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高效制备麦芽汁的学习笔记

【摘要】:麦芽汁的制备是啤酒生产的开始,麦芽汁的制备技术决定着麦芽汁的质量和麦芽汁的收得率,进而影响啤酒的质量和啤酒的产量。麦芽汁制备俗称糖化。麦芽汁的制备工艺流程如图4-5所示。因此在麦芽粉碎时要尽最大可能使麦皮不被破坏。

【教学目标】

知识目标

1.了解麦汁制备的工艺过程和工艺要求。

2.掌握麦芽粉碎的目的要求,麦芽粉碎的方法。

3.了解糖化的目的和要求,糖化、糊化、液化和老化等过程,了解糖化时主要的物质变化。

4.掌握糖化方法及设备,煮出糖化法、浸出糖化法、复式糖化法及酶制剂糖化法不同方法之间的区别。

5.了解糖化曲线的制作,了解不同糖化方法的特点。

6.掌握麦芽醪过滤的工艺过程和方法,麦汁煮沸和添加酒花的目的以及各种物质变化。

7.掌握麦汁处理的要求及工艺流程,了解处理过程中物质变化。

8.掌握麦汁收率和麦汁质量的要求。

技能目标

1.能根据要求完成原料的粉碎。

2.能选择合适的糖化方法完成糖化。

3.能完成麦芽汁的过滤及处理。

4.能计算麦汁的收率,分析判断麦汁的质量。

麦芽汁的制备是啤酒生产的开始,麦芽汁的制备技术决定着麦芽汁的质量和麦芽汁的收得率,进而影响啤酒的质量和啤酒的产量。

麦芽汁制备俗称糖化。它是啤酒生产的重要工序。是将粉碎后的麦芽及辅料中的高分子物质在酶的作用下,转化为低分子的可发酵糖和含氮化合物的过程。

麦芽汁制备主要在糖化车间进行,包括原料的粉碎、糊化、糖化、麦芽醪的过滤、麦汁添加酒花煮沸、麦汁的处理、麦汁冷却、通氧等过程。麦芽汁的制备工艺流程如图4-5所示。

图4-5 麦芽汁的制备工艺流程

子学习单元1 原料粉碎

一、粉碎的目的与要求

制备麦芽汁需尽可能使酶和麦芽内容物接触,并为酶的作用创造适宜的条件,也为麦芽汁的过滤与澄清创设优良的条件。

1.粉碎的目的

麦芽粉碎的目的是:使麦芽表皮破裂,促进内含物与水充分接触,增加了麦芽比表面积,有利于原料吸水膨胀;使其颗粒物质更易溶解,促进可溶性物质溶解,提高糖化效率;促进难溶物质溶解;糖化时可溶性物质容易浸出,有利于酶的作用。

2.粉碎的要求

粉碎时要求麦芽的皮壳破而不碎,胚乳适当的细,并注意提高粗细粉粒的均匀性。辅助原料(如大米)的粉碎越细越好,以增加浸出物的收得率。对麦芽粉碎的要求,根据过滤设备的不同而不同。对于过滤槽,是以麦皮作为过滤介质,所以对粉碎的要求较高,粉碎时皮壳不可太碎,以免因过碎造成麦槽层的渗透性变差,造成过滤困难,延长过滤时间。由于麦皮中含有苦味物质、色素、单宁等有害物质,粉碎过细还会使啤酒色泽加深,口味变差,也会影响麦汁收得率。因此在麦芽粉碎时要尽最大可能使麦皮不被破坏。如果使麦皮潮湿,弹性就会增大,可以更好地保护麦皮不被破碎,加快过滤速度。如若过粗,又会一定程度影响滤出麦汁的清亮度,影响麦芽有效成分的利用,降低麦汁浸出率。

如果采用压滤机,上述所谈的观点均不适用,因为压滤机是以聚丙烯滤布作为过滤介质进行过滤的。所以更适宜细粉碎,以提高收得率。

二、粉碎的方法与设备

1.麦芽粉碎

麦芽粉碎常采用干法粉碎、湿法粉碎、回潮粉碎等方法。

(1)干法粉碎 是传统的粉碎方法,要求麦芽水分在6%~8%为宜,此时麦粒松脆,便于控制浸麦度,其缺点是粉尘较大,麦皮易碎,容易影响麦汁过滤和啤酒的口味和色泽。国内中小啤酒企业普遍采用。目前基本上采用辊式粉碎机,有对辊、四辊、五辊和六辊之分。具体机器剖面图如图4 -6~图4 -8所示。

图4-6 四辊式粉碎机

1—麦壳 2—粉和粒

图4-7 五辊式粉碎机

1、3—细粉 2—粒 4—麦壳

图4-8 六辊式粉碎机

1—细粉 2—麦壳 3—粒 4—粉粒

(2)湿法粉碎 所谓湿法粉碎,是将麦芽用20~50℃的温水浸泡15~20min,使麦芽含水量达25%~30%之后,再用湿式粉碎机粉碎,之后兑入30~40℃的水调浆,泵入糖化锅。其优点是麦皮比较完整,过滤时间缩短,糖化效果好,麦汁清亮,对溶解不良的麦芽,可提高浸出率(1%~2%);缺点是动力消耗大,每1t麦芽粉碎的电耗比干法高20%~30%;另外,由于每次投料麦芽同时浸泡,而粉碎时间不一,使其溶解性产生差异,糖化也不均一。

(3)回潮粉碎 又叫增湿粉碎,是介于干、湿法中间的一种方法。增湿时可用50KPa的干蒸汽处理30~40s,增湿0.7%~1.0%。也可用40~50℃的热水,在3~4m的螺旋输送机中喷雾90~120s,增重1%~2%,增湿后麦皮体积可增加10%~25%。其优点是麦皮破而不碎,可加快麦汁过滤速度,减少麦皮有害成分的浸出。蒸汽增湿时,应控制麦温在50℃以下,以免破坏酶的活性。

增湿粉碎系20世纪60年代推出的粉碎方法,由于其控制方法及操作比较困难,所以此法增湿粉碎并未普及。

2.辅料粉碎

由于辅料均是未发芽的谷物,胚乳比较坚硬,与麦芽相比所需的电能较大,对设备的损耗较大。对粉碎的要求是有较大的粉碎度,粉碎得细一些,有利于辅料的糊化和糖化。

辅料粉碎一般采用三辊或四辊的二级粉碎机,也有采用锤式粉碎机或磨盘式粉碎机。

3.粉碎度的调节

粉碎度是指麦芽或辅助原料的粉碎程度。通常是以谷皮、粗粒、细粒及细粉的各部分所占料粉质量的质量分数表示。一般要求粗粒与细粒(包括细粉)的比例为1∶2.5~3.0为宜。麦芽的粉碎度应视投产麦芽的性质、糖化方法、麦汁过滤设备的具体情况来调节。

(1)麦芽性质 对于溶解良好的麦芽,粉碎后细粉和粉末较多,易于糖化,因此可以粉碎得粗一些。而对溶解不良的麦芽,玻璃质粒多,胚乳坚硬,糖化困难,因此应粉碎得细一些。

