【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ? 木材中纖維素含量達(dá) 50％以上，棉花和麻類等植物纖維主要成分是纖維素，各種植物莖、桿中都含有較多的纖維素 ? 淀粉在植物體內(nèi)作為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)貯存的多糖，纖維素作為構(gòu)成植物體骨架的結(jié)構(gòu)多糖 ? 纖維素由葡萄糖以 β1,4糖苷鍵組成。為線狀結(jié)構(gòu)， 10個(gè)纖維素分子可以平行組成小束，幾十個(gè)小束組成小纖維，再由許多小纖維構(gòu)成一根植物纖維 80 ? 纖維素是分子量很大的多糖， MW可達(dá)幾十萬(wàn)甚至幾百萬(wàn) ? 纖維素在木材中常與半纖維素、木質(zhì)素等物質(zhì)一起存在 ? 纖維素不溶于水，無(wú)還原性，與碘也不起呈色反應(yīng)。 ? 纖維素在高溫高壓下，可以酸水解，水解中間產(chǎn)物有纖維素糊精、纖維六糖、纖維四糖、纖維二糖等，完全水解后可以生成葡萄糖 ? 有些微生物能產(chǎn)生分解纖維素的纖維素酶，如纖維素酶能廣泛應(yīng)用，可以大量利用野生植物和農(nóng)副產(chǎn)品的纖維素，為發(fā)酵工業(yè)開(kāi)辟新的原料來(lái)源，節(jié)約糧食 81 (四 )瓊脂 ? 是 1種半乳糖膠，不溶于冷水，浸泡后吸水膨脹，在熱水中能緩慢溶解 ? 濃度為 1～ 2％的瓊脂溶液冷卻至室溫，能形成凍狀的凝膠 ? 瓊脂不能被微生物利用，可作為微生物培養(yǎng)基的固化劑 ? 主要存在于一些海藻植物中如石花菜 ? 瓊脂的化學(xué)結(jié)構(gòu)主要是由 D半乳糖和 L半乳糖分別以α1,6結(jié)合和 β1,4結(jié)合組成，重合度為 20～ 60 82 (五 )菊糖 ? 菊糖是一種果膠糖，存在于各種植物的根、莖、種子中，尤其在菊科植物如菊芋根、莖中含量較多，因此又稱為菊根粉，是某些植物作為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)貯存的多糖 ? 菊糖由果糖以 β2,1糖苷鍵結(jié)合組成的，大約含有 28～30個(gè)果糖單位 ? 是一種白色無(wú)味的粉末，不溶于水，在熱水中能溶解，冷卻后又能沉淀，與碘不起呈色反應(yīng) ? 能被稀酸水解，有一些霉菌和酵母菌能產(chǎn)生水解菊糖的菊糖酶，發(fā)酵工業(yè)上可利用野生植物菊芋來(lái)制造酒精 83 (六 )半纖維素 ? 半纖維素廣泛存在于各種植物的莖、桿、葉以及殼中 ? 和纖維素一起是細(xì)胞壁的組成成分 ? 木材中半纖維素常與纖維素一起存在，一方面作為植物的支柱物質(zhì)，同時(shí)可以作為植物體的貯存營(yíng)養(yǎng)料 ? 是一些甘露糖膠、半乳糖膠、阿拉伯糖膠及木糖膠的總稱 ? 半纖維素能溶于堿溶液，并能被酸或酶水解，生成己糖及戊糖 ? 發(fā)酵工業(yè)上利用水解所得的己糖制造酒精，戊糖制造飼料酵母 84 (七 )果膠物質(zhì) ? 是糖類物質(zhì)的高分子化合物，存在于各種植物的細(xì)胞壁及細(xì)胞間層中，并大量存在于漿果、果實(shí)及植物的塊莖與塊根內(nèi)，在細(xì)菌的莢膜中也有存在 ? 是原果膠、果膠酸、果膠等幾種物質(zhì)的總稱 ? 原果膠是指在植物體內(nèi)與其他多糖結(jié)合在一起的果膠物質(zhì)，經(jīng)適當(dāng)水解后可以生成果膠 85 ? 指半乳糖醛酸甲酯組成的多糖，能溶于水，并能與適當(dāng)?shù)奶呛退嵝纬赡z，用山楂果作成山楂糕及用蘋(píng)果或其他果子作成的果醬，可以看成是由果膠形成的凝膠 ? 果膠酸由半乳糖醛酸組成，與果膠酸的區(qū)別是不以甲酯的形式存在，而以酸的形式存在，具有酸性，能溶于水并能被鈣離子沉淀。根據(jù)這個(gè)原理可以測(cè)定果膠酸物質(zhì)的含量 ? 