啤酒原辅料及生白产用水

第二节原辅料和生产用水§2-1大麦17:09§2-1、大麦大麦是啤酒生产的主要原料，生产中是先将大麦制成麦芽，再用来酿造啤酒。分类：根据大麦籽粒生长的形态，可分为六棱大麦、四棱大麦和二棱大麦。其中二棱大麦的麦穗上只有两行籽粒，籽粒皮薄、大小均匀、饱满整齐，淀粉含量较高，蛋白质含量适当，是啤酒生产的最好原料。17:09分类1．六棱大麦籽粒不整齐，蛋白质含量↑，淀粉含量↓；酶活力↑，尤适于辅料用量增加的情况，但浸出率较低，麦芽溶解度不太稳定。2．四棱大麦六棱大麦的变种。3．二棱大麦籽粒整齐，蛋白质↓含量，淀粉含量↑，浸出率高，溶解度较好，是酿造啤酒的最好原料。17:09大麦麦粒结构胚:①大麦的最主要部分。②大麦的生命力部分，发芽时产生各种酶类。2．胚乳：①胚的营养仓库，主要成分为淀粉和脂肪。②是一切生化反应的场所。3．皮层：①皮壳、果皮、种皮组成。②果皮外表的蜡质层对赤霉酸和氧不透性，与休眠有关。③种皮半透性④皮壳有害成分多，麦汁过滤时作为过滤层。17:09(一)、大麦的化学成分及其在酿造上的作用1.淀粉2.蛋白质3.纤维素4.半纤维素和麦胶物质17:091.淀粉淀粉是大麦中主要的化学成分，贮藏在胚乳细胞中。大麦的淀粉含量占其干物质的58％～65％。大麦中的淀粉颗粒可分为大颗粒(直径10～25μm)和小颗粒(直径2～5μm)两种。大麦中蛋白质含量越高，小颗粒淀粉的数量越多。大麦淀粉中，直链淀粉一般占大麦淀粉含量的17％～24％17:09直链淀粉结构17:092.蛋白质大麦中蛋白质含量的高低，对大麦发芽、糖化、发酵以及成品酒的泡沫、风味、稳定性都有很大影响。啤酒酿造用大麦一般要求蛋白质含量为9％～12％。近年来，由于淀粉质辅料使用比例增加，利用蛋白质含量较高的大麦酿制啤酒也成为现实。17:092.蛋白质大麦中蛋白质的类型(1)麦白蛋白溶于水、稀盐溶液和酸碱溶液，52℃开始凝固析出，等电点pH4.6～5.8，约占大麦蛋白质的3％～4％。(2)球蛋白溶于稀盐溶液和酸碱溶液，不溶于水，等电点pH4.9～5.7，约占大麦蛋白质的31％，球蛋白90℃左右开始凝固，球蛋白可分为α、β、γ、δ四个组分，其中β-球蛋白等电点为pH4.9，在麦汁制备过程中不能完全析出沉淀，是啤酒混浊的主要原因之一。(3)醇溶蛋白不溶于水、盐溶液和无水酒精，溶于体积分数50％～90％的酒精溶液和酸碱溶液，等电点pH6.5，约占大麦蛋白质的36％，醇溶蛋白可分为α、β、γ、δ、ε五组，其中δ、ε组是造成啤酒冷混浊和氧化混浊的主要成分。(4)谷蛋白不溶于中性盐和纯水，溶于稀碱溶液，占大麦蛋白质的29％，谷蛋白和醇溶蛋白是构成麦糟蛋白质的主要成分。17:093.纤维素纤维素约占大麦干物质质量的3.5％～7.0％。纤维素在啤酒酿造中不参于代谢作用。17:094.半纤维素和麦胶物质半纤维素和麦胶物质占麦粒干物质的10％～11％，是胚乳细胞壁的构成物，也存在于谷皮中。半纤维素不溶于水而溶于稀碱溶液。谷皮中的半纤维素主要是戊聚糖及少量的β-葡聚糖和糖醛酸；胚乳中的半纤维素主要含β-葡聚糖及少量戊聚糖。麦胶物质在成分组成上与胚乳中的半纤维素无甚差别，只是相对分子质量较半纤维低，易溶于水。半纤维素和麦胶物质中的β-葡聚糖的水溶液粘度极高。发芽过程中，溶解良好的麦芽，β-葡聚糖已大部分分解；溶解不良的麦芽，β-葡聚糖分解不完全，由此制出的麦汁粘度高，不利于麦汁过滤，还会造成啤酒口味不爽的感觉。β-葡聚糖也是引起啤酒混浊的成分之一。17:095.大麦酚类物质多酚类物质主要存在于皮壳中，其含量占大麦干物质的0.1％～0.3％。大麦中的酚类物质含量虽少，但对啤酒的色泽、泡沫、风味和稳定性影响很大。酚类物质包括小分子酚(如香草酸或香豆素等)、较大分子酚(如花色苷、儿茶酸等)。较大分子酚经过缩合和氧化后，具有单宁性质，易和蛋白质起交联作用而沉淀出来。17:09（二）、酿造用大麦的质量要求1.