(2)糖化方法 不同的糖化方法对粉碎度的要求也不同。采用浸出糖化法或快速糖化法时,粉碎应细一些;采用长时间糖化法或煮出糖化法,以及采用外加酶糖化法时,粉碎可略粗些。

(3)过滤设备 采用过滤槽法,是以麦皮作为过滤介质,要求麦皮尽可能完整,因此麦芽应粗粉碎。采用麦汁压滤机,是以涤纶滤布和皮壳作过滤介质,粉碎应细一些。

麦芽及辅料的粉碎度可通过对糖化收得率、过滤时间、麦汁浊度以及碘液颜色反应的分析检验结果来调节。

操作时,可用厚薄规格调节手柄,调整辊的间距,并通过取样,感官检查麦皮的粗粒和细粉的比例,判断粉碎度的好、坏。湿粉碎还可通过漂浮在过滤麦汁中的颗粒数量的多少来判断粉碎度的大小。

酒文化

麦芽

麦芽的个性成为啤酒的风味,啤酒原料中最重要的就是麦芽了,使用的麦芽不同,产生的啤酒个性就大不相同,“特别的啤酒”就要使用“特别的麦芽”,认识麦芽,也能帮助你找到心仪的啤酒!

(1)淡色麦芽 长时间低温干燥的麦芽。使用于酿造淡色爱尔啤酒(Pale Ale)与拉格啤酒(Lager)。也是其他啤酒的基本原料。

(2)烟熏麦芽 干燥温度比淡色麦芽稍高,赋予啤酒鲜红的颜色及坚果般的香味。

(3)焦糖麦芽 水晶麦芽(Crystal Malt)中的一种。含水的麦芽经过干燥,能赋予啤酒甜昧。

(4)巧克力麦芽 巧克力般的颜色,赋予坚果香风味。并非字面上的“加入巧克力”。

(5)黑色麦芽 高温烘焙的麦芽。有些带有烟熏味。

(6)小麦麦芽 高蛋白质含量,因而使啤酒呈现白色浑浊外观。酿成的啤酒气泡丰富。

(7)烘烤大麦 未经发芽就直接烘焙的大麦,有烤焦的苦味。

思考题

一、填空题

1.目前基本上采用辊式粉碎机,有( )、( )、( )和( )之分。

2.对辅料粉碎的要求是粉碎得越( )越好,玉米则要求脱胚后再粉碎。

3.麦芽粉碎按加水或不加水可分为:( )和( )。

4.麦芽增湿粉碎的处理方法可分为( )处理和水雾处理。

二、简答题

1.原料粉碎有什么要求?

2 麦芽干粉碎时,如何调节粉碎度?

子学习单元2 糖化工艺

糖化是指利用麦芽本身所含有的各种水解酶(或外加酶制剂),在适宜的条件(温度、pH、时间等)下,将麦芽和辅助原料中的不溶性高分子物质(淀粉、蛋白质、半纤维素等)分解成可溶性的低分子物质(如寡糖、糊精、氨基酸、肽类等)的过程。由此制得的溶液就是麦汁。

麦汁中溶解于水的干物质称为浸出物,麦芽汁中的浸出物含量与原料中所有干物质的质量之比称为无水浸出率。

糖化的目的就是要将原料和辅料中的可溶性物质萃取出来;创造有利于各种酶作用的条件;使高分子的不溶性物质在酶的作用下尽可能多地分解为低分子的可溶性物质;制成符合生产要求的麦汁。

一、糖化时酶的作用、主要物质的变化及影响糖化的因素

1.糖化时主要酶的作用

糖化过程中的酶主要来自麦芽本身,有时也用外加酶制剂。这些酶以水解酶为主,包括淀粉分解酶(α-淀粉酶、β-淀粉酶、界限糊精酶、R-酶、α-葡萄糖苷酶、麦芽糖酶和蔗糖酶等);蛋白分解酶(内肽酶、羧肽酶、氨肽酶、二肽酶等);β-葡聚糖分解酶(内-1,4葡聚糖酶、内-1,3葡聚糖酶、β-葡聚糖溶解酶等)和磷酸酶等。糖化时主要酶作用的最适条件见表4-6。

表4-6 糖化时主要酶作用的最适pH、温度

(1)淀粉酶 淀粉酶是可以水解淀粉为糊精、寡糖和单糖等产物的酶的总称。

α-淀粉酶是液化型淀粉酶,对热较稳定。作用于直链淀粉时,生成麦芽糖、葡萄糖和小分子糊精;作用于支链淀粉时,生成界限糊精、麦芽糖、葡萄糖和异麦芽糖。

β-淀粉酶是一种耐热性较差,作用较缓慢的糖化型淀粉酶,作用于淀粉时,生成较多的麦芽糖和少量的糊精。

R-酶又称异淀粉酶,它能将支链淀粉分解为直链淀粉。

(2)β-葡聚糖酶β-葡聚糖酶可将黏度很高的β-葡聚糖降解,从而降低醪液的黏度。

(3)蛋白质分解酶 蛋白质分解酶作用于原料中的蛋白质,分解产物为胨、多肽、低肽和氨基酸。

2.糖化时主要物质的变化

麦芽中可溶性物质很少,占麦芽干物质的18%~19%,为少量的蔗糖、果糖、葡萄糖、麦芽糖等糖类和蛋白胨、氨基酸、果胶质和各种无机盐等。麦芽中不溶性和难溶性物质占绝大多数,如淀粉、蛋白质、β-葡聚糖等。辅助原料中的可溶性物质更少。麦芽和辅料在糖化过程中的主要物质变化如下所述。

(1)淀粉的分解 麦芽的淀粉含量占其干物质的50%~60%,辅料大米的淀粉含量为干物质的90%左右。麦芽淀粉颗粒在发芽过程中,因受酶的作用,其外围蛋白质层和细胞壁的半纤维素物质已逐步分解,更容易受酶的作用而分解。

淀粉的分解分为三个彼此连续进行的过程,即糊化、液化和糖化。

①糊化:胚乳细胞在一定温度下吸水膨胀、破裂,淀粉分子溶出,呈胶体状态分布于水中而形成糊状物的过程称为糊化。糊化时在淀粉酶的参与下,糊化温度可降低20℃左右,这是在辅料中添加少量麦芽粉或淀粉酶的原因之一。

②液化:经糊化的淀粉,在α-淀粉酶的作用下,将淀粉长链分解为短链的低分子的α-糊精,并使黏度迅速降低的过程称为液化。生产过程中,糊化与液化两个过程几乎是同时发生的。

③糖化:淀粉经糊化、液化后,被淀粉酶进一步水解成糖类和糊精的过程称为糖化。

a.辅料的糊化与液化:在啤酒生产中,辅料的糊化与液化是在糊化锅中进行的。辅助原料主要是淀粉质原料(如大米、玉米淀粉等),没有经过发芽,其淀粉颗粒被外围的蛋白质层和细胞壁包围。为了提高糊化、液化的效果,生产上通常在辅料中加入15%~20%麦芽或少量的α-淀粉酶(6~8u/g原料),配以适量的水,使其在55℃起就开始糊化、液化。有时还将辅料升温到105~110℃,保温一段时间,促进胚乳细胞破裂和淀粉的溶出。

