啤酒酿造工艺学(麦芽制造)

第三章麦芽制造给产品一个合理的定位制麦由原料大麦制成麦芽，习惯上称为制麦。制麦的目的在于：–使大麦发芽，产生多种水解酶，以便通过后续糖化使淀粉和蛋白质得以分解；–绿麦芽烘干过程中还能产生必要的色、香和风味成分。制麦过程大体可分为清选分级、浸麦、发芽、干燥、除根等过程第一节麦芽制造基本工艺过程给产品一个合理的定位原料大麦糠灰、杂质、铁粗选杂谷类杂谷分离成品麦芽2.2mm大麦分级贮藏2.2mm以上大麦除根麦根和破皮称量贮藏干燥热空气石灰水、空气等浸麦绿麦芽湿大麦（含水43%~48%）发芽空气麦芽制造工艺过程给产品一个合理的定位大麦粗选•处理原大麦的第一台机器是粗选分离机。它对大麦进行以下两方面的粗选：•利用分离筛，去除杂物(如绳头，木块等)和相粒(如沙子，碎木等)。•去除带有轻微杂质的粉尘空气。•振动筛筛析出较大和较小的杂质；•通过离心沉降粉尘箱，可分离并除去抽吸空气中的大部分轻微杂质。第二节大麦清选与分级给产品一个合理的定位给产品一个合理的定位为了不出现以下由于铁块带来的损伤，所以在原大麦处理流程开始时多安有磁铁除铁器：机器损伤机器快速运转时出现火花这些火花可能导致灰尘爆炸和火灾除铁给产品一个合理的定位去石给产品一个合理的定位除芒大麦分级•第一级，I类大麦或全大麦：是指截留在2.5mm筛上的大麦。全大麦由颗粒最大、腹径最宽的麦粒组成。这类麦粒的浸出率最高，最适合生产麦芽和酿制啤酒。全大麦的比例应尽可能高，这是大麦重要的质量恃征之一，决定了大麦的价格。•第二级，Ⅱ类大麦或工业大麦：这类大麦是指能穿过2.5mm筛但被截留于2.2mm筛面上的大麦。此类大麦应尽可能少，它应用特殊制麦方法单独处理。•第三级，瘪大麦：指能穿过2.2mm筛的大麦，它不能用于麦芽生产，但可用作饲料。给产品一个合理的定位洗麦•利用麦粒在水中的翻腾、倒泵(槽)和其它的机械方式，使用浸麦水洗出麦粒中许多不同的化学物质。•还有鞣质、苦味物质、硅酸和麦皮蛋白质等也溶于水中。•麦粒表面霉菌等微生物去除，防止喷涌。第三节洗麦与浸麦浸麦工艺操作浸麦质量考评•浸麦度：43~48%•露点率：大麦根部的白点，越高越好，表示浸麦是否均匀发芽过程中的物质变化发芽时的麦粒生长变化过程a)发芽第一天b)发芽第三天c)发芽第五天．(1)根芽(2)叶芽生长过程(1)根芽：在浸泡即将结束时，根芽会从麦粒底部长出并可看得见；(2)叶芽：叶芽穿破麦粒种皮长出，但穿破不了谷皮。它沿麦粒背部下端向顶部生长。第四节发芽生理与发芽条件发芽麦粒中酶的形成示意图{1)盾状体上的上皮层，(2)糊粉层，(3)赤霉酸和类赤霉酸物质(4)β-葡聚糖酶，(5)α-淀粉酶，(6)蛋白酶，(7）磷酸酯酶，(8)β-淀粉酶酶的形成酶的形成和活化是制麦过程中一个重要步骤。大麦中已存在一定量的酶。在发芽期间，酶逐步游离或形成。大麦和麦芽中含有许多酶和复合酶，我们感兴趣的主要有：•淀粉分解酶，α-淀粉酶和β-淀粉酶；•细胞溶解酶，β-葡聚糖酶，木聚糖酶；•蛋白分解酶；•磷酸酯酶。发芽过程中的物质转化发芽过程中不仅发生了酶的形成和积累，而且一定程度上还需要酶的作用为胚提供营养物质。因此酶影响着物质转化，它将高分子物质转化为低分子物质。为满足发芽过程中呼吸或合成新细胞的需要，分解产物被输送至胚部，这就意味着损失。所以制麦应限制呼吸和新细胞组织的合成。下列物质的转化对制麦特别重要，即淀粉和蛋白质分解过程。发芽过程中的物质转化•胚乳中的淀粉细胞：完好的细胞壁被部分剖开，借此我们可以观察淀粉细胞的内部情况，可清楚辨认出大颗粒的淀粉粒(直径约30μm)和小颗粒的淀粉粒(直径约5μm)。大麦淀粉中缺少中等大小的淀粉颗粒。淀粉颗粒很牢固地贮存在淀粉细胞中。•淀粉细胞：淀粉细胞像一个小布袋一样装着淀粉颗粒。从图中已切开的淀粉细胞中，我们可明显看到淀粉颗粒正从淀粉细胞中涌出。淀粉细胞的坚固结构使大麦具有坚固的很难粉碎的麦粒内容物。•坚固的细胞壁变得支离破碎并可渗透：部分细胞壁通过酶的作用而溶解，原有的坚固结构变成有孔洞的、可渗透的结构。从图中可以看到细胞内的物质可以出去了。麦粒逐渐变疏松、可搓碎，这就是我们所说的溶解。•糊粉层：糊粉层包围着胚乳，不含淀粉而由多层富含蛋白质。(1)发芽是一个强烈的生命过程，麦粒仅在水分足够时才会发芽，发芽期间的发芽物水分须保持在40％以上。