快速粘度測定儀在大麥預(yù)發(fā)芽損傷預(yù)測中的應(yīng)用
使用快速粘度測定儀( RVA) 預(yù)測大麥預(yù)發(fā)芽損傷及其影響因素
用于制麥的啤酒大麥,必須表現(xiàn)出較高的發(fā)芽能力,并在長期的運輸和儲存過程中保持高的活力,其5d發(fā)芽率(GE)必須保持在95%以上。氣候變化的極端和不確定性,以及大麥收獲季節(jié)時遭遇雨季或田地較長時間處于潮濕環(huán)境,大麥就會表現(xiàn)出一定程度的預(yù)發(fā)芽,這種預(yù)發(fā)芽肉眼無法識別,發(fā)芽率亦維持原水平,而經(jīng)過后期處理、儲存,特別是遇到高溫高濕,發(fā)芽率就會很快的下降,造成不可挽回的損失。因此需要建立一種快速靈敏預(yù)測大麥預(yù)發(fā)芽程度的方法,合理安排生產(chǎn),盡快制成麥芽,避免損失。
大麥預(yù)發(fā)芽最顯著的特征就是其內(nèi)α-淀粉酶活性增加,目前有很多測量方法,如熒光法(fluorescein dibutyrate,F(xiàn)DB)、去皮法(pearling method)、降落值法(falling number method,F(xiàn)N值)、染色法等。Hocking等人對攪拌值法和降落值法進行了國際實驗室比對試驗,發(fā)現(xiàn)兩種方法的平均結(jié)果之間有高度的相關(guān)性(r=0.99)。攪拌值(stirring number,SN)測試的工作原理與降落值(FV)測試相同。將水/面粉懸浮物混勻并迅速加熱使淀粉糊化,淀粉顆粒溶脹使粘度增加,并使內(nèi)源性的α-淀粉酶得以接觸到淀粉分子。α-淀粉酶是一種內(nèi)源性的酶,它能破壞淀粉分子內(nèi)的1,4-葡萄糖苷鍵,縮短鏈的長度,使淀粉液化。淀粉酶的數(shù)量在萌發(fā)過程中迅速增加。因此,發(fā)芽損傷試樣的熟化粘度遠低于正常試樣。但是通過測定α-淀粉酶活力測量發(fā)芽比較費力且不適于大規(guī)模的樣品分析。而通過RVA則可測量此種粘度損失,RVA值越高說明大麥內(nèi)α-淀粉酶活性越低,反之越高。謝黎虹、陳能等同樣將Brabender方法與RVA方法就大米的糊化做過比較,發(fā)現(xiàn)二者原理、檢測內(nèi)容相似,但RVA所用時間很少且用量少(12.5min,3.0g左右),而Brabender方法用量就很大(1.5h,40.0g左右),且除糊化溫度,二者的其他特征值相關(guān)性非常好。
快速粘度測定儀(rapid visco-analyzer)是一種連續(xù)記錄式旋轉(zhuǎn)粘度計,具有加熱、冷卻和可改變剪切力的能力。由于它能以可控制的方式迅速加熱并冷卻試樣,因此特別適用于測試淀粉質(zhì)產(chǎn)品?赏ㄟ^測定大麥的RVA值,從而判斷其預(yù)發(fā)芽損傷程度,RVA法已經(jīng)成功通過國際實驗室比對試驗而被美國谷物化學(xué)家協(xié)會、國際谷化協(xié)會和澳大利亞皇家化學(xué)會分別批準作為標準方法。此方法在國內(nèi)還未大規(guī)模推廣使用,國內(nèi)已有很多文獻報道關(guān)于不同的因素對大米、小麥等的RVA影響,關(guān)于其對大麥預(yù)發(fā)芽的影響還未見報道。
采購大麥存在一定的預(yù)發(fā)芽風(fēng)險,若在投進倉庫之前對大麥預(yù)發(fā)芽程度沒有一定的評估,在大麥的儲存期間發(fā)芽力的損失通常是S形的(一般是負積累,如突然降低),儲存一段時間后,發(fā)芽力突然降低,儲存過程中的實時監(jiān)控無法確定發(fā)芽力不可接受的損失。這就需要對大麥的預(yù)發(fā)芽確切掌控,本文研究顯示RVA可側(cè)面反映大麥預(yù)發(fā)芽程度,且通過RVA的高低可估計大麥發(fā)芽率降低的速度,RVA越小則說明其內(nèi)酶活越強,則發(fā)芽率降低越快。因此,我們用RVA值來預(yù)測哪些大麥的發(fā)芽率會降低,然后盡快將其制成麥芽,或者通過降溫或干燥的手段來延長儲存期。RVA高低與樣品的儲存條件和儲存期加拿大谷物協(xié)會曾給出一個標準,而且國外的研究也有很多的標準。本文根據(jù)大麥的預(yù)發(fā)芽程度,初步將RVA值分成4類標準:A:SN值<50RVU(嚴重預(yù)發(fā)芽)B:RVASN值在50~100RVU(稍嚴重預(yù)發(fā)芽);C:RVA-SN在100~140RVU(輕微預(yù)發(fā)芽);D:RVA-SN在140RVU以上(正常樣品)。RVA與樣品的差異性變化很大,所以工廠最好應(yīng)建立每種大麥相應(yīng)的RVA標準,便于采購和生產(chǎn)使用。對于儲存的大麥,RVA低的大麥應(yīng)盡早使用。
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