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第三章 麦芽汁 制备工艺,糊化,概述 糖化流程分为: (1) 粉碎麦芽和谷物 (2) 经糖化制成麦芽汁 (3) 浸出物与麦糟经过滤分离 (4) 麦汁加酒花煮沸 (5) 麦汁冷却 好的麦芽质量,是整个麦芽汁制备流程正常进行的前提。,麦汁制备所遵循的原则: (1)原料中有用物质得到最大的萃取。 1T混合原料12p 6.0-6.2m3 (2)有害物质,对啤酒风味、稳定性有副作用的物质最少进入。 (3) 物质的绝对数量和配伍符合啤酒规范。 如:淀粉各种糖类、糊精的配比 (4) 在啤酒酿造中,应用最短时间和最小的能量。,第一节 原料粉碎 一、麦芽粉碎方法 1 干法粉碎 现在厂家大多选用五、六辊式粉碎 干法粉碎的调节原理 (1) 麦芽粉碎各部分对浸出率影响: 麦芽皮壳部分,主要由纤维素、半纤维素、木质、无机盐、色素物质等组成,在糖化时很少溶解,占浸出物的比例低。 麦芽粗粒部分是由麦芽中胚乳溶解较差的部分组成(对一粒麦芽常常是麦尖部分胚芽),在糖化时溶解困难,如这部分比例大,浸出物收率就会降低。 麦芽粉和微粉是溶解特别好的胚乳,糖化时极容易被酶分解成麦芽糖,如这部分比例大,浸出物收率就商,但由于蛋白质过度分散可能造成过滤困难或麦汁不澄清。,(2) 麦芽性质和粉碎度的控制 溶解良好的良好麦芽,胚乳组织疏松、胚乳物质已经得到良好和恰当的分解,并且富含水解酶,糖化时十分方便,因此,这种麦芽可以粉碎得粗一些。 溶解不良的麦芽,胚乳坚硬,含水解酶少,糖化比较困难,这种麦芽粉碎时,应适当细一些。但如果过细(细粉、微粉太多),糖化虽容易,而麦芽醪过滤困难,甚至会降低总收率。 刚出炉的麦芽或贮存吸水不足(低于6.0);的麦芽,太脆,粉碎时很容易把皮壳粉碎得太细,影响过滤。水分超过10的麦芽,粉碎时胚乳易压成片状,达不到适宜的粉碎度。 (3) 糖化方法对粉碎度的要求: 采用快速速糖化或采用浸出糖化法,麦芽的粉碎度应大一些;反之,若采用长时间糖化法或二次、三次煮出糖化法,粉碎度可以小一些,(4) 麦芽醪过滤方法对粉碎的要求 采用过滤槽法,其推动力是液体静压,过滤介质是麦芽皮壳等不溶性物质,它对麦芽粉碎的要求严格,要求皮壳尽可能完整。胚乳部分以粗、细粒为主,粉和徽粉比例适当小些,这样才能顺利过滤。 采用压滤机过滤,过滤推动力是泵送压力,比静压大得多。过滤介质主要是涤纶滤布和皮壳,因此,对粉碎的要求低,麦芽粉碎细一些。并不影响过滤速度,反而可提高浸出物收率 2 回潮干法 方法:麦芽在短时间内通蒸汽或热水,使麦壳增湿,胚乳水分不变,粉碎时皮壳完整。 如蒸汽回潮法:通50kPa的饱和蒸汽3040s,总水分增加0.71.0%,麦芽温度4045 特点: 皮层完整 ,皮壳易检出,利于过滤,过滤时间可缩短1015%。,湿法 特点:皮壳不易 破,利于过滤 但耗电多,粉碎 耗时多,糖化不 均匀。,进糖化用水,浸泡,冲洗,糖化下料,泵,混合箱,粉碎辊,进料辊,进水调节,4 连续浸渍湿法粉碎 (70年代) 方法:麦芽在浸渍室温水浸60s,含水达23-25%,进粉碎机,边喷水边粉碎,粉碎后直接落入糖化锅,或调浆后泵入。 特点:辊负荷减少,耗电与干法近似,溶解均匀性好。 二、非发芽谷物粉碎 可用磨盘式磨米机,粉碎度大。,第二节 糖化工艺 一、 原则 (1)尽量全部水解成可溶性,麦芽、辅料中淀粉 99-100%转化为DP12糊精不溶) (2) 根据不同要求,糊精与麦芽糖有一定比例,称 糖:非糖 (3) 尽可能减少高分子蛋白质 对于蛋白质分解的-氨基酸 要求:0.150.20mg -N/g浸出物 (4)尽可能减少脂肪、谷皮酸、类黑精、多酚类、灰分物质溶解,二、 糖化时的主要物质变化 1、非发芽谷物中淀粉的糊化和液化, 糊化过程:. 