啤酒生产技术麦芽制备

啤酒生产技术第三章麦芽制备制作：江苏食品职业技术学院生物工程系发酵教研室•把原料大麦制成麦芽，称为制麦。发芽后制得的新鲜麦芽叫绿麦芽，经干燥和焙焦后的麦芽称为干麦芽。•麦芽制造的主要目的是：使大麦生成各种酶，并使大麦胚乳中的成分在酶的作用下，达到适度的溶解；去掉绿麦芽的生腥味，产生啤酒特有的色、香和风味成分。§3-1、大麦预处理•(一)、大麦的后熟与贮藏•新收获的大麦有休眠期，发芽率低，只有经过一段时间的后熟期才能达到应有的发芽力，一般后熟期需要6～8周。•贮藏期间，大麦的生命及呼吸作用仍在继续。为减少呼吸消耗，大麦水分应控制在12.5％以下，温度在15℃以下。贮藏大麦还应按时通风，防止虫、鼠及霉变的危害，严格防潮，按时倒仓、翻堆。(二)、大麦的清选和分级1.粗选和精选•粗选的目的是除去各种杂质和铁屑。大麦粗选使用去杂、集尘、脱芒、除铁等机械。精选的目的是除掉与麦粒腹径大小相同的杂质，包括荞麦、野豌豆、草籽和半粒麦等。大麦精选可使用精选机(又称杂谷分离机)。2.分级•大麦的分级是把粗、精选后的大麦，按颗粒大小分级。目的是得到颗粒整齐的大麦，为发芽整齐、粉碎后获得粗细均匀的麦芽粉以及提高麦芽的浸出率创造条件。•大麦分级常使用分级筛。§3-2、浸麦(一)、浸麦的目的•(1)提高大麦的含水量，达到发芽的水分要求。麦粒含水25％～35％时就可萌发。对酿造用麦芽，还要求胚乳充分溶解，所以含水必须保持43％～48％。浸麦后的大麦含水率叫浸麦度。•(2)通过洗涤，除去麦粒表面的灰尘、杂质和微生物。•(3)在浸麦水中适当添加一些化学药剂，可以加速麦皮中有害物质（如酚类等）的浸出。(二)、浸麦吸水过程及测定•1.大麦的吸水过程在正常水温（12～18℃）下浸麦，水的吸收可分三个阶段：•第一阶段：浸麦6～10h，吸水迅速，麦粒中水分质量分数上升至30％～35％。•第二阶段：浸麦10～20h，麦粒吸水很慢，几乎停止。•第三阶段：浸麦20h后，麦粒膨胀吸水，在供氧充足的情况下，吸水量与时间成直线关系上升，麦粒中水分质量分数由35％增加到43％～48％。•2.浸麦与通风大麦浸渍后，呼吸强度激增，需消耗大量的氧，而水中溶解氧远不能满足正常呼吸的需要。因此，在整个浸麦过程中，必须经常通入空气，以维持大麦正常的生理需要。•3.浸麦用水及添加剂浸麦水必须符合饮用水标准。为了有效地浸出麦皮中的有害成分，缩短发芽周期，达到清洗和卫生的要求，常在浸麦用水中添加一些化学药剂，如石灰乳、Na2C03、NaOH、KOH、过氧化氢、甲醛、赤霉素等。•4.浸麦度的测定浸麦度多用朋氏测定器测定。在测定器内装入100g大麦样品，放入浸麦槽中，与生产大麦一同浸渍。浸渍结束时，取出大麦，拭去表面水分，称其质量，按下式计算：•（浸麦后质量—原大麦质量）+原大麦水分•浸麦度（％）=——————————————————×100％•浸麦后质量•生产中检查浸麦度的方法是：①浸麦度适宜的大麦握在手中软有弹性。如果水分不够，则硬而弹性小；如果浸麦过度，手感过软无弹性。②用手指捻开胚乳，浸渍适中的大麦具有省力、润滑的感觉，中心尚有一白点，皮壳易脱离。浸渍不足的大麦，皮壳不易剥下，胚乳白点过大，咬嚼费力。浸渍过度的大麦，胚乳呈浆泥状，呈微黄色。③观察浸渍大麦的萌芽率又称露点率。萌芽率表示麦粒开始萌发而露出根芽的百分数，检测方法是：在浸麦槽中任取浸渍大麦200～300粒，分开露点和未露点麦粒，计算出露点麦粒的百分数，重复测定2～3次，求其平均值。萌芽率70％以上为浸渍良好，优良大麦一般超过70％。5.影响大麦吸水速度的因素•(1)温度浸麦水温越高，大麦吸水速度越快，达到相同的吸水量所需要的时间就越短，但麦粒吸水不均匀，易染菌和发生霉烂。水温过低，浸麦时间延长。浸麦用水温度一般在10～20℃之间，最好在13～18℃。•(2)麦粒大小麦粒大小不一，吸水速度也不一样。为了保证发芽整齐，麦粒整齐程度很重要。