第4章麦汁的制备

第四章麦芽汁的制备§1概述一、工艺流程[复式一次煮出糖化法]糖化锅45~55℃Pr休止—→糖化65~68℃—→混合-糊化锅45~55℃→85~90℃→煮沸糊化锅煮沸→过滤槽过滤→煮沸锅煮沸90min→旋涡沉淀槽—酒花酒花、热凝固物—→冷却→发酵→贮存→过滤→清酒→包装麦芽汁制备二、糖化的含义：糖化是指利用麦芽自身的酶类，将麦芽及辅料中不溶性的高分子物质，逐步分解为可溶性的低分子物质，这个分解过程称糖化。麦芽醪[糖化醪]：糖化制得的未分离麦糟的混合液麦芽汁[麦汁]：糖化醪滤去麦糟之后的溶液。浸出物：从麦芽中浸出的可溶性物质。无水浸出率：麦汁中浸出物的含量和原料中干物质之比（质量比）。一般麦芽的浸出率80%，其中60%是糖化产生的。有啤酒厂心脏之称。12ºP麦汁/T原料5.8-6.2m3,成本降2%.三、麦汁制造对糖化的要求1、麦芽、辅料浸出率要高；2、麦汁应清亮透明；3、麦汁成分符合啤酒类型，比例适当，有害或无用成分尽量少。在原料质量不稳定的情况下，通过对工艺调整制得均一麦汁组成，使啤酒口味趋于一致；在原料相似的情况下，采用不同的工艺控制，制成不同组分麦汁，酿造不同风格、类型的啤酒。4、糖化设备越简单越好；5、糖化周期越短越好。3锅2槽：一般5~6次/天，8~9次/天。工艺控制：麦芽、辅料种类、配比；二者粉碎度；控E的作用条件[pH、T、料水比、时间]；加热的温度、时间；外加酶、酸、无机盐等。§2粉碎一、麦芽粉碎二、辅料粉碎：细料利于糊糖化但难过滤1、辊式粉碎机原理：一般经40目筛为宜，对辊、四辊盘磨机均可2、粉碎方法：[粉碎要求：皮壳破而不碎]1]干法粉碎：工厂多用五辊粉碎机。2]湿法粉碎：20~50℃水,浸麦芽10~20min，放掉水，粉碎物在匀浆槽加糖化水匀浆后泵入糖化锅。能耗高，不均匀。粉碎3]回潮法：蒸汽回潮:3m螺旋输送机50KPa蒸汽，处理30~40min，0.7~1.0%.喷水回潮：2条输送机一条喷40~50水，浸1~2min，进入另一条热空气吹干。4]连续浸渍湿法粉碎：粉前用温水浸60min，麦芽吸水达23~25%，边喷边粉。能耗低，均匀性好。§3糖化原理糖化过程中，最重要的物质分解有两大类：淀粉分解:它是制麦过程的继续，但速度更快；Pr分解:它是制麦过程中Pr分解的补充，为酵母提供必不可少的氮源。分解产物是构成麦汁浸出物的主要成分，淀粉的分解产物麦芽糖供酵母发酵形成酒精和副产物，低聚糖是构成啤酒残余浸出物的主体，为啤酒带来黏度及醇厚性，而麦汁中可溶性氮的多少与啤酒风格密切相关。糖化一、辅料淀粉的糊化和液化未发芽的谷物淀粉颗粒被cell壁包围着，在cell间充塞着Pr、葡萄糖等，同时糖苷键互相缠绕、折叠及大量氢键连接，在冷水中不溶解，也不能被E分解，在偏光显微镜下观察，有明显十字阴影，具双折射性，这种晶体状淀粉称为“生淀粉”。辅料糊化液化糊化：淀粉吸水受热膨胀，从cell壁中释放出来，氢键断裂，晶体结构破坏，形成高黏度凝胶的过程。不同来源淀粉糊化温度不同。液化：形成凝胶后，继续加热或E作用，淀粉链断裂，黏度迅速下降的过程。回生：糊化以后的凝胶或淀粉糊，如温度降至50ºC以下，凝胶脱水，重新形成整齐规则的淀粉链及新的氢键，结构致密，溶解度下降的过程。二、淀粉糖化1、糖化要求及主要产物要求：控制糖与非糖比为=1：0.23~0.35[淡色]2、水解淀粉的酶类1]a-淀粉酶：任意切割a-1，4糖苷键，不能切割a-1，6键，黏度下降快。条件：较耐热65~70℃，最适pH5.6~5.8,水解60%.2]β-淀粉酶:从非还原性末端,依次切割一个麦芽糖.碘反应消失慢,黏度下降慢,距a-1，6键1~2个葡糖单位即停.条件:耐热差60~65℃,pH5.0~5.3[瓦尔登转型反应]3]R-酶[异淀粉酶]:能分解a-1，6键.淀粉糖化3、影响淀粉水解因素麦芽质量、粉碎度，糖化温度、时间，pH，浓度三、Pr的水解[制麦过程中Pr分解的补充]1、Pr、分解产物与啤酒质量关系Pr—AA：过少，酵母增殖难，发酵迟缓，双乙酰难还原；过多，经伊里希机制形成较多高级醇。