啤酒生产技术第四章麦汁制造.

啤酒生产技术第四章麦汁制造工艺流程第一节原料、辅料的粉碎一、粉碎的目的与要求1.粉碎的目的增加了比表面积，糖化时可溶性物质容易浸出，有利于酶的作用。2.粉碎的要求麦芽皮壳应破而不碎，胚乳越碎越好。辅助原料(如大米)粉碎得越细越好，以增加浸出物的收得率。二、麦芽粉碎方法长期以来，麦芽的粉碎方法只有干法粉碎，上个世纪六十年代才相继出现了湿法粉碎和回潮干粉碎。上个世纪八十年代初又推出连续调湿粉碎。上述四种粉碎法我国均有采用，但中小型企业仍以干法粉碎为主。麦芽水分应8％，水分含量太高时不易粉碎，有时只能将麦粒压扁。1.麦芽的干法粉碎四辊粉碎机麦芽水分应8％，水分含量太高时不易粉碎，有时只能将麦粒压扁。六辊粉碎机五辊粉碎机麦芽在预浸槽中用温水（20～50℃）浸泡10～20min，使麦芽含水量达到25％～35％，带水粉碎，粉碎物在均浆槽加入30～40℃糖化水，均浆后用醪泵送至糖化锅。2.麦芽的湿法粉碎麦芽在很短的时间内通入蒸汽或热水，使麦粒增湿，胚乳水份保持不变，这样使麦壳有一定柔性，比干法粉碎时容易保持完整，有利于过滤。用滤槽过滤可缩短10％～15％的过滤时间。a.蒸汽回潮b.喷水回潮c.连续渍湿式粉碎3.麦芽回潮粉碎二、非发芽谷物粉碎干粉碎要求有较大的粉碎度，有利于糊化、糖化。思考题1.麦芽粉碎的方法有那些。第二节糖化原理一、糖化的基本概念糖化是指利用麦芽本身所含有的各种水解酶(或外加酶制剂)，在适宜的条件（温度、pH值、时间等）下，将麦芽和辅助原料中的不溶性高分子物质(淀粉、蛋白质、半纤维素等)分解成可溶性的低分子物质(如糖类、糊精、氨基酸、肽类等)并溶解于水的过程。此过程称“糖化”由此制得的溶液就是麦汁。麦汁中溶解于水的干物质称为浸出物，麦芽汁中的浸出物含量与原料中所有干物质的质量比称为无水浸出率。二、糖化的目的和要求目的将原料和辅助原料中的可溶性物质萃取出来，并且创造有利于各种酶作用的条件，使高分子的不溶性物质在酶的作用下尽可能多地分解为低分子的可溶性物质，制成符合生产要求的麦汁。要求1.淀粉完全被分解（必须分解到碘液不起呈色反应）。2.淀粉不可全部分解为可发酵糖，要保持部分不发酵糖，其比例根据啤酒品种而定。三、糖化时主要酶的作用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、麦芽糖酶和蔗糖酶等；蛋白分解酶：内肽酶、羧肽酶、氨肽酶、二肽酶等；β-葡聚糖分解酶：内-β-1，4葡聚糖酶、内-β-1，3葡聚糖酶、β-葡聚糖溶解酶等磷酸酶等。四、糖化时主要物质的变化(1)淀粉的分解淀粉的分解分为三个彼此连续进行的过程，即糊化、液化和糖化。(2)蛋白质的水解糖化时，蛋白质的水解主要是指麦芽中蛋白质的水解。蛋白质水解很重要，其分解产物影响着啤酒的泡沫、风味和非生物稳定性等。糖化时蛋白质的水解也称蛋白质休止。(3)β-葡聚糖的分解(4)酸的形成使醪液的pH值下降。(5)多酚类物质的变化五.影响糖化的因素(1)麦芽的质量及粉碎度(2)温度的影响(3)pH的影响实际生产中，多采用加酸调节糖化的pH值，以增加各种酶的活性。通常选用磷酸或乳酸调节pH值。(4)糖化醪浓度的影响糖化料水比为1：3～4，糊化料水比为1：5～6。六、糖化方法煮出糖化法其特点是将糖化醪液的一部分，分批地加热到沸点，然后与其余未煮沸的醪液混合，使全部醪液温度分阶段地升高到不同酶分解所需要的温度，最后达到糖化终了温度。根据醪液的煮沸次数，煮出糖化法可分为一次、二次和三次煮出糖化法，以及快速煮出法等。浸出糖化法其特点是将全部醪液从一定的温度开始，缓慢分阶段升温到糖化终了温度。浸出糖化法需要使用溶解良好的麦芽。应用此法，醪液没有煮沸阶段。1.全麦芽浸出糖化法先利用低温水30-35℃浸渍麦芽，时间为0.5～1.0h，促进麦芽软化和酶的活化，然后升温到50℃左右进行蛋白质分解，保持30min，再缓慢升温到62～63℃，糖化30min左右，然后再升温至68～70℃，使α-淀粉酶发挥作用，直到糖化完全(遇碘液不呈蓝色反应)，再升温至76～78℃，终止糖化。