影响糊化的因素: 某些电解质(如酸、碱、钙盐等)降低糊化温度,机械碾磨可降低糊化温度,高硫酸盐抑制糊化,液化酶可降低糊化温度及加速糊化。一般加15-30%的麦芽或- 淀粉酶(6-8u/g原料)。 2、淀粉的糖化 (1)、淀粉糖化的要求 麦汁极限发酵度大于70-75% 浸出物12P 含麦芽糖9.08 , 糖:非糖 = X:(P-X) = 9:(12-9) = 1:0.33(深色0.3-0.5),(2)、糖化过程中的淀粉酶,(3)、影响淀粉水解工艺的因素 麦芽的选择:(麦芽/辅料比) 非发酵谷物的添加:非发酵谷物种类、糊化液化程度及添加数量影响到糖化, 粉碎度的调节 糖化温度的影响,-酶的特点 :完成液化,发酵产物得率低 -淀粉酶:从非还原末端切,作用时间长 - ,-淀粉酶量: kg投料量所需 2000 wk 糖化时间短,可发酵糖高 15002000 满足要求 1500 糖化时间长,可发酵糖低 糖化醪pH的影响,麦芽糖化的最适温度和最适pH 最适温度 最适pH 最高浸出物收率 6568 5.25.4 麦汁最高发酵度 6365 5.35.4 - 淀粉酶最高活性 70 5.35.7 - 淀粉酶最高活性 6365 5.6(醪) 水溶性含氮物质最大 5055 5.0(麦汁) 糖化醪浓度的影响 糖化醪浓度大,黏度大,会影响酶对作用基质的渗透,降低淀粉的水解速度,降低还原糖的积累,抑制酶对淀粉的作用,浓度一般以20-40%为宜。, 糖化终点的判断 用 0.1mol/L的碘液显色 糊化淀粉 高分子糊精 中高分子糊精 紫色至红色 低分子糊精 麦芽三糖 麦芽糖 葡萄糖,变蓝色,不正常,不变色,正常,3、 糖化过程蛋白的水解 (1)蛋白质及其水解产物和啤酒的关系,可溶性氮及肽类作用: 为风味及泡持性的重要物质,使啤酒醇厚丰满,反之,相反。但太多,使啤酒稳定性差。 (2)定型麦汁含氮组分的要求 可溶性氮要求 氨基氮 全麦啤酒:900-1000mg/L 加辅料、浓醇性啤酒:700-800mg/L 淡爽型: 600-700mg/L 氨基氮:占麦汁总氮的25-35% 高分子可溶氮:不超过15%,(3)麦芽中蛋白酶及其性质,蛋白酶,羧肽酶,氨肽酶,二肽酶,(4)糖化过程中麦芽蛋白质水解的控制 糖化过程中影响蛋白质分解的主要因素 a 麦芽的溶解情况 b 糖化过程中温度、pH、糖化时间的影响 c 糖化醪浓度对蛋白质分解的影响,三、糖化过程的其他变化 1、-葡聚糖的分解 2、麦芽谷皮成分的溶解 皮壳成分溶解主要取决的因素 (1)麦芽皮壳含量 (2)麦芽皮壳粉碎度 (3)水解和糖化醪pH的影响 (4)糖化作业时间和过滤时间的影响 (5)糖化方法 3、滴定酸度和pH的变化,五、糖化方法与设备 (一)、种类 三次煮出糖化法 煮出糖化法 两次煮出糖化法 一次煮出糖化法 升温浸出糖化法 糖化方法 浸出糖化法 降温浸出糖化法 复式一次煮出糖化法 其他 复式浸出糖化法 谷皮分离糖化法 外加酶制剂糖化法 特殊糖化法,(二)、糖化过程控制方式 (1)酸休止:利用麦芽中磷酸酯酶对麦芽中菲汀(植酸钙镁盐)的水解,产生酸性磷酸盐;利用乳酸菌繁殖产乳酸,此工艺条件是:温度为3537,pH5.25.4,时间为3090min。 (2)蛋白质休止:利用麦芽中羧基肽酶分解多肽形成氨基酸(-氨基氮)和利用内切肽酶分解蛋白质形成多肽和氨基酸。蛋白质休止最佳pH为5.25.3,最适温度:形成-氨基氮为4550,形成可溶性多肽为5055,作用时间为10120min。