麦芽类黑精提取条件的优化及测定方法的建立

兰　静，安家彦，曹　方，王　越，甄兆成

（大连工业大学生物工程学院，辽宁大连　116034）

麦芽类黑精提取条件的优化及测定方法的建立

兰静，安家彦，曹方，王越，甄兆成

（大连工业大学生物工程学院，辽宁大连116034）

研究了麦芽类黑精的提取和测定方法，并分析了麦芽类黑精和色度的相关性。结果表明，麦芽类黑精的优化提取条件为乙醇体积分数80%、料液比1∶10、搅拌转数50r／min和浸提时间3h，回收率为97%。在85和105℃焙焦条件下，类黑精和麦芽色度间呈良好的线性相关性。

麦芽类黑精；色度；回收率

0　引　言

类黑精是指碳水化合物（一般指糖类）与带有自由氨基的含氮化合物（如氨基酸、肽、蛋白质等）之间发生美拉德反应的后期形成的一种棕褐色物质，是一类结构复杂、聚合度不等的高分子聚合物混合体［1］。制麦过程中，麦芽中的淀粉和高分子蛋白质在其自身酶系作用下不断降解，淀粉分解为多种小分子糖，蛋白质分解为小分子氨基酸，两者相互作用，故而生成“类黑精”［2］。类黑精是麦芽色度的主要成分之一［3］，麦芽品质的好坏由多种因素共同决定，其中色度是重要因素之一。我国国标对麦芽色度的有一定要求［4］，色度过深或过浅都会影响麦芽质量，因此在制麦过程中控制合理的类黑精含量对麦芽品质有着重要意义。

类黑精广泛分布在人们的日常饮食（如咖啡、豆豉、食醋、豆酱等）中，由于类黑精的复杂性，即使是最先进的分离和检测手段也不能完全确定类黑精的所有特性。目前，食品类黑精分离分析方法有阴离子交换色谱法和金属离子亲和色谱［5］、毛细管电泳和反相HPLC法等［6］。食品中类黑精提取主要应用水浸提、大孔树脂吸附［7］、有机溶剂提取［8］。师成斌等［9］的方法提取类黑精含有的杂质（淀粉、糖类）较多，误差较大。

目前，制麦行业没有直接提取和分析类黑精的含量，而是采用EBC比色法检测麦芽汁的色度来代替类黑精的测定，结果不够直接和准确。本论文研究了麦芽类黑精的提取和分析方法，并分析麦芽焙焦过程中类黑精和麦芽色度之间的相关性，以期直接用类黑精的定量检测方法来评价麦芽品质。

1　试　验

1.1材料与仪器

澳洲Schooner大麦，大连中粮麦芽有限公司；葡萄糖，甘氨酸。

D－7800型EBC色盘比色计，德国赛多利斯公司；V－5000型分光光度计，上海元析仪器有限公司。

1.2实验方法

1.2.1制麦

1.2.1.1绿麦芽的制备

采用浸四断八［10］的浸麦方式，在温度16℃，相对湿度90%的条件下进行浸麦，浸麦度达到43%～45%时开始发芽，6～8h补一次水并翻麦，待麦芽长到麦粒的2／3处即为绿麦芽，所得样品经除根后立即制备成麦芽汁。

1.2.1.2麦芽汁的制备

绿麦芽内容物浸提［11］：100g绿麦芽与400mL水混合均匀，20℃下浸渍3h，并不断搅拌，过滤，如滤液不清需反复重滤。

1.2.2标准类黑精的制备

测定绿麦芽中还原糖和α－氨基氮含量，方法参照文献［4，11］。取一定量的葡萄糖和甘氨酸，按照绿麦芽中还原糖和α－氨基氮的比例混合，按照凋萎工艺40℃（8h）→50℃（8h）→60℃（2h）→70℃（2h），焙焦温度85℃（2.5h）的焙焦工艺来制得标准类黑精，称重，将其配制成不同浓度的标准类黑精溶液。

1.2.3麦芽中类黑精提取方法

采用四因素四水平的正交条件确定类黑精提取方法，利用回收率检验提取方法的可行性，乙醇体积分数（A）、料液比（B）、搅拌转数（C）和提取时间（D）因素水平表见表1。7000r／min离心10min，取上清液，40℃旋转蒸发至干品，用蒸馏水溶解，3000r／min，离心10min，取上清液，定容到15mL，测吸光值。