2、双醪煮出糖化法国内大多数啤酒企业采用双醪煮出糖化法，辅料、麦芽分别投入糊化锅、糖化锅，辅料在糊化锅内糊化、液化和煮沸后兑入糖化锅，达到所需要得糖化温度。根据兑醪次数分为一次、二次、三次糖化法。这类方法一般添加20～30％的辅料，最多可达40～50％。一次糖化或二次糖化的方法所制备的麦汁色泽浅、发酵度高，适合制造淡色啤酒。制造褐色啤酒或溶解不良的麦芽时采用三次糖化法。③双醪二次煮出糖化法4.外加酶制剂糖化法七、糖化温度的阶段控制浸渍阶段：温度在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。蛋白分解阶段：温度控制在45～55℃。温度偏向下限，低分子氮含量较高，反之，则高分子氮含量较高。糖化阶段：温度常控制在62～70℃之间。温度偏高，有利于α-淀粉酶的作用，可发酵性糖减少。温度偏低，有利于β-淀粉酶的作用，可发酵性糖增多。糊精化阶段：此阶段温度为75～78℃。在此温度下，α-淀粉酶仍起作用，残留的淀粉可进一步分解，而其他酶则受到抑制或失活。八、糖化设备糖化锅糊化锅思考题1.煮出糖化法2.什么双醪煮出糖化法？二次糖化法的工艺流程。九、过滤麦汁过滤分两步进行以麦糟为滤层，利用过滤的方法提取出麦汁，称第一麦汁或过滤麦汁；利用热水冲洗出残留在麦糟中的麦汁，称第二麦汁或洗涤麦汁。麦汁过滤最常用的是过滤槽法。利用液柱静压为动力进行过滤。过滤槽影响麦芽汁过滤速度的因素1.麦汁的粘度愈大，过滤速度愈慢；2.过滤层厚度愈大，过滤速度愈低；3.过滤层的阻力大，过滤则慢。滤层阻力是由过滤层厚度和过滤层渗透性决定的。第四节麦汁煮沸与酒花添加1.麦芽汁煮沸的目的和作用蒸发多余水分，使麦汁浓缩到规定的浓度；破坏全部酶的活性，稳定麦汁组分；消灭麦汁中存在的各种微生物，保证最终产品的质量；浸出酒花中的有效成分，赋予麦汁独特的苦味和香味，提麦汁的生物和非生物稳定性；析出某些受热变性以及与多酚物质结合而絮状沉淀的蛋白质，提高啤酒的非生物稳定性；煮沸时，水中钙离子和麦芽中的磷酸盐起反应，使麦芽汁的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稳定性的提高；让具有不良气味的碳氢化合物，如香叶烯等随水蒸气的挥发而逸出，提高麦汁质量。2.麦汁煮沸的方法间歇常压煮沸是国内目前广泛使用的传统方法。麦芽汁的容量盖过煮沸锅加热层后开始加热，使麦汁温度保持在80℃左右，待麦槽洗涤结束后，即加大蒸汽量，使混合麦汁沸腾。煮沸过程中，必须始终保持强烈的对流状态，以使蛋白质凝固得更多些。检查麦汁蛋白质凝固情况，尤其是在酒花加入后，蛋白质必须凝固良好，絮状凝固，麦汁清亮透明，达到要求后，即可停汽，并测量麦芽汁浓度。除传统法煮沸方法外，还有内加热式煮沸法和外加热煮沸法等。煮沸锅（1）煮沸锅（2）（1）麦汁煮沸时间煮沸时间是指将混合麦芽汁蒸发、浓缩到要求的定型麦汁浓度所需的时间。煮沸时间短，不利于蛋白质的凝固以及啤酒的稳定性。过分延长煮沸时间，会使麦汁色泽加深、苦味加重、泡沫不佳。超过2h，还会使已凝固的蛋白质及其复合物被击碎进入麦芽汁而难以除去。常压煮沸，淡色啤酒（10％～12％）煮沸时间一般控制为60～120min，浓色啤酒可适当延长一些。（2）煮沸强度煮沸强度是麦汁在煮沸时，每小时蒸发水分的百分率。混合麦汁量（L）-最终麦汁量（L）煮沸强度（％/h）=———————————×100混合麦汁量（L）×煮沸时间（h）二、酒花添加1.目的赋予啤酒特有的香味这种香味来自酒花油蒸发后的存留成分；赋予啤酒爽快的苦味这种苦味主要来自异α-酸和β-酸氧化后的产物等；增加啤酒的防腐能力酒花中的α-酸、异α-酸和β-酸都具有一定的防腐作用；提高啤酒的非生物稳定性酒花的单宁、花色苷等多酚物质能与麦汁中蛋白质形成复合物而沉淀出来，有利于提高啤酒的非生物稳定性。