啤酒生產技術 麥汁製造

2023-02-08 20:06:02 字數 4329 閱讀 7853

第四章麥汁製造

麥汁製造又稱糖化,其工藝流程如下:

麥芽→粉碎→麥芽粉→麥芽醪(蛋白質分解)↘ 酒花熱凝固物

糖化→過濾→煮沸→熱麥汁→迴旋沉澱槽

大公尺(輔料) →粉碎→大公尺粉→公尺粉醪(糊化o2↘ ↓

發酵←冷麥汁←薄板冷卻

§4-1 原料、輔料的粉碎

一、粉碎的目的與要求

1.粉碎的目的原料、輔料粉碎後,增加了比表面積,糖化時可溶性物質容易浸出,有利於酶的作用。

2.粉碎的要求麥芽皮殼應破而不碎。如果過碎,麥皮中含有的苦味物質、色素、單寧等會過多地進入麥汁中,使啤酒色澤加深,口味變差;還會造成過濾困難,影響麥汁收得率。

胚乳粉粒則應細而均勻。

輔助原料(如大公尺)粉碎得越細越好,以增加浸出物的收得率。

二、粉碎方法與裝置

1.麥芽粉碎方法麥芽粉碎有乾法粉碎、濕法粉碎和回潮粉碎等三種方法。

乾法粉碎是傳統的粉碎方法,要求麥芽水分在6%~8%,其缺點是粉塵較大,麥皮易碎。

濕法粉碎是先將麥芽用50℃水浸泡15~20min,使麥芽含水質量分數達25%~30%之後,再用濕式粉碎機粉碎,並立即加入30~40℃水調漿,幫浦入糖化鍋。優點是麥皮較完整,對溶解不良的麥芽,可提高浸出率1%~2%;缺點是動力消耗大。

回潮粉碎又叫增濕粉碎。可用0.05mpa蒸氣處理30~40s,增濕l%左右。

也可用水霧在增濕裝置中向麥芽噴霧90~120s,增濕1%~2%,可達到麥皮破而不碎的目的。蒸氣增濕時,應控制麥芽品溫在50℃以下,以免引起酶的失活。

2.粉碎裝置麥芽粉碎常用輥式及濕式粉碎裝置。輥式裝置根據輥的數量又可分為對輥式、四輥式、五輥式、六輥式等。錘式粉碎機極少使用。

對輥式粉碎機是最簡單的粉碎機,主要由一對平行安裝的拉絲輥,以相反轉向運轉來將麥芽粉碎。對輥式粉碎機存在著粉碎度較難控制的缺陷。

以對輥式粉碎機為基礎發展起來的四輥式、五輥式、六輥式等型別的麥芽粉碎機,粉碎效能有了極大的提高,可適用於各種麥芽的粉碎,並可使粉碎度更能符合釀造需要。

輔料粉碎多用對輥式粉碎機,也有採用磨盤式磨公尺機。

3.粉碎度的調節粉碎度是指麥芽或輔助原料的粉碎程度。通常是以穀皮、粗粒、細粒及細粉的各部分所佔料粉質量的質量分數表示。

一般要求粗粒與細粒(包括細粉)的比例為1:2.5~3.

0為宜。麥芽的粉碎度應視投產麥芽的性質、糖化方法、麥汁過濾裝置的具體情況來調節。

(1)麥芽性質對於溶解良好的麥芽,粉碎後細粉和粉末較多,易於糖化,因此可以粉碎得粗一些。而對溶解不良的麥芽,玻璃質粒多,胚乳堅硬,糖化困難,因此應粉碎得細一些。

(2)糖化方法不同的糖化方法對粉碎度的要求也不同。採用浸出糖化法或快速糖化法時,粉碎應細一些;採用長時間糖化法或煮出糖化法,以及採用外加酶糖化法時,粉碎可略粗些。

