摘要：

采用基于電子自旋共振（ESR）的方法評估糖化和甜麥汁過程中的自由基形成水平。該方法包括向麥汁中添加5%（體積/體積）的乙醇以及自旋捕獲劑α-4-吡啶基-1-氧化物-N-叔丁基硝酮（POBN），隨后在麥汁有氧加熱過程中監測POBN自旋加合物的形成速率。乙醇的存在使得自旋捕獲方法對于檢測羥基自由基和烷氧基自由基等高活性自由基更具選擇性和靈敏度。在糖化過程早期階段收集的麥汁樣品比后期階段收集的樣品顯示出更高的自旋加合物形成速率。通過測量麥汁加熱過程中的耗氧速率，證實了早期麥汁樣品的氧化穩定性較低。向麥汁樣品中添加Fe(II)增加了自旋加合物的形成速率，而在糖化過程中添加Fe(II)對麥汁樣品的氧化穩定性沒有影響。對甜麥汁樣品中鐵含量的分析表明，糖化過程中添加的鐵對麥汁中的鐵含量沒有影響。糖化早期步驟的適度溫度允許內源麥芽酶保持活性。通過測量麥汁樣品中自旋加合物的形成速率，測試了不同氧化還原活性酶在糖化過程中潛在的抗氧化效果。令人驚訝的是，高劑量的過氧化氫酶導致自由基形成的初始速率顯著降低了20%，而超氧化物歧化酶對氧化速率沒有影響。這表明過氧化氫和超氧化物并非甜麥汁有氧氧化過程中發生的氧化反應的唯一中間體。

引言

啤酒的儲存穩定性常常受到氧化反應的影響，這些反應損害其風味和膠體穩定性。啤酒中的一些微量成分，如過渡金屬、亞硫酸鹽和抗壞血酸，對氧化現象有顯著影響。這些微量成分在最終啤酒中的含量和存在是原材料和啤酒釀造過程所有單獨步驟的綜合結果。仔細控制釀造過程可以在一定程度上控制這些重要化合物的含量。然而，實現完全控制，從而獲得定義明確且可重現的最終啤酒氧化穩定性，幾乎是不可能的。

糖化作為啤酒釀造初始步驟之一，其條件可能有利于影響最終啤酒質量的氧化反應。粉碎麥芽與水的物理混合以及持續攪拌可以有效地將大氣中的氧氣引入醪液。適度的溫度（從35°C到約75°C）確保了氧氣具有相當大的溶解度。此外，糖化過程中的適度溫度對于許多酶促反應是最佳的。糖化過程中多不飽和脂質酶促氧化的產物已被證明對最終啤酒的質量具有重要影響。

啤酒中氧化機制的分析已通過自旋捕獲技術和電子自旋共振（ESR）光譜檢測自由基成功進行。該技術已被用于研究不同因素（如金屬、酚類化合物和美拉德化合物）對啤酒穩定性的影響。此外，觀察到自由基形成存在一個滯后期，滯后期長度與啤酒的風味穩定性（保質期）相關，這使得該方法成為預測啤酒穩定性的有力工具。

已有一些研究報告使用自旋捕獲技術研究不同類型麥汁中的氧化反應。盡管麥汁中的自由基形成進行時沒有滯后期，但與啤酒相比，ESR可檢測到的自旋加合物的形成速率通常較低。Franz和Back發現，添加乙醇可以增強麥汁中自旋加合物的形成速率。在本研究中，ESR方法被用于檢查在糖化過程不同步驟取樣得到的甜麥汁的氧化穩定性，并研究活性氧物種在氧化機制中的作用。

實驗方法

糖化：采用經修改的國會糖化法進行糖化。使用MA-001糖化裝置（Lg-automatic ApS,Frederiksvaerk,Denmark）。精細研磨、充分溶解的麥芽（丹麥麥芽集團，Vordingborg，丹麥）（100克）在46°C下與200毫升去離子水混合糖化30分鐘，然后溫度升至70°C（每分鐘升溫1°C）并保持25分鐘。當溫度達到70°C時，向醪液中加入100毫升去離子水。在70°C下保持60分鐘（糖化休止），然后將醪液冷卻至室溫（圖1）。為確保所有樣品的干物質含量相同，每個燒杯通過添加去離子水調整至相同的重量450.0克。隨后將醪液通過開放式折疊濾紙（#597 1/2，Whatman,Schleicher&Schnell,Dassel,Germany）過濾，甜麥汁樣品在過濾后立即冷凍。在糖化程序結束前收集的麥汁樣品，在過濾前也通過向燒杯中添加去離子水將總重量調整至450克。所有樣品在冷凍前進行了白利糖度（Brix%）測量。