辅料糊化要注意避免出现淀粉的老化(或称回生)现象。老化现象是指糊化后的淀粉糊,在温度降至50℃以下时,产生凝胶脱水,使其结构又趋紧密的现象。

b.淀粉的糖化:在啤酒生产中,淀粉的糖化是指辅料的糊化醪和麦芽中的淀粉受到淀粉酶的作用,产生以麦芽糖为主的可发酵性糖和以低聚糊精为主的非发酵性糖的过程。在糖化过程中,随着可发酵性糖的不断产生,醪液黏度迅速下降,碘液颜色反应由蓝色逐步消失至无色。

可发酵性糖是指麦芽汁中能被啤酒酵母发酵的糖类,如果糖、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、麦芽三糖和棉子糖等。非发酵性糖是指麦芽汁中不能被啤酒酵母发酵的糖类,如低聚糊精、异麦芽糖、戊糖等;非发酵性糖,虽然不能被酵母发酵,但它们对啤酒的适口性、黏稠性、泡沫的持久性以及营养等均起着有益的作用。

在淀粉分解时,应控制好麦汁中可发酵性糖与非发酵性糖的比例。一般浓色啤酒可发酵性糖与非发酵性糖之比应控制在1∶0.5~0.7,浅色啤酒控制在1∶0.23~0.35。必须指出在成品麦汁中不允许有淀粉和高分子糊精存在,因为它们容易引起啤酒浑浊。

(2)蛋白质的水解 糖化时,蛋白质的水解主要是指麦芽中蛋白质的水解。蛋白质水解很重要,其分解产物影响着啤酒的泡沫、风味和非生物稳定性等。糖化时蛋白质的水解也称蛋白质休止。

在糖化过程中,麦芽蛋白质继续分解,但分解的程度远不及制麦时分解得多。因此,蛋白质溶解不良的麦芽,靠糖化时的蛋白质休止来弥补其不足是难以达到要求的。但这并不意味着不需要进行蛋白质的继续水解。

麦汁中含氮物质可分为:高分子氮、中分子氮和低分子氮,它们对啤酒的影响是不同的。高分子氮含量过高,煮沸时凝固不彻底,极易引起啤酒早期沉淀;中分子氮含量过低,啤酒泡沫性能不良,过高也会引起啤酒浑浊沉淀;低分子氮含量过高,啤酒口味淡薄,过低则酵母的营养不足,影响酵母的繁殖。因此麦汁中高、中、低分子氮组分要保持一定的比例。据研究,以高分子氮比例为25%左右、中分子氮为15%左右、低分子氮为60%左右较为合适。应当指出的是,这个比例随大麦种类不同而有所变动。对溶解良好的麦芽,蛋白质分解时间可短一些;对溶解不良的麦芽,蛋白质分解时间应延长一些,特别是增加辅料用量时,更需要加强蛋白质的分解。

(3)β-葡聚糖的分解 在制麦过程中,已有80%左右的β-葡聚糖被分解,但在麦芽中,特别是在溶解不良的麦芽中仍有相当数量的高分子β-葡聚糖未被分解,糖化中它们在35~50℃时溶出,会提高麦芽汁的黏度。因此,糖化时要创造条件,通过麦芽中β-葡聚糖分解酶的作用,促进β-葡聚糖降解为糊精和低分子葡聚糖。糖化过程中,控制醪液pH在5.6以下、在37~45℃休止,都有利于促进β-葡聚糖的分解和降低麦芽汁的黏度。当然,β-葡聚糖不可能、也不需要完全被分解,适量的β-葡聚糖也是构成啤酒酒体和泡沫的主要成分。

(4)酸的形成 糖化时,由于麦芽所含的有机磷酸盐植酸钙镁)的分解和蛋白质分解形成的氨基酸等缓冲物质的溶解,使醪液的pH下降。

(5)多酚类物质的变化 溶解良好的麦芽,游离的多酚物质较多,在糖化时溶出的多酚也多。糖化中,多酚物质通过游离、沉淀、氧化和聚合等多种形式不断地变化。

游离出的多酚,在较高温度(50℃以上)下,易与高分子蛋白质结合而形成沉淀;另外在某些氧化酶的作用下,多酚物质不断氧化和聚合,也容易与蛋白质形成不溶性的复合物而沉淀下来。因此,在糖化操作中,减少麦汁与氧的接触、适当调酸降低pH、让麦汁适当地煮沸使多酚与蛋白质结合形成沉淀等,都有利于提高啤酒的非生物稳定性。

二、糖化方法

根据是否分出部分糖化醪进行蒸煮,糖化方法可分为煮出糖化法和浸出糖化法;使用辅助原料时,要将辅助原料配成醪液,与麦芽醪一起糖化,称为双醪糖化方法,按照双醪混合后是否分出部分浓醪进行蒸煮又分为双醪煮出糖化法和双醪浸出糖化法。

1.煮出糖化法

煮出糖化法是兼用生化作用和物理作用进行糖化的方法。煮出糖化法特点是:①是将糖化醪液的一部分,分批地加热到沸点,然后与其余未煮沸的醪液混合;②按照不同酶分解所需要的温度,使全部醪液分阶段地进行分解,最后上升到糖化终了温度。③煮出糖化法能够弥补一些麦芽溶解不良的缺点。

根据醪液的煮沸次数,煮出糖化法可分为一次、二次和三次煮出糖化法,以及快速煮出法等。糖化方法是很灵活的,从传统的煮出法和浸出法,还可以衍生出许多新的糖化方法,现举几例予以说明。

(1)三次煮出糖化法 三次煮出糖化法是最为著名的糖化方法。它将所有酶的生化作用与部分煮沸醪液的物理溶解有效地结合在一起。它是现今生产典型的深色啤酒的常用方法,其他煮出糖化法都是由此方法衍生而来,它可以作为所有煮出糖化方法的理解和认知基础。其糖化曲线如图4-9所示。

图4-9 三次煮出糖化法糖化曲线

三次煮出糖化法具体操作方法如下。

①糖化下料以35~37℃进行,从底部取出第一部分浓醪(约三分之一)加入糊化锅缓慢升温(1℃/min)至糊化温度,维持20min,而后加热至沸。煮沸时间对于深色啤酒为30~45min,对于浅色啤酒为10~20min。

②约三分之二剩余醪液在糖化锅中继续保温进行酶解和酸解。

③将煮沸后的糖化醪液泵回糖化锅进行第一次兑醪,在煮沸结束前10min,要开启糖化锅中的搅拌器。第一次兑醪后混合温度为50~53℃,蛋白休止30min。兑醪后10min关闭搅拌。