(3)過濾裝置採用過濾槽法,是以麥皮作為過濾介質,要求麥皮盡可能完整,因此麥芽應粗粉碎。採用麥汁壓濾機,是以滌綸濾布和皮殼作過濾介質,粉碎應細一些。

麥芽及輔料的粉碎度可通過對糖化收得率、過濾時間、麥汁濁度以及碘液顏色反應的分析檢驗結果來調節。

操作時,可用厚薄規和調節手柄調整輥的間距,並通過取樣,感觀檢查麥皮的粗粒和細粉的比例,判斷粉碎度的好、壞。溼粉碎還可通過漂浮在過濾麥汁中的顆粒數量的多少來判斷粉碎度的大小。

§4-2 糖化

一、糖化的基本概念

糖化是指利用麥芽本身所含有的各種水解酶(或外加酶製劑),在適宜的條件(溫度、ph值、時間等)下,將麥芽和輔助原料中的不溶性高分子物質(澱粉、蛋白質、半纖維素等)分解成可溶性的低分子物質(如醣類、糊精、氨基酸、肽類等)的過程。由此制得的溶液就是麥汁。麥汁中溶解於水的幹物質稱為浸出物,麥芽汁中的浸出物含量與原料中所有幹物質的質量比稱為無水浸出率。

糖化的目的就是要將原料和輔助原料中的可溶性物質萃取出來,並且創造有利於各種酶作用的條件,使高分子的不溶性物質在酶的作用下盡可能多地分解為低分子的可溶性物質,製成符合生產要求的麥汁。

糖化過程是一項非常複雜的生化反應過程,也是啤酒生產中的重要環節。糖化的要求是麥汁的浸出物收得率要高,浸出物的組成及其比例符合啤酒發酵生產的要求。而且要降低生產費用,降低成本。

二、糖化時酶的作用、主要物質的變化及影響糖化的因素

1.糖化時主要酶的作用糖化過程中的酶主要來自麥芽本身,有時也用外加酶製劑。這些酶以水解酶為主,包括澱粉分解酶(α-澱粉酶、β-澱粉酶、界限糊精酶、r-酶、α-葡萄糖苷酶、麥芽糖酶和蔗糖酶等);蛋白分解酶(內肽酶、羧肽酶、氨肽酶、二肽酶等);β-葡聚醣分解酶(內-β-1,4葡聚醣酶、內-β-1,3葡聚醣酶、β-葡聚醣溶解酶等)和磷酸酶等。

糖化時主要酶作用的最適條件見表4-1。

(1)澱粉酶澱粉酶是可以水解澱粉為糊精、寡糖和單醣等產物的酶的總稱。

α-澱粉酶是液化型澱粉酶,對熱較穩定。作用於直鏈澱粉時,生成麥芽糖、葡萄糖和小分子糊精;作用於支鏈澱粉時,生成界限糊精、麥芽糖、葡萄糖和異麥芽糖。

β-澱粉酶是一種耐熱性較差,作用較緩慢的糖化型澱粉酶,作用於澱粉時,生成較多的麥芽糖和少量的糊精。

r-酶又稱異澱粉酶,它能將支鏈澱粉分解為直鏈澱粉。

(2)β-葡聚醣酶 β-葡聚醣酶可將粘度很高的β-葡聚醣降解,從而降低醪液的黏度。

(3)蛋白分解酶蛋白分解酶作用於原料中的蛋白質,分解產物為腖、多肽、低肽和氨基酸。

2.糖化時主要物質的變化麥芽中可溶性物質很少,佔麥芽幹物質的18%~19%,為少量的蔗糖、果糖、葡萄糖、麥芽糖等醣類和蛋白腖、氨基酸以及果膠質和各種無機鹽等。麥芽中不溶性和難溶性物質佔絕大多數,如澱粉、蛋白質、β-葡聚醣等。

輔助原料中的可溶性物質更少。麥芽和輔料在糖化過程中的主要物質變化有:

(1)澱粉的分解麥芽的澱粉含量佔其幹物質的50%~60%,輔料大公尺的澱粉含量為幹物質的90%左右。麥芽澱粉顆粒在發芽過程中,因受酶的作用,其外圍蛋白質層和細胞壁的半纖維素物質已逐步分解,更容易受酶的作用而分解。

澱粉的分解分為三個彼此連續進行的過程,即糊化、液化和糖化。

糊化:胚乳細胞在一定溫度下吸水膨脹、破裂,澱粉分子溶出,呈膠體狀態分布於水中而形成糊狀物的過程稱為糊化。糊化時在澱粉酶的參與下,糊化溫度可降低20℃左右,這是在輔料中新增少量麥芽粉或澱粉酶的原因之一。

