啤酒工藝-糖化

啤酒生產(chǎn)技術(shù)

第四章麥汁制造

工藝流程第一節(jié)原料、輔料的粉碎一、粉碎的目的與要求1.粉碎的目的

增加了比表面積，糖化時可溶性物質(zhì)容易浸出，有利于酶的作用。2.粉碎的要求

麥芽皮殼應破而不碎，胚乳越碎越好。輔助原料(如大米)粉碎得越細越好，以增加浸出物的收得率。二、麥芽粉碎方法

長期以來，麥芽的粉碎方法只有干法粉碎，上個世紀六十年代才相繼出現(xiàn)了濕法粉碎和回潮干粉碎。上個世紀八十年代初又推出連續(xù)調(diào)濕粉碎。上述四種粉碎法我國均有采用，但中小型企業(yè)仍以干法粉碎為主。麥芽水分應<8％，水分含量太高時不易粉碎，有時只能將麥粒壓扁。1.麥芽的干法粉碎

四輥粉碎機麥芽水分應<8％，水分含量太高時不易粉碎，有時只能將麥粒壓扁。六輥粉碎機五輥粉碎機麥芽在預浸槽中用溫水（20～50℃）浸泡10～20min，使麥芽含水量達到25％～35％，帶水粉碎，粉碎物在均漿槽加入30～40℃糖化水，均漿后用醪泵送至糖化鍋。2.麥芽的濕法粉碎麥芽在很短的時間內(nèi)通入蒸汽或熱水，使麥粒增濕，胚乳水份保持不變，這樣使麥殼有一定柔性，比干法粉碎時容易保持完整，有利于過濾。用濾槽過濾可縮短10％～15％的過濾時間。a.蒸汽回潮b.噴水回潮c.連續(xù)漬濕式粉碎3.麥芽回潮粉碎二、非發(fā)芽谷物粉碎干粉碎要求有較大的粉碎度，有利于糊化、糖化。思考題麥芽粉碎的方法有那些。第二節(jié)糖化原理

一、糖化的基本概念

糖化是指利用麥芽本身所含有的各種水解酶(或外加酶制劑)，在適宜的條件（溫度、pH值、時間等）下，將麥芽和輔助原料中的不溶性高分子物質(zhì)(淀粉、蛋白質(zhì)、半纖維素等)分解成可溶性的低分子物質(zhì)(如糖類、糊精、氨基酸、肽類等)并溶解于水的過程。此過程稱“糖化”由此制得的溶液就是麥汁。麥汁中溶解于水的干物質(zhì)稱為浸出物，麥芽汁中的浸出物含量與原料中所有干物質(zhì)的質(zhì)量比稱為無水浸出率。二、糖化的目的和要求目的將原料和輔助原料中的可溶性物質(zhì)萃取出來，并且創(chuàng)造有利于各種酶作用的條件，使高分子的不溶性物質(zhì)在酶的作用下盡可能多地分解為低分子的可溶性物質(zhì)，制成符合生產(chǎn)要求的麥汁。要求1.淀粉完全被分解（必須分解到碘液不起呈色反應）。2.淀粉不可全部分解為可發(fā)酵糖，要保持部分不發(fā)酵糖，其比例根據(jù)啤酒品種而定。三、糖化時主要酶的作用

淀粉分解酶：α-淀粉酶、β-淀粉酶、界限糊精酶、R-酶、α-葡萄糖苷酶、麥芽糖酶和蔗糖酶等；蛋白分解酶：內(nèi)肽酶、羧肽酶、氨肽酶、二肽酶等；β-葡聚糖分解酶：內(nèi)-β-1，4葡聚糖酶、內(nèi)-β-1，3葡聚糖酶、β-葡聚糖溶解酶等磷酸酶等。四、糖化時主要物質(zhì)的變化(1)淀粉的分解淀粉的分解分為三個彼此連續(xù)進行的過程，即糊化、液化和糖化。(2)蛋白質(zhì)的水解糖化時，蛋白質(zhì)的水解主要是指麥芽中蛋白質(zhì)的水解。蛋白質(zhì)水解很重要，其分解產(chǎn)物影響著啤酒的泡沫、風味和非生物穩(wěn)定性等。糖化時蛋白質(zhì)的水解也稱蛋白質(zhì)休止。(3)β-葡聚糖的分解(4)酸的形成使醪液的pH值下降。(5)多酚類物質(zhì)的變化

五.影響糖化的因素(1)麥芽的質(zhì)量及粉碎度(2)溫度的影響(3)pH的影響實際生產(chǎn)中，多采用加酸調(diào)節(jié)糖化的pH值，以增加各種酶的活性。通常選用磷酸或乳酸調(diào)節(jié)pH值。(4)糖化醪濃度的影響糖化料水比為1：3～4，糊化料水比為1：5～6。