④从底部分出第二部分浓醪(约三分之一)加入糊化锅煮沸10~20min。

⑤剩余醪液在糖化锅中继续保温进行蛋白质休止,第二次兑醪前10min开启搅拌。

⑥第二次兑醪混合后温度为62~67℃,搅拌10min后静置。保温糖化至碘反应完全。

⑦从上部取出稀醪(约三分之一)加入糊化锅煮沸5~10min。剩余醪液继续在62~67℃保温糖化;第三次兑醪前10min开启搅拌。

⑧第三次兑醪混合后温度为75~78℃,总醪液在终止糖化温度下休止10~15min,紧接着泵入过滤槽过滤。

三次煮出糖化法过程中的物质变化如下。

糖化下料阶段,麦芽中的可溶性物质将被溶出,如单糖、氨基酸、多酚、有机酸、碳水化合物、磷酸盐和其他矿物质。麦芽中的大分子物质仍然很难溶解。

第一部分剩余醪液在35~37℃条件下继续溶解,麦芽的组分将被进一步浸透,使更多的酶的作用变得容易。由麦芽带入的微生物会引起部分物质的转化,产生少量的有机酸,此时已溶解的β-葡聚糖可被β-葡聚糖酶水解为低分子物质。

相对残留醪液来说,第一糊化醪液密度高,含有的酶及可溶物质少得多。相反含有大量的需要溶出和分解的大分子物质,这些物质主要通过热力作用来处理,而不是通过生化作用分解,糊化醪液在以1℃/min的升温过程中,蛋白酶在适宜温度范围40℃~60℃可以作用20min,淀粉酶也可以在50℃~70℃温度范围内作用20min。在煮沸过程中,胚乳细胞破裂、淀粉糊化以及高分子蛋白质发生凝聚,煮沸过程中由麦皮溶出的多酚物质加速蛋白质凝固。煮沸过程中绝大多数酶已失活,这就是为什么为了减少酶的损失而使第一分醪为浓醪的原因。

第一浓醪的煮沸时间因啤酒种类不同而不同,深色啤酒约为30min,浅色啤酒为10~20min。对于深色啤酒而言,煮沸强度大,有利于麦皮物质的溶出,促进美拉德反应,有利于焦香化深色啤酒的口味形成。

在糊化醪兑醪之前,要对剩余醪液进行10min的搅拌,以防止因煮沸醪液温度过高在兑醪时破坏酶的活性。回醪后至少搅拌混醪10min,加速煮沸醪液与剩余醪液中酶的接触。

第二糊化醪液仍然是浓醪,操作过程与第一醪液相同,目的是促进尚未煮沸过的醪液中的颗粒在热力作用下很好的溶解并糊化。

第三煮沸醪液不再是浓醪液,而是糖化锅上部的澄清溶液。稀醪液含有大量的酶,为了使糖化后组成稳定,不需要酶再进行作用。

糖化终止温度不应超过78℃,否则会使α-淀粉酶迅速失活而使糊精化阶段的液化作用降低。

(2)二次煮出糖化法 二次煮出糖化法对不同的麦芽和啤酒具有较强的适应性。二次煮出糖化法的特点是:①二次煮出糖化法适宜处理各种性质的麦芽和制造各种类型的啤酒;②二次煮出糖化法所酿造的啤酒具有醇厚、圆润和良好的泡沫性能;③此法适用于制造淡色啤酒。根据麦芽的质量,投料温度可低(35~37℃)可高(50~52℃);④整个糖化过程可在4~5h内完成。

二次煮出糖化法方法较多,常见的二次煮出糖化法糖化曲线如图4-10所示。

图4-10 二次煮出糖化法糖化曲线

二次煮出糖化法操作过程如下。

①在50~55℃进行投料,料水比例为1∶4,根据麦芽溶解情况,进行10~20min的蛋白质休止。

②分出第一部分的浓醪入糊化锅,大约占总醪液量的三分之一,将此部分醪液在15~20min内升温至糊化温度,保持此温度进行糖化,直至无碘反应为止,再尽快加热至沸腾(升温速度为2℃/min)。

③第一次兑醪,兑醪温度为65℃,保温进行糖化,直至无碘反应为止。

④分出第二部分的浓醪(占总醪液量的三分之一)入糊化锅,此部分醪液升温至糊化温度,保持此温度进行糖化,直至无碘反应为止,加热至沸腾。

⑤第二次兑醪,兑醪温度为76~78℃,静置10min后泵入过滤槽进行过滤。

(3)一次煮出糖化法 一次煮出糖化法即只一次分出部分浓醪进行蒸煮。一次煮出糖化法通常是将煮出法与浸出法相结合,以达到所要求的各水解温度。一次煮出糖化法工艺流程如图4-11所示。

图4-11 一次煮出糖化法流程

一次煮出糖化法的特点:①起始温度为30~35℃,然后加热至50~55℃,进行蛋白质休止。也可以开始即进行50~55℃的蛋白质休止。②50~55℃直接升温至65~68℃,进行糖化。③前两次升温(35℃—→50℃,50℃—→65℃)均在糖化锅内进行,糖化终了,麦糟下沉,将1/3~1/2容量的上清液加入糊化锅,加热煮沸,然后混合,使混合后的醪温达76~78℃。

2.浸出糖化法

浸出糖化法是完全利用麦芽中酶的生化作用进行糖化的方法。是将醪液从一定温度开始升温至几个不同的酶的最佳作用温度进行休止,最后达到糖化终止温度。在浸出糖化法中,麦芽组分的溶解和分解仅由麦芽所含的酶来进行。

①分类:浸出糖化法可分为恒温糖化法、升温糖化法、降温浸出糖化法三种。

a.恒温浸出糖化法:麦芽粉碎后,将麦芽粉按照料水比为1∶4的比例投入水中搅拌均匀,65℃保温1~2h,然后把糖化完全的醪液加热到75~78℃,终止糖化,送入过滤槽过滤。此法适用于溶解良好、含酶丰富的麦芽。

b.升温浸出糖化法:先利用低温35~37℃水浸渍麦芽,时间为15~20min,促进麦芽软化和酶的活化以及部分酸解,然后升温到50℃左右进行蛋白质分解,保持40min,再缓慢升温到62~63℃,此时β-淀粉酶发挥作用最强,糖化30min左右,然后再升温至68~70℃,使 α-淀粉酶发挥作用,直到糖化完全(遇碘液不呈蓝色反应),再升温至76~78℃,终止糖化。升温浸出糖化法的糖化曲线如图4-12所示。

图4-12 浸出糖化法糖化曲线

c.降温浸出糖化法:此方法适用于溶解过度的麦芽和某些上面发酵啤酒,只在使用溶解过度的麦芽或生产发酵度特别低的啤酒时使用。将麦芽粉在预糖化容器中与微温的水强烈混合,然后泵入75℃的热水中,在此混合的过程中使温度下降至65℃。蛋白质的分解和糖化将由此开始,此时β-淀粉酶和肽酶活性受到破坏,主要是α-淀粉酶作用于已糊化的醪液。