•(3)麦粒性质粉质粒大麦比玻璃质粒大麦吸水快；含氮量低、皮薄的大麦吸水快。•(4)通风通风供氧可增强麦粒的呼吸和代谢作用，从而加快吸水速度，促进麦粒提前萌发。(三)、浸麦方法及控制•浸麦方法很多，常用的方法有间歇浸麦法、喷淋浸麦法等。1.间歇浸麦法(浸水断水交替法)•此法是浸水和断水交替进行。即大麦每浸渍一定时间后就断水，使麦粒接触空气。浸水和断水交替进行，直至达到要求的浸麦度。在浸水和断水期间需通风供氧。根据大麦的特性、室温、水温的不同，常采用浸二断六、浸四断四、浸六断六、浸三断九等方法。•现以浸四断四法为例介绍操作要点：•(1)浸麦槽先放入12～16℃清水，将精选大麦称量好，把浸麦度测定器放入浸麦槽，边投麦，边进水，边用压缩空气通风搅拌，使浮麦和杂质浮在水面与污水一道从侧方溢流槽排除。不断通过槽底上清水，待水清为止，然后按每m3水加入1.3kg生石灰的浓度加入石灰乳（也可加入其他化学药剂）。•(2)浸水4h后放水，断水4h，此后浸四断四交替进行。•(3)浸渍时每1h通风一次，每次10～20min左右。•(4)断水期间每小时通风10～15min，并定时抽吸二氧化碳。•(5)浸麦度达到要求，萌芽率达70％以上时，浸麦结束，即可下麦至发芽箱。此时应注意浸麦度与萌芽率的一致性，如萌芽率滞后应延长断水时间，反之，应延长浸水时间。2.喷雾(淋)浸麦法•此法是浸麦断水期间，用水雾对麦粒淋洗，既能提供氧气和水分，又可带走麦粒呼吸产生的热量和放出的二氧化碳。由于水雾含氧量高，通风供氧效果明显，因此可显著缩短浸麦时间，还可节省浸麦用水(比断水浸麦法省水25％～35％)。•操作方法如下：•(1)洗麦同浸断法，然后浸水2～4h，每隔1～2h通风10～20min。•(2)断水喷雾8～12h，每隔l～2h通风10～20min(最好每1h通风10min)。•(3)浸水2h，通风一次10min。每次浸水均通风搅拌10～20min。•(4)再断水喷雾8～12h，反复进行，直至达到浸麦度，停止喷淋，控水。2h后出槽，全过程约48h。•生产中还有一些其他浸麦方法，如温水浸麦法、快速浸麦法、长断水浸麦法等。•常用的浸麦设备有传统的柱体锥底浸麦槽、新型的平底浸麦槽等。§3-3、发芽(一)、大麦发芽的目的•发芽目的是使麦粒生成大量的各种酶类，并使麦粒中一部分非活化酶得到活化增长。随着酶系统的形成，胚乳中的淀粉、蛋白质、半纤维素等高分子物质得逐步分解，可溶性的低分子糖类和含氮物质不断增加，整个胚乳结构由坚韧变为疏松，这种现象被称为麦芽溶解。(二)、发芽过程中主要物质的变化•1.淀粉的变化•2.蛋白质的变化•3.半纤维素和麦胶物质的变化•4.酸度的变化•5.酶的形成(三)、发芽的方法与发芽工艺技术条件的确定•1.发芽的方法发芽方法主要有地板式发芽和通风式发芽两种。发芽设备有间歇式和连续式等多种不同的形式。古老的地板式发芽由于劳动强度大、占地面积大、受外界温度影响大等缺点，已被淘汰。现在普遍采用通风式发芽。通风式发芽是厚层发芽，以机械通风的方式强制向麦层通入调温、调湿的空气，以控制发芽的温度、湿度、氧气与二氧化碳的比例，达到发芽的目的2.发芽工艺技术条件•(1)发芽水分大麦经过浸渍以后水质量分数约在43％～48％，制造深色麦芽宜提高至45％～48％，而制造浅色麦芽一般控制在43％～46％。在发芽过程中，由于呼吸产生热量以及麦粒中水分蒸发等原因，发芽室必须保持一定的相对湿度。通风式发芽法，室内的空气相对湿度一般要求在95％以上。•(2)发芽温度发芽温度一般分为低温、高温、低高温结合等几种情况。•(3)麦层中氧气与二氧化碳发芽初期麦粒呼吸旺盛，品温上升，二氧化碳浓度增大，这时需通入大量新鲜空气，提供氧气，以利于麦芽生长和酶的形成。特别要防止因麦粒内分子间呼吸造成麦粒内容物的损失，或产生毒性物质使麦粒窒息。•(4)发芽时间发芽时间是由多种条件决定的。•(5)光线发芽过程中必须避免光线直射，以防止叶绿素的形成。（四)、对发芽质量的判断•发芽操作结束得到的麦芽称为绿麦芽。