山芋中有果膠物質(zhì)存在，用山芋制造白酒及酒精時(shí)，成品會(huì)含有少量的甲醇，主要是由果膠物質(zhì)中的甲酯水解產(chǎn)生 ? 果膠物質(zhì)不溶于酒精，在制造果酒時(shí)易產(chǎn)生渾濁 86 二、蛋白質(zhì) ? 蛋白質(zhì)及其分解產(chǎn)物對(duì)啤酒釀造的影響有多方面，對(duì)啤酒風(fēng)味、泡沫產(chǎn)生和持久、澄清、啤酒穩(wěn)定性都有影響 ? 蛋白質(zhì)分解產(chǎn)物 ── 多肽和氨基酸，對(duì)啤酒酵母的營(yíng)養(yǎng)和繁殖是必需的 ? 蛋白質(zhì)經(jīng)酶分解的產(chǎn)物有 ∶ 高分子、中分子和低分子蛋白質(zhì)，對(duì)啤酒的影響不同。 ? 高分子蛋白質(zhì)在麥汁煮沸時(shí)與單寧結(jié)合而沉淀，是引起啤酒渾濁的主要因素 ? 中分子蛋白質(zhì)一部分在麥汁冷卻或發(fā)酵時(shí)凝結(jié)沉淀，一部分留在啤酒中影響啤酒風(fēng)味的濃醇性和泡沫持久性。也是引起啤酒渾濁的主要原因之一。 87 ? 低分子蛋白質(zhì)主要是氨基酸，是發(fā)酵期間酵母的養(yǎng)料，含量太低，會(huì)造成酵母營(yíng)養(yǎng)不良而提早衰老，但含量過(guò)高也不好 ? 啤酒生產(chǎn)中，從原料的選擇、麥芽制造工藝控制以及糖化、冷卻、過(guò)濾等各工序均把對(duì)蛋白質(zhì)的數(shù)量及其變化的關(guān)系放在十分重要的地位。 ? 蛋白質(zhì)的組成份及其物理、化學(xué)特性和蛋白質(zhì)的分解，成為啤酒生產(chǎn)者必須了解和掌握的基礎(chǔ)知識(shí) ? 講述啤酒生產(chǎn)中有關(guān)蛋白質(zhì)的一些化學(xué)問(wèn)題 ? 蛋白質(zhì)在生產(chǎn)過(guò)程中的變化和作用，在工藝中還會(huì)進(jìn)一步講述 88 (一 )蛋白質(zhì)的化學(xué)組成 ? 蛋白質(zhì)是一類重要的化合物，不僅是構(gòu)成生物體的基本物質(zhì)，還是生命活動(dòng)所依賴的物質(zhì)基礎(chǔ) ? 自然界中一切生物 ── 微生物、植物、動(dòng)物及人體內(nèi)都含有蛋白質(zhì)，酵母干細(xì)胞中含 30～ 75％蛋白質(zhì) ? 生物體各種生命現(xiàn)象和蛋白質(zhì)分不開(kāi) ? 例如，生物體消化、吸收，生物體內(nèi)新陳代謝過(guò)程中各種物質(zhì)的變化和各種酶的作用分不開(kāi)，而各種酶都由蛋白質(zhì)構(gòu)成 ? 大麥的發(fā)芽、酵母的繁殖和發(fā)酵也均和蛋白質(zhì)的變化、酶的作用分不開(kāi) 89 ? 各種微生物、植物和動(dòng)物得到的蛋白質(zhì)進(jìn)行元素分析，普通蛋白質(zhì)元素組成為 ∶ 碳： 50～ 55％ 氫： ～ ％ 氧： 21～ 24％ 氮： 15～ 19％ 硫： ～ ％ 磷 (不是經(jīng)常存在 )： ～ ％ ? 此外，還有微量的鐵、銅、鋅、鈷、鎢等金屬元素 90 ? 一切蛋白質(zhì)均含有氮，且大多數(shù)蛋白質(zhì)含氮百分?jǐn)?shù)在 15～ 19％之間 ? 大麥等蛋白質(zhì)含氮一般以 16％計(jì)，這個(gè)含氮的平均百分?jǐn)?shù)經(jīng)常被用來(lái)作為粗略計(jì)算蛋白質(zhì)的依據(jù) ? 各類原料蛋白質(zhì)系數(shù) =100/16= ? 。當(dāng)我們測(cè)定某物質(zhì)的蛋白質(zhì)氮含量時(shí)，乘以這個(gè) ，就是該物質(zhì)的蛋白質(zhì)量 91 ? 不同物質(zhì)蛋白質(zhì)系數(shù)不一樣，關(guān)于氮 蛋白質(zhì)換算等數(shù) ? pro平均含氮導(dǎo)出的數(shù)值，但食品中含氮比例，因食品種類不同，差別很大 ? 