylan content. Viscosity was significantly positively correlated with total arabinoxylan content and total β-glucan content. After precipitation with 75% saturated ammonium sulfate and 80% ethanol respectively, solutions of β-glucan and arabinoxylan were injected to gel filtration chromatography column to analyze the contents of β-glucan and arabinoxylan with molecular weight greater than 1 000 kDa, 500-1 000 kDa, 50-500 kDa and less than 50 kDa. The results showed that, contents of arabinoxylan with molecular weight greater than 50 kDa were highly significantly negatively correlated with filtration rate and significantly positively correlated with viscosity., Content of β-glucan with molecular weight greater than 1 000 kDa were highly significantly positively correlated with viscosity. Compared with the total β-glucan and total arabinoxylan, the level of significance and coefficients of above correlation were greatly improved, which were main contributors to the high viscosity and slow filtration rate.

barley malt; filtration rate; non-starch polysaccharides; molecular weight; viscosity

10.13995/j.cnki.11-1802/ts.201704007

博士研究生(陸健教授為通訊作者，E-mail：jlu@jiangnan.edu.cn)。

江蘇省產(chǎn)學研合作項目(BY2016022-04)；國家高技術發(fā)展(863)計劃(2013AA102109)；高等學校學科創(chuàng)新引智計劃(111計劃)資助項目(111-2-06)；江蘇高校優(yōu)勢學科建設工程資助

2016-09-09，改回日期：2016-10-30