2.添加方法三次添加法第一次加酒花在初沸5～10min后，加入总量的20％左右，压泡，使麦汁多酚和蛋白质充分作用。第二次加酒花在煮沸40min左右，加总量的50％～60％，萃取α-酸，促进异构化。第三次加酒花在煮沸结束前5～10min，加剩余量，最好是香型花，萃取酒花油。酒花添加的原则香型、苦型酒花并用时，先加苦型酒花、后加香型酒花；使用同类酒花时，先加陈酒花、后加新酒花；分几次添加酒花时，先少后多。酒花制品的添加原则与酒花添加原则大体相同。不同类型啤酒的酒花添加量啤酒类型100L麦汁的酒花添加量/g100L啤酒的酒花添加量/g淡色啤酒（11％～14％）浓色啤酒（11％～14％）比尔森淡色啤酒（12％）慕尼黑浓色啤酒（14％）国产淡色啤酒（11％～12％）170～340120～180300～500160～200160～240190～380130～200350～550180～220180～2603.酒花添加数量第五节麦汁冷却1.冷却的目的降低麦汁温度，使之达到适合酵母发酵的温度；使麦汁吸收一定量的氧气，以利于酵母的生长增殖；析出和分离麦芽汁中的冷、热凝固物，改善发酵条件和提高啤酒质量。一、麦汁冷却的目的、作用和方法2.冷却的作用和方法(1)形成热凝固物热凝固物——麦汁煮沸时生成的凝固物以及麦汁冷却到60℃以上生成的凝固物统称为热凝固物。热凝固物主要成分(以干物质计)：蛋白质50％～60％、酒花树脂16％～20％、灰分2％～3％、多酚及其他有机物20％～30％。大量的热凝固物如带入发酵麦汁中，会影响酵母的正常发酵以及色泽、口味和稳定性等。麦汁中热凝固物可采用回旋沉淀槽法、离心分离法或硅藻土过滤机法等进行分离。回旋沉淀槽2.冷却的作用和方法(2)析出冷凝固物冷凝固物——又称冷混浊物或细凝固物，是指麦汁在60℃以下冷却时凝聚析出的混浊物质，25～35℃时析出最多。麦汁中冷凝固物的组成(以干物质计)：多肽45％～65％、多酚30％～45％、多糖2％～4％、灰分1％～3％。2.冷却的作用和方法(3)麦汁的充氧麦汁中适度的溶解氧有利于酵母的生长和繁殖。麦汁充氧大多选用文丘里管或气流混合器。麦汁流动中，一小段麦汁管道变窄而使麦汁流速提高，可将除菌过滤后的压缩空气吸入麦汁。一般以使麦芽汁含氧达到8～12mg／L即可。3.冷却设备—薄板冷却器麦汁冷却的方法现均采用密闭法。首先利用回旋沉淀槽分离出热凝固物然后即可用薄板冷却器进行冷却，分离出冷凝固物。薄板换热器的工作原理冷却方法两段法冷却——即先用自来水(或井水)冷却，再用体积分数20％酒精水(或盐水)冷却至接种温度6～8℃。一段冷却法——即先将酿造水冷至1～2℃作为冷媒，与热麦芽汁在板式换热器中进行热交换，结果使95～98℃麦芽汁冷却至6～8℃去发酵，而1～2℃酿造水升温至80～88℃，进入热水箱，作糖化用水。其优点是冷耗可节约30％左右，冷却水可回收使用，节省能源。第六节麦汁得率浸出物收得率—每100kg原料糖化的麦汁中，获得浸出物的百分数，即为麦汁浸出物收得率。影响糖化麦芽汁收得率的因素麦芽质量麦芽水分含量和蛋白质含量高，麦芽溶解不良，麦汁收得率降低。麦芽粉碎度麦芽粉碎不当，会影响麦芽的分解和麦汁的过滤，导致收得率下降。糖化方法不当糖化温度高，糖化时间短等，会导致麦芽的有效成分分解不完全，糖化收得率降低。麦汁过滤操作不当会使过滤和洗糟发生困难，导致糟层中残留浸出物较多，糖化收得率下降。3.麦汁理化指标麦芽汁理化指标lOwp10.5wpllwp12wp13wp麦芽汁浓度/wp10±0.310.5±0.311±0.312±0.313±0.3色度/EBC单位5.0～8.05.0～8．O5.0～8.55.0～9.015～50pH5.2～5.4总酸/mL·(100mL)-1≤1.8α-氨基氮/mg·L-1160160180160180180190最终发酵度/％≥75～8275～8578～8563～75麦芽糖/％≥7.5～8.28.5