②特点:全麦芽浸出糖化法特点是:a.浸出糖化法需要使用溶解良好的麦芽。b.浸出糖化法的醪液没有煮沸阶段。c.与煮出法相比耗能低。d.操作简单便于控制,易于实现自动化。e.糖化麦芽汁收得率低,碘反应较差。f.麦芽汁色度较浅,口味特征不明显。

3.双醪糖化法(复式糖化法)

双醪糖化法采用部分未发芽的淀粉质原料(大米、玉米等)作为麦芽的辅料,麦芽和淀粉质辅料分别在糖化锅和糊化锅中进行处理,然后兑醪。若兑醪后按煮出法操作进行,即为双醪煮出糖化法;若兑醪后按浸出法操作进行,即为双醪浸出糖化法。国内大多数啤酒厂采用双醪浸出糖化法生产淡色啤酒;制造浓色啤酒或黑色啤酒可采用双醪煮出糖化法。

(1)双醪煮出糖化法可分为双醪一次煮出糖化法和双醪二次煮出糖化法。

①双醪一次煮出糖化法:双醪一次煮出糖化法,是指辅料在糊化锅中经过煮沸糊化后与麦芽醪液混合,混合醪液中的部分醪液再一次煮沸的糖化法。其糖化曲线如图4-13所示。

图4-13 双醪一次煮出糖化法糖化曲线

双醪一次煮出糖化法操作方法如下。

a.麦芽在50℃下投料(溶解较差的麦芽可在35~37℃投料,10min后缓慢升温至50℃),进行蛋白质水解。

b.在糊化锅中,辅料投料温度为50℃,20min后缓慢升温(1℃/min)至糊化温度,维持10min,而后加热至沸腾。

c.第一次兑醪温度为65~68℃,保温糖化至碘反应基本完全。分出部分醪液加入糊化锅加热至沸,剩余醪液继续保温糖化。

d.第二次兑醪温度为76~78℃,静置15min后进行过滤。

②双醪二次煮出糖化法:糊化后的辅料与麦芽醪液兑醪后,两次取出部分醪液进行煮沸的糖化方法称为双醪二次煮出糖化法。其糖化曲线如图4-14所示。

双醪二次煮出糖化法操作步骤如下。

a.麦芽在37℃投料,保温30min,辅料在糊化锅中投料温度为50℃,20min后缓慢升温(每1min升1℃)至糊化温度维持10min,而后加热至沸腾。煮沸后的辅料与麦芽的第一次兑醪温度为50℃,在此温度下蛋白质休止30min。

b.分出第一部分混合醪液入糊化锅中加热至沸,剩余醪液继续保温进行蛋白质休止。

c.第二次兑醪温度为65~67℃,保温糖化至碘反应基本完全。

图4-14 双醪二次煮出糖化法糖化曲线

d.分出第二部分混合醪液入糊化锅中加热至沸,剩余醪液继续保温糖化。

e.第三次兑醪温度为76~78℃,静置15min后泵入过滤槽过滤。

双醪煮出糖化法的特点如下。

a.由于辅料未经过发芽溶解过程,因而对辅料谈不上使酶量增加和活化的问题。

b.辅料添加量为20%~30%,最高不超过50%,对麦芽的酶活性要求较高。

c.第一次兑醪后的糖化操作与全麦芽煮出糖化法相同。

d.辅助原料在进行糊化时,一般要添加适量的α-淀粉酶。

e.麦芽的蛋白分解时间应较全麦芽煮出糖化法长一些,以避免低分子含氮物质含量不足。

f.因辅助原料粉碎得较细,麦芽粉碎应适当粗一些,尽量保持麦皮完整,防止麦芽汁过滤困难。

g.本法制备的麦芽汁色泽浅,发酵度高,更适合于制造淡色啤酒。

(2)双醪浸出糖化法 经糊化后的辅料与麦芽醪液混合后,不再取出部分混合醪液进行煮沸,按照升温浸出糖化法后面的步骤升温至过滤温度,这种糖化方法称为双醪浸出糖化法。其糖化曲线如图4-15所示。

图4-15 双醪浸出糖化法糖化曲线

①双醪浸出糖化法的操作步骤:

a.麦芽在 37℃投料,保温 15min,升温至 50℃,在此温度下蛋白质休止30min。

b.辅料在糊化锅中投料温度为45℃,10min后缓慢升温(1℃/min)至90℃维持 10min,而后加热至沸腾,煮沸 30min。煮沸后的辅料与麦芽兑醪温度为65℃。

c.混合醪液保温糖化至碘反应至完全,升温至76~78℃,静置10min后泵入过滤槽。

②双醪浸出糖化法的特点

a.由于没有兑醪后的煮沸,麦芽中多酚物质、麦胶物质等溶出相对较少,所制麦汁色泽较浅、黏度低、口味柔和、发酵度高,更适合于制造浅色淡爽型啤酒和干啤酒。

b.糊化料水比例大(1∶5以上),辅料比例大(占30%~40%),可采用耐高温α-淀粉酶协助糊化、液化。

c.操作简单,糖化周期短,3h内即可完成。

4.外加酶糖化法

(1)外加酶糖化法的特点 外加酶糖化法的特点是:①麦芽用量小于50%。②使用双辅料:其中大麦占25%~50%,大米或玉米占25%。③添加适量酶制剂。④生产成本低,且生产的啤酒质量与正常啤酒相近。

(2)外加酶糖化法的工艺要求 外加酶糖化法的工艺要求是:①选用优质麦芽,糖化力要高,α-氨基氮≥140mg/100g干麦芽。②大麦和麦芽占总料的55%~70%,以保证麦汁过滤时有适当的滤层厚度。

(3)外加酶糖化法工艺流程 外加酶糖化法工艺流程如图4-16所示。

图4-16 外加酶糖化法工艺流程

(4)酶的添加 糊化锅投料时加耐高温α-淀粉酶,糖化锅投加麦芽及大麦粉时,加入α-淀粉酶、中性细菌蛋白酶、β-葡聚糖酶及少量糖化酶。

三、糖化设备的介绍

糖化设备现多采用由糊化锅、糖化锅、过滤槽、煮沸锅和回旋沉淀槽组合的复式糖化设备。

1.糖化锅

糖化锅用于麦芽粉碎物投料、蛋白质水解、部分醪液及混合醪液的糖化。其结构如图4-17所示,锅身为圆柱形,带有保温层。锅顶为圆弧形,上部有排气筒。锅底为圆形或平底,径高比为2∶1,夹套加热面积与锅体有效面积之比为1~1.3∶1,搅拌器的转速分为两级,投料转速高于加热搅拌转速,排气筒截面积与锅身截面积之比为1∶30~50。

图4-17 糖化锅结构

1—大米粉进口 2—热水进口 3—搅拌器 4—蒸汽进口 5—蒸汽出口6—糖化醪出口 7—不凝性气体出口 8—耳架 9—糖化醪入口10—环形槽 11—污水排出管 12—风门