六、糖化方法煮出糖化法其特點是將糖化醪液的一部分，分批地加熱到沸點，然后與其余未煮沸的醪液混合，使全部醪液溫度分階段地升高到不同酶分解所需要的溫度，最后達到糖化終了溫度。根據(jù)醪液的煮沸次數(shù)，煮出糖化法可分為一次、二次和三次煮出糖化法，以及快速煮出法等。浸出糖化法其特點是將全部醪液從一定的溫度開始，緩慢分階段升溫到糖化終了溫度。浸出糖化法需要使用溶解良好的麥芽。應用此法，醪液沒有煮沸階段。1.全麥芽浸出糖化法先利用低溫水30-35℃浸漬麥芽，時間為0.5～1.0h，促進麥芽軟化和酶的活化，然后升溫到50℃左右進行蛋白質(zhì)分解，保持30min，再緩慢升溫到62～63℃，糖化30min左右，然后再升溫至68～70℃，使α-淀粉酶發(fā)揮作用，直到糖化完全(遇碘液不呈藍色反應)，再升溫至76～78℃，終止糖化。2、雙醪煮出糖化法國內(nèi)大多數(shù)啤酒企業(yè)采用雙醪煮出糖化法，輔料、麥芽分別投入糊化鍋、糖化鍋，輔料在糊化鍋內(nèi)糊化、液化和煮沸后兌入糖化鍋，達到所需要得糖化溫度。根據(jù)兌醪次數(shù)分為一次、二次、三次糖化法。這類方法一般添加20～30％的輔料，最多可達40～50％。一次糖化或二次糖化的方法所制備的麥汁色澤淺、發(fā)酵度高，適合制造淡色啤酒。制造褐色啤酒或溶解不良的麥芽時采用三次糖化法。③雙醪二次煮出糖化法

4.外加酶制劑糖化法

七、糖化溫度的階段控制

浸漬階段：溫度在35～40℃。有利于酶的浸出和酸的形成，并有利于β-葡聚糖的分解。蛋白分解階段：溫度控制在45～55℃。溫度偏向下限，低分子氮含量較高，反之，則高分子氮含量較高。糖化階段：溫度?？刂圃?2～70℃之間。溫度偏高，有利于α-淀粉酶的作用，可發(fā)酵性糖減少。溫度偏低，有利于β-淀粉酶的作用，可發(fā)酵性糖增多。糊精化階段：此階段溫度為75～78℃。在此溫度下，α-淀粉酶仍起作用，殘留的淀粉可進一步分解，而其他酶則受到抑制或失活。

八、糖化設(shè)備

糖化鍋糊化鍋思考題煮出糖化法什么雙醪煮出糖化法？二次糖化法的工藝流程。九、過濾麥汁過濾分兩步進行以麥糟為濾層，利用過濾的方法提取出麥汁，稱第一麥汁或過濾麥汁；利用熱水沖洗出殘留在麥糟中的麥汁，稱第二麥汁或洗滌麥汁。麥汁過濾最常用的是過濾槽法。利用液柱靜壓為動力進行過濾。過濾槽影響麥芽汁過濾速度的因素1.麥汁的粘度愈大，過濾速度愈慢；2.過濾層厚度愈大，過濾速度愈低；3.過濾層的阻力大，過濾則慢。濾層阻力是由過濾層厚度和過濾層滲透性決定的。第四節(jié)麥汁煮沸與酒花添加

1.麥芽汁煮沸的目的和作用蒸發(fā)多余水分，使麥汁濃縮到規(guī)定的濃度；破壞全部酶的活性，穩(wěn)定麥汁組分；消滅麥汁中存在的各種微生物，保證最終產(chǎn)品的質(zhì)量；浸出酒花中的有效成分，賦予麥汁獨特的苦味和香味，提麥汁的生物和非生物穩(wěn)定性；析出某些受熱變性以及與多酚物質(zhì)結(jié)合而絮狀沉淀的蛋白質(zhì)，提高啤酒的非生物穩(wěn)定性；煮沸時，水中鈣離子和麥芽中的磷酸鹽起反應，使麥芽汁的pH降低，有利于β-球蛋白的析出和成品啤酒pH值的降低，有利于啤酒的生物和非生物穩(wěn)定性的提高；讓具有不良氣味的碳氫化合物，如香葉烯等隨水蒸氣的揮發(fā)而逸出，提高麥汁質(zhì)量。

2.麥汁煮沸的方法間歇常壓煮沸是國內(nèi)目前廣泛使用的傳統(tǒng)方法。麥芽汁的容量蓋過煮沸鍋加熱層后開始加熱，使麥汁溫度保持在80℃左右，待麥槽洗滌結(jié)束后，即加大蒸汽量，使混合麥汁沸騰。煮沸過程中，必須始終保持強烈的對流狀態(tài)，以使蛋白質(zhì)凝固得更多些。檢查麥汁蛋白質(zhì)凝固情況，尤其是在酒花加入后，蛋白質(zhì)必須凝固良好，絮狀凝固，麥汁清亮透明，達到要求后，即可停汽，并測量麥芽汁濃度。除傳統(tǒng)法煮沸方法外，還有內(nèi)加熱式煮沸法和外加熱煮沸法等。煮沸鍋（1）煮沸鍋（2）（1）麥汁煮沸時間煮沸時間是指將混合麥芽汁蒸發(fā)、濃縮到要求的定型麥汁濃度所需的時間。煮沸時間短，不利于蛋白質(zhì)的凝固以及啤酒的穩(wěn)定性。過分延長煮沸時間，會使麥汁色澤加深、苦味加重、泡沫不佳。超過2h，還會使已凝固的蛋白質(zhì)及其復合物被擊碎進入麥芽汁而難以除去。常壓煮沸，淡色啤酒（10％～12％）煮沸時間一般控制為60～120min，濃色啤酒可適當延長一些。（2）煮沸強度煮沸強度是麥汁在煮沸時，每小時蒸發(fā)水分的百分率。