液化:經糊化的澱粉,在α-澱粉酶的作用下,將澱粉長鏈分解為短鏈的低分子的α-糊精,並使粘度迅速降低的過程稱為液化。生產過程中,糊化與液化兩個過程幾乎是同時發生的。

表4-1 糖化時主要酶作用的最適ph、溫度

糖化:澱粉經糊化、液化後,被澱粉酶進一步水解成醣類和糊精的過程稱為糖化。

①輔料的糊化與液化在啤酒生產中,輔料的糊化與液化是在糊化鍋中進行的。輔助原料主要是澱粉質原料(如大公尺、玉公尺澱粉等),沒有經過發芽,其澱粉顆粒被外圍的蛋白質層和細胞壁包圍。為了提高糊化、液化的效果,生產上通常在輔料中加入15%~20%麥芽或少量的α-澱粉酶(6~8u/g原料),配以適量的水,使其在55℃起就開始糊化、液化。

有時還將輔料公升溫到105~110℃,保溫一段時間,促進胚乳細胞破裂和澱粉的溶出。

輔料糊化要注意避免出現澱粉的老化(或稱回生)現象。老化現象是指糊化後的澱粉糊,在溫度降至50℃以下時,產生凝膠脫水,使其結構又趨緊密的現象。

②澱粉的糖化在啤酒生產中,澱粉的糖化是指輔料的糊化醪和麥芽中的澱粉受到澱粉酶的作用,產生以麥芽糖為主的可發酵性糖和以低聚糊精為主的非發酵性糖的過程。在糖化過程中,隨著可發酵性糖的不斷產生,醪液粘度迅速下降,碘液顏色反應由藍色逐步消失至無色。

可發酵性糖是指麥芽汁中能被啤酒酵母發酵的醣類,如果糖、葡萄糖、蔗糖、麥芽糖、麥芽三糖和棉子糖等。非發酵性糖是指麥芽汁中不能被啤酒酵母發酵的醣類,如低聚糊精、異麥芽糖、戊糖等;非發酵性糖,雖然不能被酵母發酵,但它們對啤酒的適口性、粘稠性、泡沫的永續性以及營養等均起著有益的作用。

在澱粉分解時,應控制好麥汁中可發酵性糖與非發酵性糖的比例。一般濃色啤酒可發酵性糖與非發酵性糖之比應控制在1:0.

5~0.7,淺色啤酒控制在l:0.

23~0.35。必須指出在成品麥汁中不允許有澱粉和高分子糊精存在,因為它們容易引起啤酒混濁。

(2)蛋白質的水解糖化時,蛋白質的水解主要是指麥芽中蛋白質的水解。蛋白質水解很重要,其分解產物影響著啤酒的泡沫、風味和非生物穩定性等。糖化時蛋白質的水解也稱蛋白質休止。

在糖化過程中,麥芽蛋白質繼續分解,但分解的程度遠不及製麥時分解得多。因此,蛋白質溶解不良的麥芽,靠糖化時的蛋白質休止來彌補其不足是難以達到要求的。但這並不意味著不需要進行蛋白質的繼續水解。

麥汁中含氮物質可分為:高分子氮、中分子氮和低分子氮,它們對啤酒的影響是不同的。高分子氮含量過高,煮沸時凝固不徹底,極易引起啤酒早期沉澱;中分子氮含量過低,啤酒泡沫效能不良,過高也會引起啤酒混濁沉澱;低分子氮含量過高,啤酒口味淡薄,過低則酵母的營養不足,影響酵母的繁殖。

因此麥汁中高、中、低分子氮組分要保持一定的比例。據研究,以高分子氮比例為25%左右、中分子氮為15%左右、低分子氮為60%左右較為合適。應當指出的是,這個比例隨大麥種類不同而有所變動。

對溶解良好的麥芽,蛋白質分解時間可短一些;對溶解不良的麥芽,蛋白質分解時間應延長一些,特別是增加輔料用量時,更需要加強蛋白質的分解。

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