摘要：

采用基于电子自旋共振（ESR）的方法评估糖化和甜麦汁过程中的自由基形成水平。该方法包括向麦汁中添加5%（体积/体积）的乙醇以及自旋捕获剂α-4-吡啶基-1-氧化物-N-叔丁基硝酮（POBN），随后在麦汁有氧加热过程中监测POBN自旋加合物的形成速率。乙醇的存在使得自旋捕获方法对于检测羟基自由基和烷氧基自由基等高活性自由基更具选择性和灵敏度。在糖化过程早期阶段收集的麦汁样品比后期阶段收集的样品显示出更高的自旋加合物形成速率。通过测量麦汁加热过程中的耗氧速率，证实了早期麦汁样品的氧化稳定性较低。向麦汁样品中添加Fe(II)增加了自旋加合物的形成速率，而在糖化过程中添加Fe(II)对麦汁样品的氧化稳定性没有影响。对甜麦汁样品中铁含量的分析表明，糖化过程中添加的铁对麦汁中的铁含量没有影响。糖化早期步骤的适度温度允许内源麦芽酶保持活性。通过测量麦汁样品中自旋加合物的形成速率，测试了不同氧化还原活性酶在糖化过程中潜在的抗氧化效果。令人惊讶的是，高剂量的过氧化氢酶导致自由基形成的初始速率显著降低了20%，而超氧化物歧化酶对氧化速率没有影响。这表明过氧化氢和超氧化物并非甜麦汁有氧氧化过程中发生的氧化反应的唯一中间体。

引言

啤酒的储存稳定性常常受到氧化反应的影响，这些反应损害其风味和胶体稳定性。啤酒中的一些微量成分，如过渡金属、亚硫酸盐和抗坏血酸，对氧化现象有显著影响。这些微量成分在最终啤酒中的含量和存在是原材料和啤酒酿造过程所有单独步骤的综合结果。仔细控制酿造过程可以在一定程度上控制这些重要化合物的含量。然而，实现完全控制，从而获得定义明确且可重现的最终啤酒氧化稳定性，几乎是不可能的。

糖化作为啤酒酿造初始步骤之一，其条件可能有利于影响最终啤酒质量的氧化反应。粉碎麦芽与水的物理混合以及持续搅拌可以有效地将大气中的氧气引入醪液。适度的温度（从35°C到约75°C）确保了氧气具有相当大的溶解度。此外，糖化过程中的适度温度对于许多酶促反应是最佳的。糖化过程中多不饱和脂质酶促氧化的产物已被证明对最终啤酒的质量具有重要影响。

啤酒中氧化机制的分析已通过自旋捕获技术和电子自旋共振（ESR）光谱检测自由基成功进行。该技术已被用于研究不同因素（如金属、酚类化合物和美拉德化合物）对啤酒稳定性的影响。此外，观察到自由基形成存在一个滞后期，滞后期长度与啤酒的风味稳定性（保质期）相关，这使得该方法成为预测啤酒稳定性的有力工具。

已有一些研究报告使用自旋捕获技术研究不同类型麦汁中的氧化反应。尽管麦汁中的自由基形成进行时没有滞后期，但与啤酒相比，ESR可检测到的自旋加合物的形成速率通常较低。Franz和Back发现，添加乙醇可以增强麦汁中自旋加合物的形成速率。在本研究中，ESR方法被用于检查在糖化过程不同步骤取样得到的甜麦汁的氧化稳定性，并研究活性氧物种在氧化机制中的作用。

实验方法

糖化：采用经修改的国会糖化法进行糖化。使用MA-001糖化装置（Lg-automatic ApS,Frederiksvaerk,Denmark）。精细研磨、充分溶解的麦芽（丹麦麦芽集团，Vordingborg，丹麦）（100克）在46°C下与200毫升去离子水混合糖化30分钟，然后温度升至70°C（每分钟升温1°C）并保持25分钟。当温度达到70°C时，向醪液中加入100毫升去离子水。在70°C下保持60分钟（糖化休止），然后将醪液冷却至室温（图1）。为确保所有样品的干物质含量相同，每个烧杯通过添加去离子水调整至相同的重量450.0克。随后将醪液通过开放式折叠滤纸（#597 1/2，Whatman,Schleicher&Schnell,Dassel,Germany）过滤，甜麦汁样品在过滤后立即冷冻。在糖化程序结束前收集的麦汁样品，在过滤前也通过向烧杯中添加去离子水将总重量调整至450克。所有样品在冷冻前进行了白利糖度（Brix%）测量。