对发芽的质量主要从两方面来判断：一是物质的转化，主要表现在根芽、叶芽的生长以及胚乳的溶解上；二是物质的消耗，要求在合理的物质转化条件下，尽量减少物质的消耗。1.根芽和叶芽的判断•浅色麦芽的根芽较短，一般为麦粒长度的1～1.5倍；深色麦芽的根芽较长，一般为麦粒的2～2.5倍。根芽生长强壮、发育均匀是发芽旺盛和麦粒溶解均匀的象征。•叶芽的长度视麦芽种类不同而异。在生产正常的条件下，叶芽长度不足，麦芽溶解度低，粉状粒少，酶活力低；如果叶芽过长，麦芽溶解过度，则麦芽浸出率低。对浅色麦芽来说，叶芽平均长度应相当于麦粒长度的0.7左右，3/4者应占75％以上；对深色麦芽一说，其平均长度应相当于麦粒长度的0.8以上，3/4～1者应占75％以上。2.溶解度的判断•（1）感官判断将绿麦芽的皮剥开，以拇指和食指将胚乳搓开，如呈粉状散开，且感觉细腻者即为溶解良好的麦芽；虽能碾开但感觉粗重者为溶解一般；不能碾开而成胶团状者为溶解不良。•将干麦芽切断，其断面为粉状者为溶解良好；呈玻璃状者为溶解不良；呈半玻璃状者介于两者之间。•用口咬干麦芽，疏松易碎者为溶解良好；坚硬不易咬断者为溶解不良。§3-4、绿麦芽干燥(一)、绿麦芽干燥的目的•绿麦芽干燥的目的是：①除去绿麦芽多余的水分，防止腐败变质，便于贮藏；②终止绿麦芽的生长和酶的分解作用；③除去绿麦芽的生腥味，使麦芽产生特有的色、香、味；④便于干燥后除去麦根。麦根有不良苦味，如带入啤酒，将破坏啤酒风味。(二)、绿麦芽干燥的变化1.麦芽干燥期间的生物、化学变化阶段•（1）生理变化阶段此阶段麦芽水分不低于20％，干燥温度不超过40℃。该阶段麦粒的叶芽继续生长，胚乳细胞继续溶解，低分子的糖类和可溶性含氮物不断增加，物质的转变与与发芽时基本一样。•（2）酶作用阶段此阶段温度为40～75℃，麦粒的生命活动停止，叶芽生长停止，但麦粒体内的酶的活力继续发挥作用，水溶性浸出物和可发酵性浸出物不断增加。•（3）化学变化阶段此阶段干燥温度在75℃以上，麦粒水分进一步下降，除极少数酶有微弱活性外，其余酶的作用停止，焙焦过程开始。此时的物质变化主要是由于高温引起化学变化，使麦芽产生应有的色、香、味。2.麦芽干燥期间的物质变化•（1）水分变化一般绿麦芽含水质量分数为4l％～46％。通过干燥，浅色麦芽水分要降至3.0％～5.0％，深色麦芽水分要降至1.5％～3.5％。•（2）酶的变化•（3）碳水化合物的变化•（4）半纤维素的分解•（5）含氮物的变化•（6）类黑素的形成•（7）酸度的变化•（8）多酚物质的变化§3-5、干麦芽的处理和贮藏•干麦芽的处理包括干燥麦芽的除根、冷却以及商业性麦芽的磨光等。•干麦芽处理的目的是：①尽快除去麦根。麦根中含有43％左右的蛋白质，具有不良苦味，而且色泽很深，如带入啤酒，会影响啤酒的口味、色泽以及非生物稳定性。②除根后要尽快冷却，以防淀粉酶被破坏。③经过磨光，提高麦芽的外观质量。（一）、除根•出炉麦芽的麦根吸湿性很强，应在24h内完成除根操作，否则，麦根将很易吸水难以除去。除根设备常用除根机，除根机有一个缓慢转动的带筛孔的金属圆筒，内装搅刀，滚筒转速以20r／min为宜，搅刀转速为160～240r／min，与滚筒转动方向相同。麦根靠麦粒间相互碰撞和麦粒与滚筒壁撞击作用而脱落。除根后的麦芽再经一次风选，除去灰尘及轻微杂物，并将麦芽冷却至室温（20℃左右），入库贮藏。(二)、干麦芽的贮藏•除根后的麦芽，一般都经过6～8周(最短1个月，最长为半年)的贮藏后，再用于酿酒。主要原因有：(1)在干燥操作不当时产生的玻璃质麦芽，在贮藏期间会产生变化，向好的方面转化。(2)经过贮藏，麦芽的蛋白酶活性与淀粉酶活性得以恢复和提高，有利于提高糖化力。(3)提高麦芽的酸度，有利于糖化。(4)麦芽在贮藏期间吸收少量水分后，麦皮失去原有的脆性，粉碎时破而不碎，有利于麦汁过滤。（三）、磨光•商业性麦芽厂在麦芽出厂前还经过磨光处理，以除去附着在麦芽上的脏物和破碎的麦皮，使麦芽外观更漂亮。麦芽