Pr—中分子肽类[1~6万]：啤酒风味和泡沫性物质，适当，赋予醇厚丰满口感；缺乏，寡淡，泡沫差Pr—高分子可溶性氮[6万以上]，易浑浊，应除去Pr分解2、定型麦汁对氮组分的要求啤酒类型总可溶性氮mg/La-AANmg/L中分子/总氮全麦芽酒900~100024015~25%醇厚型700~80018015~25%辅料淡爽型600~70015015~25%3、Pr分解酶及性质内肽酶[内酶]：最适pH5.0~5.2,45~50℃,多肽类AA羧肽酶[外酶]：游离羧基端，pH5.2,50℃,产物AA.氨肽酶:pH7.2,45℃;二肽酶:pH7.8~8.2,45℃.正常条件,醪液呈酸性,有利于内肽酶和羧肽酶,且35℃投料时,该酶的活性很高,甚至65℃仍有活性,而50和60℃投料,酶活明显下降.4、Pr分解程度控制1]龙丁区分法：单宁、磷钼酸铵分别沉淀。分ABC三区。2]库尔巴赫值（Pr分解强度）=[生产麦汁含氮量/标准协定法麦汁含氮量]×100标准：100Pr分解过度，100~110适中，100不足3]甲醛氮与可溶性氮之比：35~40%适中。4]a-氨基氮：标准12%麦汁：a-AAN不少于150mg/L。工厂一般将4列为常规检验指标，并依次为依据，调整工艺条件，使Pr分解达到适当程度。5、影响Pr分解的因素1]麦芽含酶量：若含酶丰富，麦芽已有足够可溶性氮、a-AAN，糖化时可限制Pr分解；反之，加强。2]麦芽溶解度：麦芽溶解好，酶活高，糖化时限制3]Pr休止温度、时间、pH值：Pr酶适宜温度40~60℃，高，有利于总可溶性氮；温度低，有利于积累a-AAN；时间长，总AA多生产一般控制45~50℃，30~90分，pH5.0~5.5。4]醪液浓度：浓醪有利于Pr分解。浓度由料水比控制，糖化锅料水比一般3~3.5。影响因素三、糖化过程的其他变化1、β-葡聚糖的分解:与黏度有关.40~43℃.pH45~5.0。2、麦芽谷皮成分溶解：皮壳中含谷皮酸、多酚类物质，使麦汁色泽加深，使啤酒有不愉快的苦味、麦壳味、同时也降低酒的非生物稳定性，生产中尽量减少溶出。§4糖化方法及设备一、糖化方法概述糖化方法：指啤酒生产由麦芽、辅料制成麦汁的过程中，采用的工艺过程和工艺条件。煮出糖化法是指麦芽醪利用酶的生化作用和热力的物理作用，使有效成分分解、溶解，经部分麦芽醪的煮沸、并醪，使醪液逐步升温至糖化完全的过程。部分麦芽醪煮几次即称为几次煮出法。浸出糖化法：麦芽醪自始至终不煮沸，酶活性高。糖化方法三次煮出糖化法煮出糖化法二次煮出糖化法（全麦芽啤酒）一次煮出糖化法1、糖化方法浸出糖化法：升温、降温浸出糖化法其它糖化法复式一次煮出法（辅料啤酒）复式煮浸法谷皮分离法外加E制剂法其他特殊法2、糖化控制原理A]糖化温度：酸休止：35~37℃，pH5.2~5.4，30~90min，酶浸出阶段，乳酸菌、醋酸菌活跃。生产一般35℃，10~15min。Pr休止：内肽酶、羧肽酶45~55℃，pH5.2~5.3，温度低α-AA多；温度高可溶N多，生产上一般控制45~50℃,70~80min.糖化原理糖化分解:60~70℃,低温有利β-E,高温有利于α-E.生产一般65~68℃,70~90min,pH5.5~5.6.75~78℃:过滤温度,某些酶仍起作用.也与黏度有关.100℃煮出:部分醪液至100℃,使生淀粉彻底糊化、液化，利用率高。B]糖化时间：广义、狭义。C]pH值：加酸调节。二、复式糖化法1、复式一次煮出法示例（见前）糖化锅45~55ºCPr休止→糖化65~68ºC→混合-糊化锅45~55ºC→85~90ºC→煮沸糊化锅煮沸→75~78ºC过滤槽过滤→麦芽汁[一次煮]特点：中间有一次倒醪过程（糖化锅→糊化锅）。复式糖化2、复式浸出法（煮浸法）：淡爽性啤酒特点：辅料量大，糊化醪分两次泵入糖化锅，分段糖化，可发酵糖多，宜制高发酵度酒。