2.糊化锅

糊化锅主要用于辅助原料的液化与糊化,并对糊化醪液和部分浓醪进行蒸煮。其结构如图4-18所示。

图4-18 糊化锅

1—安全阀 2—压力表 3—废气闸板 4—人孔5—温度计 6—搅拌器 7—搅拌电机

【酒文化】

特种啤酒

在原辅材料或生产工艺方面有某些重大改变,使其改变了上述原有啤酒的风味,成为独具风格的啤酒。

(1)干啤酒 干啤酒是指啤酒的真正发酵度为72%以上的淡色啤酒。此啤酒发酵度高,残糖低,二氧化碳含量高。故具有口味干爽、杀口力强的特点。干啤酒属于低糖、低热量啤酒,适宜于糖尿病患者饮用。

(2)低醇啤酒 酒精含量为0.6%~2.5%(体积分数)的啤酒即为低醇啤酒。

(3)无醇啤酒 酒精含量少于0.5%(体积分数)的啤酒为无醇啤酒。

(4)冰啤酒 冰啤酒是指在滤酒前经过冰晶化处理的啤酒。即将过滤前的啤酒经过专门的冷冻设备进行超冷冻处理(冷冻至冰点以下),使啤酒出现微小冰晶,然后经过过滤,将大冰晶过滤掉。通过冷冻处理解决了啤酒冷浑浊和氧化浑浊问题。处理后啤酒浓度和酒精度并未增加很多,但是酒液更加清亮、新鲜、柔和、醇厚,口味纯净,保质期浊度不大于0.8EBC。

(5)头道麦芽汁啤酒 头道麦芽汁啤酒即利用过滤所得的麦芽汁直接进行发酵,而不掺入洗涤残糖的二道麦芽汁。头道麦芽汁啤酒具有口味醇爽、后味干净等特点。

(6)果味啤酒 果味啤酒在后酵中加入天然果汁,使啤酒有酸甜感,富含多种维生素、氨基酸,酒液清亮,泡沫洁白细腻,属于天然果汁饮料型啤酒。

(7)暖啤酒 暖啤酒属于后调味啤酒。后酵中加入姜汁枸杞,有预防感冒和胃寒的作用。

(8)浑浊啤酒 浑浊啤酒指在成品啤酒中含有一定量的活酵母菌或显示特殊风味的胶体物质,浊度为2.0~5.0EBC。该酒具有新鲜感或附加的特殊风味。

(9)绿啤酒 绿啤酒是在啤酒中加入天然螺旋藻提取液,富含氨基酸和微量元素,啤酒呈绿色,属于啤酒的后修饰产品。

思考题

一、填空题

1.糖化工艺控制主要有三方面:糖化温度、( )和( )。

2.糖化过程中常用的酶制剂有:α-淀粉酶、( )、糖化酶、( )和β-葡聚糖酶。

3.在啤酒糖化过程中,常用于调整pH的酸有( )、( )等。

4.糖化方法通常可分为:煮出糖化法、( )、双醪煮出糖化法。

二、选择题

1.糖化过程中的酶主要来自麦芽本身,有时也用外加酶制剂。以下不属于淀粉分解酶的是( )。

A.界限糊精酶

B.R-酶

C.α-葡萄糖苷酶

D.内-β-1,3葡聚糖酶

2.二次煮出糖化法适宜处理各种性质的麦芽和制造各种类型的啤酒,整个糖化过程可在( )h内完成。

A.2~3

B.3~4

C.3~6

D.2~4

3.双醪煮出糖化法特征不包括( )。

A.辅助添加量为20%~30%,最高可达50%。

B.对麦芽的酶活性要求较高。

C.第一次兑醪后的糖化操作与全麦芽煮出糖化法相同。

D.麦芽的蛋白分解时间应较全麦芽煮出糖化法短一些,以避免低分子含氮物质含量不足。

4.( )阶段温度通常控制在35~40℃。在此温度下有利于酶的浸出和酸的形成,并有利于β-葡聚糖的分解。

A.浸渍

B.蛋白分解

C.糖化

D.糊精化

5.糖化时温度的变化通常是由低温逐步升至高温,以防止麦芽中各种( )因高温而破坏。

A.糖类

B.叶绿素

C.脂类

D.酶

三、简答题

1.糖化的含义?糖化的目的?

2.糖化过程中主要的物质变化有哪些?如何控制淀粉和蛋白质的水解?

3.糖化的方法有哪几种?糖化方法选择的依据?

4.浸出糖化法与煮出糖化法的特点?

5.糖化设备的结构特点?

6.糖化要控制的工艺技术条件?

子学习单元3 麦芽汁过滤

一、过滤的目的

糖化结束后,应尽快地把麦汁和麦糟分开,以得到清亮和较高收得率的麦汁,避免影响半成品麦汁的色香味。因为麦糟中含有的多酚物质,浸渍时间长,会给麦汁带来不良的苦涩味和麦皮味,麦皮中的色素浸渍时间长,会增加麦汁的色泽,微小的蛋白质颗粒,可破坏泡沫的持久性。

麦芽汁过滤分为两个阶段:首先对糖化醪过滤得到头号麦汁;其次对麦糟进行洗涤,用78~80℃的热水分2~3次将吸附在麦糟中的可溶性浸出物洗出,得到二滤和三滤洗涤麦汁。

二、麦汁的过滤方法

1.过滤槽法

过滤槽既是最古老的又是应用最普遍的一种麦汁过滤设备。是一圆柱形容器,槽底装有开孔的筛板,过滤筛板既可支撑麦糟,又可构成过滤介质,醪液的液柱高度1.5~2.0m,以此作为静压力实现过滤。

(1)过滤槽的主要结构目前使用的新型过滤槽,其结构如图4-19所示。直径可达12m以上,筛板面积50~110m2。新型过滤槽比传统过滤槽作了较大改进,根据槽的直径,在槽底下面安装1~4根同心环管,麦汁滤管就近与环管连接,使麦汁滤管长度基本一致,这样在排除麦汁时,管内产生的摩擦阻力就基本相同,确保糟层各部位麦汁均匀渗出,环管麦汁首先进入平衡罐,平衡罐高于筛板并在罐顶部连接一根平衡管,以保证糟层液位。安装平衡罐与传统滤槽鹅颈管作用是相同的,当麦汁进入平衡罐后,利用泵将麦汁抽出,这样减少了压差,加快了过滤速度。

图4-19 新型过滤槽图

1—过滤操作台 2—混浊麦汁回流 3—耕槽机 4—洗涤水喷嘴 5—二次蒸汽引出6—糖化醪入口 7—水 8—滤清麦汁收集 9—排糟刮板 10—废水出口 11—麦糟

传统方式是将糖化醪直接从过滤槽顶盖上部导入,自由落下或由环状分配器分散落下,这种进出方式的缺点是容易造成糖化醪中各物质因相对密度不同而产生分离现象,使蛋白质等黏性物质沉积于筛板上,增加过滤阻力,而且还会增加麦汁与空气接触的机会,对麦汁质量造成影响。