一部分水分被挥发，同时由于呼吸又会形成一部分水分(发汗)。如果由于呼吸形成的水分不够，则必须给麦粒提供水分。(2)因为呼吸逐渐强烈，所以应给发芽物提供足够的氧气。供氧通风越强烈，麦粒内容物被呼吸损耗越多。若供氧通风不足，则会产生分子内呼吸，并导致胚死亡。(3)呼吸使温度升高，由此会增加呼吸损失和根芽损失，并会减少酶的形成。(4)发芽最高温度分别为：比尔森麦芽：17～18℃;深色麦芽：23～25ºC,合理经济的发芽操作应注意调节水分、通风和温度。发芽方法•地板式发芽•通风式发芽•箱式发芽•圆形发芽箱•移动式发芽系统•劳斯曼制麦系统发芽技术条件温度:低温发芽的温度控制为12~16℃，它适合于浅色麦芽的制造；高温发芽温度控制为18~22℃，适于制造深色麦芽；水分:一般应控制在43%~48%之间，制造深色麦芽，浸麦度宜提高到45%~48%，而制造浅色麦芽的浸麦度一般控制在43%~46%之间。相对湿度:发芽时一般要保持空气在相对湿度95%以上。氧气:在发芽初期，充足的氧气有利于各种内酶的形成，此时CO2不宜过高；而发芽后期，应增大麦层中CO2的比例，通风式发芽麦层中的CO2浓度很低，后期通风应补充以回风。发芽时间:一般控制在6天左右，深色麦芽为8天左右。箱式发芽•将浸渍完毕的大麦带水送入发芽箱，铺平后开动翻麦机以排出麦层中的水。麦层的高度以0.5~1.0米为宜。•发芽温度控制在13~17℃，一般前期应低一些，中期较高，后期又降低。•翻麦有利于通气、调节麦层温湿度，使发芽均匀。一般在发芽的第一、二天可每隔8~12小时翻一次，第3~5天为发芽旺盛期应每隔6~8h翻一次，第6~7天为12h翻一次。•通风对调节发芽的温度和湿度起主要的作用，一般发芽室的湿度应在95%以上，•由于水分蒸发，应不断通入湿空气进行补充。又由于大麦呼吸产热而使麦层温度升高，所以应不断通入冷空气降温，必要时进行强通风。•通风方式有间歇式和连续式两种，可根据工艺要求选用。•直射强光会影响麦芽质量，一般认为兰色光线有利于酶的形成。发芽周期为6~7天。１-排风２-翻麦机３-螺旋翼４-喷雾室５-进风６-风机７-喷嘴８-筛板９-风道１０-麦层１１-走道萨拉丁发芽箱示意图发芽工艺评价•检查发芽工作的原则：生产比尔森型麦芽时，要防止内容物过度分解，以免形成过多的糖和氨基酸，以及大量的二甲基硫和活性二甲基硫前驱体DMS-P。•发芽温度应缓慢上升，最高温度为17～18C；•根芽应短肥，长度为麦粒的1.5～2倍。根芽过长降低质量；•平均叶芽长度应为麦粒的2／3～3／4，不得超过麦粒长度；•发芽结束，绿麦芽水分应比浸麦结束时的水分低1％左右；•绿麦芽气味应新鲜，黄瓜味；不得有酸味、霉味、腐烂味。•在生产深色麦芽时应侧重于加强内容物的分解，因为在干燥时要形成色泽物质，就必需有足够的糖和氨基酸。绿麦芽干燥绿麦芽干燥过程可分为凋萎期、焙燥期、焙焦期三个阶段：（1）凋萎期：一般从35~40℃起温,每小时升温2℃，最高温度达60~65℃，需时15~24小时(视设备和工艺条件而异)。此期间要求风量大，每2~4小时翻麦一次。麦芽干燥程度为含水量10%以下。但必须注意的是麦芽水分还没降到10%以前，温度不得超过65℃。（2）焙燥期：麦芽凋萎后，继续每小时升温2~2.5℃，最高达75~80℃，约需5h，使麦芽水分降至5%左右。此期中每3~4h翻动一次。（3）焙焦期：进一步提高温度至85℃，使麦芽含水量降至5%以下。深色麦芽可增高焙焦温度到100~105℃。整个干燥过程约24~36h。第五节麦芽干燥双层干燥炉的操作酶不应钝化失活“比尔森”型麦芽干燥时温度和水分的变化经干燥的麦芽应用除根机除掉麦根，同时具有一定的磨光作用。在商业性麦芽厂中，麦芽在出售前还要使用磨光机进行磨光，以除去麦芽表面的水锈或灰尘，保证麦粒外表美观、口味纯正、收得率高。新干燥的麦芽还必须经过至少一个月时间的储藏，才能用于酿造。除根与抛光•100kg大麦并不能得到100kg麦芽。•制成麦芽量与投入大麦量的百分比被称为“麦芽收得率”。•麦芽收得率与100％的差值称为“制麦损失”。•麦芽收得率应尽可能高，制麦损失应尽可能小。•生产“比尔森”型麦芽时，100kg清选大麦平均可得到：•100kg下料浸渍大麦，•148kg浸渍了的湿大麦，•140kg绿麦芽，•78kg出炉麦芽，•80kg贮存麦芽，•损失为：20kg。制麦收得率制麦损失