三、煮出糖化法；四、外加酶制剂糖化法五、配料的估算1、确定主辅料比•由麦芽糖化力：每kg混合原料应含1500~2000WK。•由麦汁总氮估算：12%淡色啤酒定型麦汁总氮要求：全麦芽麦汁900~1200mg/l加辅料浓醇型麦汁700~800mg/l加辅料淡爽型麦汁550~700mg/l由麦汁a-氨基氮算12%淡色定型麦汁a-AAN150mg/L.例：某原料糖化力200WK/100g绝干麦芽，工艺规定每kg原料的糖化力1500WK，计算主辅料比。设麦芽配料中辅料比为X%，则有1000×X%×200（WK）/100g=ΣWK=1500（wk）X%=75%，即：麦芽：大米=75：25麦芽的氨基氮由协定法而来，生产糖化与协定法糖化氨基氮相差0.9~1.3之间，麦汁煮沸时有2~3%的损失，可忽略不计设定型麦汁的氨基氮150mg/L，工艺增加系数1.2，煮沸损失2%，每100g投料得定型麦汁0.6L，麦芽比例65%，水分7.0%。计算麦芽应含有的氨基氮水平。总投料量×麦芽比例×（1-水分）×麦芽氨基氮×工艺系数/麦汁产量=定型麦汁氨基氮100×65%×（1-7%）X/100g×1.2/0.6=150X=140mg/100g绝干麦芽。2、糖化用水分配原则和糖化用水量得计算加水比：糖化投料时，原料与加水的比例1：3.5~5.头号麦汁[原麦汁、第一麦汁]：糖化醪经去除麦糟后的浸出液，由料水比决定，过滤开始30min时测二号麦汁:头号麦汁滤去后，加洗糟水过滤的麦汁定型麦汁[最终~]：混合~经煮沸进入繁殖池的麦汁A]糖化用水分配原则：淡色啤酒，头号麦汁浓度比定型麦汁浓度高2~4度；浓色啤酒，—————————————高5~7度。加水比例：淡色啤酒：1：4~5[糖化1：2.8~3.5]浓色啤酒：1:3~4B]糖化用水量计算[总水量]由B%=AG/[W+AG]-------得W={[A(1-B)]/B}×GW—总投料水量kg；A—混合原料浸出率%；B—头号麦汁浓度；G—混合投料量kg。C]煮沸醪量的计算[并醪后温度符合工艺要求]设总醪量A，t1煮沸前温度，t2并醪后达到的温度X为需要煮沸的醪量，以热量守衡：吸热（A-X）（t2-t1）=放热X（100-t2）X=[A（t2-t1）]/[100-t1]比热、热损未记。3、配料的方法一考虑比例符合麦汁组成要求，二提高收得率A]综合理论收得率[麦芽重量X浸出率%+大米重X浸出率]/混合原料量B]糖化室实际收得率[热麦汁浓度×比重×热麦汁产量×0.96]/原料总重×100%C]原料利用率:上面的收得率之比即:[B/A]×100%D]糖化室定额产量:[原料总量×理论收得率%×计划原料收得率%]/[麦汁浓度×比重×0.96]配料方法D]结果分析:理论收率-糖化室实际收率=1良好;3较好;3差.E]配料方法:确定麦汁产量和浓度;[已知]确定主辅料比;[方法见前3种]计算原料混合收得率;计算混合原料量:麦汁产量L×麦汁浓度×比重×0.96/[理论收得率×计划利用率]根据主辅料比,确定大米、麦芽用量,调整即可.例、某厂生产110P麦汁20000L，已知麦芽70%，浸出率72%，大米30%，浸出率88%，利用率计划98%，试计算麦芽、大米用量。解：混合收得率：70%×72%+30%×88%=76.8%混合原料量=20000×11%×1.0442×0.96/76.8%×98%=2960kg麦芽：2960×70%=2072kg大米：2960×30%=888kg，调整包数即可。例题六、糖化设备：常见组合形式四器组合、六器组合、四器加中间糟组合等。厂子规模确定后，再结合常用锅的规格，即可选择一套或数套四器厂组合设备。糖化锅25、35、50、60、100立方米的常用。§5过滤糖化结束后，应立即过滤，以免影响色香味。过滤方法：过滤槽法、压滤机法、渗出过滤槽法过滤槽结构：渗出过滤槽结构：压滤机结构：过滤操作：预热、泵送糖化醪、打回流、头号麦汁过滤[一般不开搅拌]、洗糟[刚露出麦糟时加水