,(3)糖化分解:淀粉水解成可溶性糊精和可发酵性糖,对麦芽中淀粉酶催化形成可发酵性糖,最适温度为6065(62.5)。淀粉酶最适活性温度为70。这两个酶共同作用,最适pH为5.55.6,作用时间为30120 min。 (4)糖化终了:无论哪一种糖化方法,糖化终了,必须使醪中除了淀粉酶以外,其他水解酶均失活(钝化),此温度为70一80。在此温度范围内主要依据需保留淀粉酶的量及考虑到过滤的需要。,采用上限温度,醪粘度小,过滤加快,有害物质溶解多,淀粉酶残留少。 (5)100煮出:部分糖化醪加热至100,主要利用热力作用,促进物料的水解,特别是使生淀粉彻底糊化、液化,提高浸出物收率。 (6)酶制剂和添加剂的应用: 二、糖化方法,1、三次煮出糖化方法 麦水混合:将每锅所需的麦芽粉送入糖化槽与糖化水混合,使温度保持35-37,30-60min. 第一次煮沸:将三分之一浓醪液泵入糊化锅,其余三分之二留在糖化锅。加热到50 ,休止20S,升温到70 ,休止15-20min,最后以1/min的速率升温到100 ,使糊化锅内浓醪液煮沸。 一次浓醪泵回糖化槽,温度升至50-55,进行蛋白质休止,时间20-90min,注意搅拌。, 第二次煮沸:三分之一泵入糊化锅,升温至70 ,保温10min,以1/min的速率升温到100 煮沸。 二次泵回糖化锅: 升至62-70,糖化30-60min。糖化所需要的时间,用0.1mol/L碘和碘化钾测试,液体无色或浅红色。 第三次煮沸: 静置,将上面清醪泵入糊化锅,迅速升温,煮沸。 三次泵回糖化:75-78终止糖化,10min结束。,2、二次煮出糖化方法,3、一次煮出糖化方法,4、复式一次煮出糖化法(见下图) 5、复式浸出糖化法(煮-浸法),6、高温短时糖化法,几种糖化方法的比较 方法 特点及应用 煮出糖化方法 耗能、耗时,麦香味好,多次法 用于深色特种啤酒 复式一次煮出法 可用于大米、玉米等辅料。 用于各类原料酿浅色啤酒如比尔森型 复式浸出 残糖少、泡沫好,常用于淡爽 糖化法 高温短时 浸出率高,糖化锅需为密封性的 糖化法,。,(三)、糖化设备与糖化体系 1、二锅法 小厂(3000T/Y) 糊-煮 投料量3次/天 糖-过 1030m 锅糊、煮、糖 2次/天 槽过 2、四锅法 糊、糖(3h),过(34h)、煮(2h) 5次 分10、15 、35、50、100m 3、三锅二槽体系(1.510万T/Y) 35m 50m 67次,灵活! 4、六锅体系(老厂改造) 糊、糖 ,2个过滤 ,2个煮沸, 89次 以煮沸锅定产的麦汁计量 以时间最长的定糖化周期,第三节 麦芽醪过滤 一、目的:除去麦糟及尽可能减少有害物质,如麦壳多酚、色素、苦味物及麦芽中高分子蛋白质、脂肪、-葡聚糖,得到澄清液体。 二、方法 1、静压过滤(液柱高度2m)过滤槽法,85的工厂采用。 2、外压过滤(压力515水柱)压滤机法,1014的工厂采用。 3、负压过滤(抽出造成负压),三、步骤 顶热水 泵醪液 静置 混浊麦汁回流 头号麦汁 洗涤麦槽 麦槽排走 二号麦汁 头号麦汁:麦芽经粉碎、糖化、过滤后制成的浸出物溶液。 二号麦汁:洗槽后得到的浸出物溶液 洗糟要求:残液浓度0.7或1.0Bx,3040cm麦糟 530min,510min,连续洗糟 两次或三次洗糟,洗赃物、除气泡 预热筛板,4590min,过滤方法比较 过滤槽 压滤机 渗出过滤槽 时间(h/批) 2.53.5 2.02.5 1.52.0 昼夜批次 67 810
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