測(cè)定 pro時(shí)，不同食品用不同的換算等數(shù)，手冊(cè)列出部分換稱算等數(shù) (可查 )，蛋 ()，肉 ()，牛乳 ()，稻米 ()，大麥 ()，玉米 ()，小麥 ()，麩皮 ()，面粉()，寫(xiě)報(bào)告時(shí)要注明采用的換算等數(shù)以何物代替。 ? 用原料混合制成的食品，采用占總氮量多的原料為換算等數(shù)，組成成分不明確的食品可采用 ，報(bào)告時(shí)一定要注明所用的換算等數(shù) ? 近年，國(guó)際組織認(rèn)為 ，特別是對(duì)蛋品、肉品及魚(yú)類，貝類等動(dòng)物性食品，根據(jù)以氨基酸組成總量計(jì)算的比 ，目前還在爭(zhēng)論之中，以后很有可能比 要小一些。 ? 最新對(duì) 10個(gè)不同來(lái)源大米蛋白粉氨基酸成分的分析，確定大米蛋白質(zhì)的蛋白系數(shù)為 。經(jīng)驗(yàn)證更符合真實(shí)情況 92 ? 在啤酒釀造中，原料中蛋白質(zhì)水解，按其水解程度可分成四類 ∶ 蛋白質(zhì) ── 月示 ── 胨 ── 肽 ── 氨基酸 └──┼──┘ (現(xiàn)統(tǒng)稱多肽 ) 93 月示 ? 是蛋白質(zhì)水解過(guò)程第一步的中間產(chǎn)物。保留著蛋白質(zhì)的許多性質(zhì) ? 在啤酒中的作用和淀粉分解的中間產(chǎn)物 ── 糊精相似，使啤酒產(chǎn)生濃醇性和適口性及具有泡持性 ? 不是一種單一的物質(zhì)，是蛋白質(zhì)分解一系列中間產(chǎn)物中的一部分，是混合體 ? 和蛋白質(zhì)區(qū)別在于 ∶ 受熱不會(huì)凝固，但遇單寧能沉淀，并能被鹽析出，如飽和硫酸銨溶液 ? 雙縮尿反應(yīng)顏色為紫色 94 胨 ? 是分子量較低的一種蛋白質(zhì)的分解產(chǎn)物，還具有蛋白質(zhì)部分特性 ? 能溶于水，不為熱所凝固，亦不為飽和硫酸銨溶液所沉淀，和雙縮脲反應(yīng)是紅色，遇單寧也能生成沉淀 ? 在啤酒中性質(zhì)和月示相似 95 肽 ? 胨繼續(xù)水解可形成由兩個(gè)及三個(gè)以上的氨基酸組成的肽，稱二肽、三肽、四肽和多肽 ? 這些化合物也如游離氨基酸一樣，自由氨基和羧基性質(zhì)比較明顯，其中大部分可以用甲醛滴定 ? 性質(zhì)更接近氨基酸 96 氨基酸 ? 最終分解產(chǎn)物是氨基酸 (AA) ? 從蛋白質(zhì)的水解產(chǎn)物中找到 AA約有 20種 ? AA是酵母的生長(zhǎng)、繁殖必要的氮素源 ? 在發(fā)酵過(guò)程中， AA中的纈氨酸、亮氨酸和異亮氨酸等分別可轉(zhuǎn)化為異丁醇、異戊醇和活性戊醇等與風(fēng)味有關(guān)的高級(jí)醇。 AA也是啤酒中高級(jí)醇的來(lái)源 97 ? 蛋白質(zhì)中的 AA以酰胺鍵連結(jié)。酰胺鍵可以看成是 1個(gè) AA的氨基與另 1AA的羧基在一定的條件下的脫水縮合 ? 兩個(gè)縮合 AA兩端仍然分別有一個(gè)氨基或羧基，在適當(dāng)?shù)臈l件下仍然可以與第三、第四以及更多的氨基酸縮合起來(lái)，形成一種鏈狀的結(jié)構(gòu) ? 由 AA以酰胺鍵縮合起來(lái)的化合物稱為多肽， AA數(shù)量非常多就是蛋白質(zhì)分子。這種酰胺鍵稱為肽鍵，由很多 AA連接起的鏈狀結(jié)構(gòu)稱肽鏈。參加組成肽鍵的 AA不再是游離 AA，稱為氨基酸殘基 ? 肽鏈中的碳原子以單鍵方式連接起來(lái)，可以旋轉(zhuǎn)，肽鏈可以卷曲成有規(guī)則的螺旋狀或其他形態(tài)。肽鏈的兩端分別有一個(gè)氨基和羧基，分別稱為 N末端和 C末端 98 (二 )氨基酸 ? 來(lái)自生物體蛋白質(zhì)的 AA稱天然 AA。絕大多數(shù)是 L型 AA ? D型和 L型 AA，在光學(xué)旋光性有不同以外，化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)差別不大 ? 