混合麥汁量（L）-最終麥汁量（L）煮沸強度（％/h）=———————————×100

混合麥汁量（L）×煮沸時間（h）

二、酒花添加1.目的賦予啤酒特有的香味這種香味來自酒花油蒸發(fā)后的存留成分；賦予啤酒爽快的苦味這種苦味主要來自異α-酸和β-酸氧化后的產(chǎn)物等；增加啤酒的防腐能力酒花中的α-酸、異α-酸和β-酸都具有一定的防腐作用；提高啤酒的非生物穩(wěn)定性酒花的單寧、花色苷等多酚物質(zhì)能與麥汁中蛋白質(zhì)形成復合物而沉淀出來，有利于提高啤酒的非生物穩(wěn)定性。2.添加方法三次添加法第一次加酒花在初沸5～10min后，加入總量的20％左右，壓泡，使麥汁多酚和蛋白質(zhì)充分作用。第二次加酒花在煮沸40min左右，加總量的50％～60％，萃取α-酸，促進異構(gòu)化。第三次加酒花在煮沸結(jié)束前5～10min，加剩余量，最好是香型花，萃取酒花油。酒花添加的原則香型、苦型酒花并用時，先加苦型酒花、后加香型酒花；使用同類酒花時，先加陳酒花、后加新酒花；分幾次添加酒花時，先少后多。酒花制品的添加原則與酒花添加原則大體相同。3.酒花添加數(shù)量

第五節(jié)麥汁冷卻1.冷卻的目的降低麥汁溫度，使之達到適合酵母發(fā)酵的溫度；使麥汁吸收一定量的氧氣，以利于酵母的生長增殖；析出和分離麥芽汁中的冷、熱凝固物，改善發(fā)酵條件和提高啤酒質(zhì)量。一、麥汁冷卻的目的、作用和方法2.冷卻的作用和方法

(1)形成熱凝固物

熱凝固物——麥汁煮沸時生成的凝固物以及麥汁冷卻到60℃以上生成的凝固物統(tǒng)稱為熱凝固物。熱凝固物主要成分(以干物質(zhì)計)：蛋白質(zhì)50％～60％、酒花樹脂16％～20％、灰分2％～3％、多酚及其他有機物20％～30％。

大量的熱凝固物如帶入發(fā)酵麥汁中，會影響酵母的正常發(fā)酵以及色澤、口味和穩(wěn)定性等。麥汁中熱凝固物可采用回旋沉淀槽法、離心分離法或硅藻土過濾機法等進行分離。

回旋沉淀槽2.冷卻的作用和方法(2)析出冷凝固物

冷凝固物——又稱冷混濁物或細凝固物，是指麥汁在60℃以下冷卻時凝聚析出的混濁物質(zhì)，25～35℃時析出最多。麥汁中冷凝固物的組成(以干物質(zhì)計)：多肽45％～65％、多酚30％～45％、多糖2％～4％、灰分1％～3％。2.冷卻的作用和方法(3)麥汁的充氧麥汁中適度的溶解氧有利于酵母的生長和繁殖。麥汁充氧大多選用文丘里管或氣流混合器。麥汁流動中，一小段麥汁管道變窄而使麥汁流速提高，可將除菌過濾后的壓縮空氣吸入麥汁。一般以使麥芽汁含氧達到8～12mg／L即可。3.冷卻設(shè)備—薄板冷卻器麥汁冷卻的方法現(xiàn)均采用密閉法。首先利用回旋沉淀槽分離出熱凝固物然后即可用薄板冷卻器進行冷卻，分離出冷凝固物。

薄板換熱器的工作原理

冷卻方法兩段法冷卻——即先用自來水(或井水)冷卻，再用體積分數(shù)20％酒精水(或鹽水)冷卻至接種溫度6～8℃。一段冷卻法——即先將釀造水冷至1～2℃作為冷媒，與熱麥芽汁在板式換熱器中進行熱交換，結(jié)果使95～98℃麥芽汁冷卻至6～8℃去發(fā)酵，而1～2℃釀造水升溫至80～88℃，進入熱水箱，作糖化用水。其優(yōu)點是冷耗可節(jié)約30％左右，冷卻水可回收使用，節(jié)省能源。第六節(jié)麥汁得率浸出物收得率—