外观麦粒有光泽，呈纯淡黄色，有新鲜麦草香味，籽粒饱满，均匀整齐，皮薄，有细密纹道。2.物理检验(1)千粒重35～45g。(2)麦粒均匀度腹径2.5mm以上麦粒占85％的为一级大麦，腹径2.2～2.5mm的为二级大麦，一级大麦、二级大麦均可作为酿酒原料用。腹径2.2mm以下的为次大麦，不可用作酿酒。(3)胚乳状态胚乳断面为粉白色的粉质粒，淀粉含量高，吸水性好，易于分解。胚乳断面呈玻璃状或半玻璃状的，吸水性差，淀粉不易分解。(4)发芽力和发芽率发芽力是指3天内发芽的百分数，要求不低于90％。发芽率是指5天内发芽的百分数，要求不低于95％。17:093.化学检验(1)水分含量要求大麦水分含量在13％以下，否则难以贮存。(2)浸出物质量分数一般要求为72％～80％(绝干物质计)以上，与淀粉质量分数相差约14.7％。(3)蛋白质质量分数一般要求9％～12％(绝干物质计)，辅料用量多时可达13.5％。大麦的质量标准参照GB／T7416-2000的要求。17:09§2-2、辅助原料(一)、使用辅助原料的目的与要求①以价廉而富含淀粉的谷物为麦芽辅助原料，可降低原料成本和吨酒粮耗；②使用糖类或糖浆为辅料，可以节省糖化设备的容量，同时可以调节麦汁中糖的比例，提高啤酒发酵度；③使用辅助原料，可以降低麦汁中蛋白质和多酚类物质的含量，降低啤酒色度，改善啤酒风味和非生物稳定性；④使用部分辅助原料(如小麦)可以增加啤酒中糖蛋白的含量，改进啤酒的泡沫性能。原则上凡富含淀粉的谷物都可以作为辅料，但添加辅料后不应造成过滤困难，不影响酵母的发酵和产品卫生指标，不能带入异味，不影响啤酒的风味。谷类辅助原料用量一般控制在10％～50％之间，常用的比例为30％～50％；糖类或糖浆辅助原料用量为10％左右。17:09(二)、常用辅助原料的种类与酿造特性1.大米大米是最常用的辅助原料。添加大米的啤酒，色泽浅、口味清爽、泡沫细腻、酒花香味突出、非生物性好。大米淀粉含量高，蛋白质、多酚类物质、脂肪含量较麦芽低。化学成分：水分1l％～13％，淀粉76％～85％，浸出物90％～95％，蛋白质6％～11％，脂肪0.2％～1.0％。国内一般添加量为25％～50％。大米用量过大时，会造成麦汁α-氨基氮含量过低，影响酵母的繁殖和发酵。17:092.玉米玉米脂肪含量高，脂肪主要集中在胚中，所以一般先去胚，再用于啤酒生产。脂肪进入啤酒会影响啤酒的泡沫性能，同时脂肪容易氧化，会引起啤酒风味变坏。所以生产中要使用新鲜的玉米。黄玉米（未脱胚）的化学成分为：水分11.8％～13.5％，淀粉68.l％～72.5％，浸出物(无水)80.7％～85.3％，蛋白质10.5％～1l％，脂肪5.8％～6.3％，粗纤维2.5％～3％，灰分1.5％～3.2％。低脂玉米用量为30％～35％。17:093.小麦小麦作辅料的特点：啤酒泡沫性能好；花色苷含量低，有利于啤酒非生物稳定性，且风味也较好；麦汁中可同化性氮含量高，发酵速度快，啤酒最终pH较低；小麦富含α-淀粉酶和β-淀粉酶，有利于快速糖化。小麦(或小麦芽)用量一般为20％左右。17:094.大麦未发芽大麦含有较多的β-葡聚糖，故一般用量不要超过15％～20％。如添加含淀粉酶、肽酶和β-葡聚糖酶的复合酶制剂，大麦用量可达30％～40％。大麦在糖化前，应先用碱溶液浸泡，以除去花色苷、色素和硅酸盐等有害物质，用清水洗至中性，再采用湿法粉碎。17:095.淀粉优点淀粉纯度高、杂质少，粘度低，无残渣，可以生产高浓度啤酒、高发酵度啤酒，麦芽汁过滤容易，啤酒风味和非生物稳定性能满足实际要求。17:096.糖类或淀粉水解糖浆为调节麦芽汁中糖的比例，提高发酵度，可以在煮沸锅中直接添加糖类(蔗糖、葡萄糖)或淀粉水解糖浆(大麦糖浆、玉米糖浆等)。糖类缺乏含氮物质，为了保证酵母的营养，添加量一般为10％左右。糖浆的添加量可稍高，为30％左右。生产深色啤酒时也可添加部分焦糖，以调节啤酒色．