從生物體營(yíng)養(yǎng)角度來(lái)說(shuō)，其營(yíng)養(yǎng)作用只有 L型 AA。 (因?yàn)榉纸?AA的酶有專一性，生物體酶只能對(duì) L型起作用 ) ? 一般 D型 AA不能被生物體利用，故認(rèn)為沒(méi)有營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。用化學(xué)合成的 AA往往是 D、 L型的混合型 99 ? 在各種生物體中發(fā)現(xiàn)的 AA種類有二、三百種，有各種不同的生物功能 ? 只有一小部分參與蛋白質(zhì)的組成 ? 在蛋白質(zhì)中經(jīng)常遇見(jiàn)的 AA稱為蛋白質(zhì)常見(jiàn) AA，一共 20種 ? 平時(shí)說(shuō)的氨基酸主要就是指這些氨基酸。按照它們的化學(xué)結(jié)構(gòu)，可以分成 3類 100 脂肪族 AA AA (1)不含其他特殊基團(tuán)的一氨基一羧基 AA∶ 甘氨酸、丙氨酸、纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸 (2)含硫的一氨基一羧基 AA∶ 半胱氨酸、胱氨酸 (可看作是由半胱氨酸構(gòu)成 )、蛋氨酸 (又稱甲硫氨酸 ) (3)含羥基的一氨基一羧基 AA∶ 絲氨酸、蘇氨酸 ∶ 天門(mén)冬氨酸、谷氨酸 ∶ 精氨酸、賴氨酸 101 芳香族 AA ? 苯丙氨酸、酪氨酸 雜環(huán) AA ∶ 脯氨酸、 (羥脯氨酸是由脯氨酸羥化而來(lái) ) ∶ 組氨酸、色氨酸 102 103 氨基酸的兩性電解質(zhì)性質(zhì)及等電點(diǎn) ? AA是一種既呈酸性又呈堿性的化合物。分子中含有羧基，能和羧酸一樣電離出氫離子 (H+)而呈酸性。羧基成為帶負(fù)電荷的基團(tuán) (COO)，氨基能象胺一樣接受氫離子，具有堿性并成為帶正電荷的基團(tuán) (NH3+)。 AA的這種性質(zhì)稱為兩性電解質(zhì)性質(zhì) ? AA在溶液中呈離子狀態(tài)存在，在稀酸溶液中由于 H+濃度較大使 AA羧基解離受抑制，而 AA正好與 H+結(jié)合，因此 AA呈陽(yáng)離子存在 ? 在堿性溶液中， H+與堿的 OH結(jié)合，盡管羧基的解離增大，但沒(méi)有 H+與氨基結(jié)合。因此 AA呈陰離子存在 104 RCHCOOH RCHCOO RCHCOOH NH2 NH3+ +H+ NH3+ 等電點(diǎn)狀態(tài) 帶正電荷狀態(tài) (陽(yáng)離子 ) H+ (在酸性溶液中 AA) RCHCOO NH2 帶負(fù)電荷狀態(tài) (陰離子狀態(tài) ) (在堿性溶液中 AA) 105 ? AA在溶液中呈離子狀態(tài)存在，在溶液中通直流電時(shí)，在電場(chǎng)的作用下，帶電荷的 AA會(huì)在電場(chǎng)中移動(dòng) ? AA帶正電荷時(shí)向陰極移動(dòng)；帶負(fù)電荷向陽(yáng)極移動(dòng) ? 逐漸改變?nèi)芤?pH，使 AA所帶正電荷等于負(fù)電荷，此時(shí)AA既不向陽(yáng)極移動(dòng)，也不向陰極移動(dòng)，這時(shí)溶液的 pH值就表示 AA的等電點(diǎn) ? 由于一氨基一羧基的 AA，其氨基和羧基解離度不相等，羧基解離稍強(qiáng)些，且分子中其他基團(tuán)對(duì)氨基和羧基的解離也有不同的影響。因此各種 AA的等電點(diǎn)不同 ? 一般 AA的等電點(diǎn)值小于 7，堿性 AA的等電點(diǎn)大于 7 106 部分 AA的等電點(diǎn) 名稱 等電點(diǎn) (pH值 ) 名稱 等電點(diǎn) (pH值 ) 甘氨酸 天門(mén)冬氨酸 丙氨酸 谷氨酸 纈氨酸 精氨酸 亮氨酸 賴氨酸 異亮氨酸 苯丙氨酸 絲氨酸 酪氨酸 半胱氨酸 組氨酸 胱氨酸 ～ 脯氨酸 色氨酸 羥脯氨酸 甲硫氨酸 蘇氨酸 107 AA的溶解性質(zhì) ? AA(除胱氨酸、酪氨酸外 )都能溶于水，在酸性或堿性溶