(2)工艺操作方法及过程 检查过滤板是否铺平压紧,并在进醪前,泵入78℃热水直至溢过滤板,以此预热设备并排除管、筛底的空气。将糖化终了的糖化醪泵入过滤槽,送完后开动耕糟机缓慢转动3~5r,使糖化醪在槽内均匀分布。提升耕刀,静置10~30min,使糖化醪沉降,形成过滤层。亦可不经静止,直接回流。糟层厚度为350mm左右,湿法粉碎麦糟厚可达400~600mm。开始过滤,首先打开12个麦汁排出阀,然后迅速关闭,重复进行数次,将滤板下面的泥状沉淀物排出。然后打开全部麦汁排出阀,但要小开,控制流速,以防槽层抽缩压紧,造成过滤困难。开始流出的麦汁浑浊不清,应进行回流,通过麦汁泵泵回过滤槽,直至麦汁澄清方可进入煮沸锅。一般为5~15min。进行正常过滤,随着过滤的进行,糟层逐渐压紧,麦汁流速逐渐变小,此时应适当耕糟,耕糟时切忌速度过快,同时应注意调节麦汁流量,注意控制好麦汁流量,使麦汁流出量与麦汁通过麦糟的量相等。并注意收集滤过“头号麦汁”。一般需45~60min。如麦芽质量较差,一滤时间约需90min左右。待麦糟刚露出时,开动耕糟机耕糟,从下而上疏松麦糟层。并用76~80℃热水(洗糟水)采用连续式或分2~3次洗糟,同时收集“二滤麦汁”,如开始浑浊,需回流至澄清。在洗糟时,如果麦糟板结,需进行耕糟。洗糟时间控制在45~60min,至残糖达到工艺规定值过滤结束,开动耕糟机或打开麦糟排出阀排糟,再用槽内CIP进行清洗。

(3)影响过滤的因素 过滤槽法的过滤速度主要受以下几点因素的影响。

①麦汁的黏度:麦汁黏度越大,过滤速度越慢。它受糊精含量、β-葡聚糖分解的程度等因素的影响。此外,还受头号麦汁浓度、温度和pH等的影响。如水温过高,易洗出黏性物质,并导致麦糟中部分淀粉溶解和糊化;水温过低,黏度上升,过滤困难,洗糟不彻底,麦汁浑浊。

②滤层的厚度:糖化投料量、配比和粉碎度决定了麦糟体积、糟层厚度和糟层性质。糟层厚度越大,过滤速度越慢;糟层厚度过薄,虽然过滤速度快,但会降低麦汁透明度。

③滤层的阻力:滤层的阻力大,过滤慢。滤层的阻力大小取决于孔道直径的大小,孔道的长度和弯曲性、孔隙率。滤层阻力是由糟层厚度和糟层渗透性决定的。

④过滤压力:过滤压力与滤速成正比。过滤槽的压力差是指麦糟层上面的液位压力与筛板下的压力之差。压差增大,虽能加快过滤,但容易压紧麦糟层,板结后流速反而降低。应注意筛板下与槽底不能抽空,过滤槽底与麦汁受皿的位差不可太大。

2.压滤机法

板框式压滤机是由板框、滤布、滤板、顶板、支架、压紧螺杆或液压系统组成,其中板框、滤板、滤布组成过滤元件。板框式麦汁压滤是以泵送醪液产生的压力作为过滤动力,以过滤布作为过滤介质,谷皮为助滤剂的垂直过滤方法。

压滤机的详细操作过程如下。

①压入热水:装好滤机后从底部泵入78~80℃热水,预热设备、排除空气并检查滤机是否密封,半小时后排掉。

②进醪:醪液在泵送前要充分搅拌,泵送时以1.5~2m/s流速泵入压滤机,进入各滤框。利用一蝶阀控制,视镜可看到醪液的流量,并用液体流量计调节机内压力上升,同时排出机中的空气。压力通常为0.03~0.05MPa,泵送时间约20~30min。

③头号麦汁:进醪的同时开启麦汁排出阀,使头号麦汁排除与醪液泵入同时进行,在滤饼未形成前,头号麦汁浑浊,应回流至糖化锅。30min左右,头号麦汁全部排出进入煮沸锅,关闭过滤阀,并由流量计定量。

④洗糟:头号麦汁排尽后,立即泵入75~80℃洗糟热水,洗糟水应与麦汁相反的方向穿过滤布,流经板框中的麦糟层,将残留麦汁洗出,洗糟压力应小于0.08~0.1MPa,残糖洗至规定要求。洗糟结束,可利用蒸汽或压缩空气将洗糟残水顶出以提高收得率。

⑤排糟:洗糟残水流完后拆开滤机,卸下麦糟,通过绞龙输送出去。

⑥洗涤:滤布用高压水冲洗,再自动压紧,聚丙烯滤布每周只需洗涤一次,以1.5%~2%氢氧化钠加磷酸盐(150g/hl)配成洗涤液;加热70~80℃对整个压滤机回流泵送3~4h,以空气顶出洗液,自动打开压滤机,喷尽沉淀物和碱性溶液,以备下次操作。

三、麦糟的输送

排糟时,每100kg麦芽投料可得110~130kg含水75%~80%的麦糟。麦糟的蛋白质含量高,达25%左右。此外,脂肪8.2%左右、无氮浸出物40%~50%、纤维素约16%、矿物质5%左右。

关于麦糟的输送,现中小企业多采用单螺杆泵挤压输送,水平距离为100m,垂直高度为10m。大型企业多采用活塞式气流输送(脉冲式气流输送)或用0.7~0.9MPa蒸汽或压缩空气气顶,均可送至200m远的圆柱锥底中间罐。

【酒文化】

有趣的啤酒

1.农民用来代替茶的啤酒

塞森(Saison)啤酒的起源,据说是比利时农民在夏季农作时期,用它当作代替茶的日常饮料。因此酒精浓度低,只有4.5%~9%。可能有人觉得“拜托~这样算高吧!”一般来说酒精浓度在7%或8%是很普遍的,但比利时却是“超过10%才能叫高浓度!”的国家。也因此,塞森啤酒才会与茶相提并论。看来比利时人的酒量,真的很不赖!