17:09§2-3、酒花和酒花制品啤酒花简称酒花。啤酒生产中使用酒花的目的：利用其苦味、香味、防腐力和澄清麦汁的能力。17:09酒花17:09(一)、酒花的主要有效成分及其在酿造上的作用有效成分：酒花油、酒花苦味物质多酚类物质17:091.酒花油酒花中含有0.5％～2.0％的酒花油。其组成成分很复杂。酒花油溶解度极小，易于挥发，容易氧化。酒花油的主要成分是萜烯类碳氢化合物、含氧化合物和微量的含硫化合物等。酒花油不易溶于水和麦汁，大部分酒花油在麦汁煮沸或热、冷凝固物分离过程中被分离出去。尽管酒花油在啤酒中保存下来的很少，但却是啤酒中酒花香味的主要来源。17:092.酒花苦味物质啤酒的苦味和防腐能力主要是由酒花中的苦味物质α-酸和β-酸提供的。α-酸又称葎草酮本身具有苦味和防腐能力，在弱碱溶液中易异构化转变成异α-酸(异构化率可为40％～60％)。异α-酸在麦汁中的溶解度比α-酸大得多，具有强烈的苦味，防腐能力也高于α-酸，是啤酒苦味的主要来源。β-酸又称蛇麻酮溶解度小，苦味和防腐能力不如α-酸，β-酸有一定的抑制革兰氏阳性菌和阴性菌的能力。α-酸和β-酸容易氧化转变成软树脂和硬树脂，硬树脂在啤酒酿造中无任何价值。17:093.酒花多酚类物质酒花中含有4％～10％的多酚类物质，主要是花色苷、花青素和单宁等，其中花色苷占80％。酒花中的多酚含量比大麦中多酚含量要高得多，是影响啤酒风味和引起啤酒混浊的主要成分。酒花中的多酚在麦汁煮沸时有沉淀蛋白质的作用，但这种沉淀作用在麦汁冷却、发酵、甚至过滤装瓶后仍在继续进行，从而会导致啤酒混浊。因此酒花多酚对啤酒既有有利的一面，也有不利的一面，需要在生产中很好地控制。17:09(二)、酒花制品的种类及其使用方法新鲜酒花干燥后制成的全酒花，具有不易保管、不便运输、有效成分利用率不高等缺陷。而酒花制品则普遍受到欢迎。常用酒花制品颗粒酒花、酒花浸膏、酒花油等。优点17:091.颗粒酒花颗粒酒花是把粉碎后的酒花压制成颗粒，密闭冲惰性气体保藏的酒花制品。具有体积小，不易氧化，运输、使用控制和保管都比较方便的优点。17:092.酒花浸膏酒花浸膏是利用萃取剂将酒花中α-酸多量萃取出的树脂浸膏，是以α-酸为主体成分的酒花制品。酒花浸膏的主要优点是提高了α-酸的利用率。按萃取剂的不同可分为有机溶剂(乙醚、石油醚、乙醇等)萃取浸膏和C02萃取浸膏。17:093.异构化酒花浸膏酒花先通过异构化再进行C02萃取制成异α-酸浸膏。异α-酸浸膏应和颗粒酒花、酒花浸膏等配合使用，可以在发酵后或滤酒前添加，添加量根据产品苦味要求确定。二氧化碳萃取还可以制备多种其他浸膏，如还原异构化浸膏、四氢异构化浸膏等。17:094.β-酸酒花油在二氧化碳萃取制备α-酸浸膏的废液中，存在大量的β-酸和酒花油。在适当的条件下进行萃取，可获得一种含20％左右的酒花油和70％β-酸及其衍生物、α-酸、多酚物质含量极少的固体树脂浸膏，即β-酸酒花油。β-酸酒花油替代麦汁煮沸中最后一次添加的酒花，可提供新鲜的酒花香气，添加的数量可通过试验确定。17:09§2-4酿造用水啤酒酿造用水是指糖化用水、洗糟用水、啤酒稀释用水。可以使用地表水和地下水，其水质必须符合酿造用水质量要求。一、酿造用水质量要求通常，软水适于酿造淡色啤酒，碳酸盐含量高的硬水适于酿制浓色啤酒。淡色啤酒用水要求为：①无色，无臭，透明，无浮游物，味纯正，无生物污染；②硬度低；③铁、锰含量低（含量高对啤酒的色、味有害，而且能引起喷涌现象）；④不含亚硝酸盐。17:09二、水中钙、镁盐的影响水中碳酸氢钙、碳酸氢镁及钙、镁的碳酸盐都有降低酸度的作用。钙、镁的硫酸盐有助于麦汁酸度的提高。三、糖化用水的处理1、提高酸度的方法：①加硫酸钙：100-150g/1000L，过高造成磷酸盐的损失，不利于酵母的生长，且过高的硫酸盐会使啤酒的口味变坏。②加酸法③氢型阳离子交换法2、除盐：可用电渗析法17:09