表1　因素水平表Tab.1　Factors　and　levels　in　orthogonal　experiments

1.2.4样品加标回收率测定［12］

式中：ρ1为加标试样测定值，mg／mL；ρ2为试样测定值，mg／mL；ρ0为加标量，mg／mL。

1.2.5麦芽汁色度的分析

采用EBC色盘比色计检测麦芽汁的色度。

2　结果与分析

2.1标准类黑精标准曲线的确定

标准类黑精按照不同浓度配制，在最大吸收波长420nm下。测量吸光值A。以类黑精质量浓度为横坐标，A为纵坐标，绘制标准曲线。线性回归方程为Y＝0.1092X＋0.0141，R2＝0.989，回归性良好，可以采用比色法检测类黑精的质量浓度。

2.2样品加标回收率和精密度

向麦芽汁中添加5组不同质量浓度的类黑精标准品，每组做3次平行试验，测定A420，计算样品加标回收率和精密度（RSD）。从表2可以看出，样品回收率为106%～113%，RSD均小于7。

表2　样品加标回收率和精密度Tab.2　Recovery　and　precision　of　sample

2.3麦芽类黑精提取方法的优化

正文试验结果见表3。由表3可以看出，在选定因素的固定范围内，搅拌转数的影响最大，料液比次之，乙醇体积分数和提取时间的影响较小，最佳的工艺条件是用乙醇体积分数80%、料液比1∶15、搅拌转数50r／min、提取时间3h，回收率可达97%。

表3　正交设计试验方案及结果Tab.3　Projects　and　results　of　orthogonal　design

2.4类黑精和麦芽色度的相关性分析

研究表明，麦芽色度主要是受类黑精的影响，类黑精质量浓度的变化直接导致色度的变化［13］。为了分析类黑精和麦芽色度的相关性，按照凋萎工艺排潮后，分别在焙焦温度80和105℃测定麦芽类黑精质量浓度和色度，结果见图1。

图1　类黑精与色度间的相关性Fig.1　The　relationship　between　malt　melanoidins and　chromaticity

由图1的结果可知，在85和105℃条件下，类黑精质量浓度和色度都随焙焦时间的延长而有所增加，表明了麦芽中具有氨基的氨基酸、蛋白质和糖类的羰基在加热的条件下发生了美拉德反应，随着时间的延长，高级美拉德反应阶段形成的众多活性中间体，又可以继续与氨基酸反应，进而生成类黑精［14］，故类黑精和色度都会随时间的延长而增加。

在85和105℃条件下，类黑精和麦芽色度间r分别为0.8939和0.9374，呈良好的线性相关性。表明在制备浅色和深色麦芽过程中，都可以通过检测类黑精来表示麦芽品质。

3　结　论

本试验研究了麦芽类黑精的提取和测定方法，并分析了类黑精和色度相关性。

类黑精标准曲线：y＝0.1092x＋0.0141，R2＝0.989，回归性良好。加标量为样本的1～2倍时，收率为106%～113%，RSD均小于7，精密度良好。麦芽类黑精的提取方法为乙醇体积分数80%、料液比1∶10、搅拌转数50r／min、浸提时间3h，用此方法提取的加标回收率为97%。在焙焦温度85和105℃条件下，类黑精和麦芽色度间r分别为0.8939和0.9374，呈良好的线性相关性。

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Optimizationofextractionanddeterminationofmelanoidins

LANJing，ANJiayan，CAOFang，WANGYue，ZHENZhaocheng
（SchoolofBiologicalEngineering，DalianPolytechnicUniversity，Dalian116034，China）

Theextractionanddeterminationofmelanoidinsfrommaltwerestudied，anditscorrelation withthechromaticitywasanalyzed.Theoptimalextractionconditionofmaltmelanoidinswasas follows：ethanolconcentration80%，ratioofsolidtoliquid＝1∶10，thestirringrate50r／minand exactingtime3h.Inthatcondition，therecoveryratewas97%.Concentrationsofmaltmelanoidins andchromaticityhadagoodlinearcorrelationundertheroastconditionof85and105℃.

maltmelanoidin；chromaticity；recovery

TS261.2

A

1674－1404（2015）02－0101－03

2014－03－11.

兰静（1989－），女，硕士研究生；通信作者：王越（1972－），女，讲师.