塞森啤酒从三月开始酿造,一直储藏至夏季,时间将近半年。为了维持贮存期间的品质,会在瓶内进行二次发酵,投入较多量的啤酒花、香料等。这些维持品质的做法,也成就了塞森啤酒的特色。

2.修道院啤酒

欧洲修道士自酿的啤酒三叶草(Trappistes)和阿布迪耶(Abdij)所指的不是种类,而是指修道院所酿的啤酒总称。差别在哪里呢?Trappistes啤酒是由Trap-pistes会的修道院酿造的啤酒的统称,现在只有Chimay、Orval、Rochefort、West-malle、Westvletei Ahcel等6种品牌。可以在商标上看到Trappistes的字样。相对于Trappistes,Abdij是指修道院的传统酿酒配方,流传到民间工厂所酿造的酒。在第二次世界大战以前,也有很多Trappistes会系统以外的修道院在酿造啤酒。这种酒的商标上就可以看到Abbaye或Abdij的字样。

不管是Trappistes或Abdij,都没有固定的特色。以种类来说,属于Dubbel、Tripel或StrongAle的较多。其中也有难以归类、有独特个性酒。这种“难以分类”,也正是修道院啤酒有趣的地方。

3.拉比克啤酒

拉比克(Lambic)是非常特殊的啤酒。首先,它是用野生酵母天然发酵的啤酒。具有浓郁的香蕉水果香味,口感非常酸。可以说是最接近天然风味的啤酒。其次,因为使用尚未麦芽化的小麦作为原科,所以大多具有白色浑浊外观。

最后是特选了陈年啤酒花,作为酿造原料。虽然为了防止腐坏,而加大量的啤酒花,但为了不至于让啤酒味道太苦,在啤酒花的选择上,用了味容易挥发的陈年啤酒花。结果,酿造完成的啤酒中,有了陈年啤酒花特的乳酪气味。但也有人认为,那味道很像是草类或腐土的臭味。“酸的”、“浑浊”、“乳酪味的”这些特征,与一般我们所认为的啤酒,可是差了十万八千里,然而一旦被这样的啤酒味道所吸引,最后一定会深陷其中,无法自拔。鼻子闻着乳酪、菌类或腐土的气味,眼睛注视着啤酒颜色,嘴里尝着酸味,口中不禁发出“嗯~好喝”的赞叹。拉比克真是种令人着迷的啤酒呀!

只有在布鲁塞尔(比利时首都Brussels)酿造完成的啤酒,才能称作拉比克啤酒(Lambic)。因此,其他地区所酿造的天然发酵啤酒,即使拥有同的特征,也只能以拉比克型啤酒(Lambic lIB)来表示。

思考题

简答题

1.麦汁过滤的目的?麦汁过滤的步骤?

2.麦汁过滤方法?各种方法的基本原理?

3.简述过滤槽结构特点与压滤机结构特点?如何操作?

子学习单元4 麦芽汁煮沸

一、麦芽汁煮沸的目的与作用

麦芽汁煮沸的目的和作用如下所述。

(1)蒸发多余水分,使麦汁浓缩到规定的浓度。

(2)破坏全部酶的活性,稳定麦汁组分;消灭麦汁中存在的各种微生物,保证最终产品的质量。

(3)浸出酒花中的有效成分,赋予麦汁独特的苦味和香味,提高麦汁的生物和非生物稳定性。

(4)析出某些受热变性以及与多酚物质结合而絮状沉淀的蛋白质,提高啤酒的非生物稳定性。

(5)煮沸时,水中钙离子和麦芽中的磷酸盐起反应,使麦芽汁的pH降低,有利于β-球蛋白的析出和成品啤酒pH的降低,有利于啤酒的生物和非生物稳定性的提高。

(6)让具有不良气味的碳氢化合物,如香叶烯等随水蒸气的挥发而逸出,提高麦汁质量。

二、麦芽汁煮沸的方法

1.传统煮沸方法

传统煮沸方法即传统的间歇常压煮沸方法,国内大多中小企业均采用这种方法。传统的间歇常压煮沸方法,作用设备如图4-20所示。

2.体内加热煮沸法(内加热式煮沸锅)

体内加热煮沸即内加热式煮沸法,设备如图4-20所示。此法属加压煮沸,即在0.11~0.12MPa的压力下进行煮沸,煮沸温度为102~110℃,最高可达120℃。第一次酒花加入后开放煮沸10min,排出挥发物质,然后将锅密闭,使温度在15min升至104~110℃,之后在10~15min内降至大气压力,加入二次酒花,总煮沸时间为60~70min。此法可加速蛋白质的凝固和酒花的异构化,利于二甲基硫及其前体物质的降低。它的优点是煮沸时间比传统方法可缩短近1/3,麦汁色度比较浅,麦汁中的氨基酸和维生素破坏少,可提高设备的利用率,煮沸时不产生泡沫,也不需要搅拌。它的缺点是内加热器清洗较困难,当蒸汽温度过高时,会出现局部过热,导致麦汁色泽加深,口味变差。

图4-20 间歇常压煮沸锅

3.体外加热煮沸法

体外加热煮沸也称为外加热煮沸法,又称低压煮沸。它是用体外列管式或薄板热交换器与麦汁煮沸锅结合起来,把麦汁从煮沸锅中用泵抽出,在 0.2~0.25KPa条件下,通过热交换器加热至102~110℃后,再泵回煮沸锅,可进行7~12次的循环。煮沸温度可用热交换器出口的节流阀控制。当麦汁用泵送回煮沸锅时,压力急剧降低,水分很快随之蒸发,达到麦汁浓缩的目的。其优点是由于温度的提高,蛋白质凝固效果好(最终麦汁的可溶性氮的含量可降低到2.0mg/100mL以下),煮沸时间可缩短20%~30%(为50~70min),因而可节能并提高α-酸的异构化及酒花的利用率,利于不良气味物质的蒸发,使麦汁pH降低、色泽浅、口味纯正。缺点是耗电量大,局部过热也会加深麦汁色泽。

4.低压动态煮沸

低压动态煮沸特点如下。

①总蒸发量4%~5%,麦汁煮沸时间约50min。

图4-21 内加热式煮沸锅

1—麦汁入品 2—麦汁出品 3—内加热器 4—伞形罩 5—内壁 6—锅外壁 7—绝热层8—用于酒花混合的麦汁排出管 9—酒花添加管 10—视镜 11—照明开关 12—喷头13—蒸汽进口 14—冷凝水出口 15—CIP进口

②8次“气提”(压力在5000~15000Pa升降)形成动态煮沸,更有效地去除DMS等不良风味物质。

③麦汁热负荷(TBA)低,还原性物质损失少。

④低的蒸发强度同样有效降低可凝固蛋白质。

⑤低的蒸发量及煮沸锅热能回收相较于常规煮沸锅可节省能源40%以上。

⑥二次蒸汽及冷凝水回收使用,环保无污染。

注:“气提”——通过降低煮沸锅内压力,使麦汁处于“过沸”状态,强化煮沸效果。

三、麦汁煮沸过程中的变化

1.水分蒸发

麦汁经过煮沸使水分蒸发,麦汁浓度亦随之增大。蒸发的快慢与麦汁的煮沸强度有关,煮沸强度大,水分蒸发就快,反之就慢。此外,还与煮沸时间有关,煮沸时间长,说明洗糟水使用量大,需要蒸发的水分多,在一定煮沸强度下,意味着消耗的热能多,尽管洗糟水多会一定程度提高浸出物收得率,但并不经济,这是需要认真考虑的问题。一般啤酒厂家都将混合麦汁浓度控制在低于终了麦汁浓度的2%~3%。

2.蛋白质的凝聚析出

蛋白质的凝聚是麦汁在煮沸过程中最重要的变化。蛋白质的凝聚质量直接影响麦汁的组成,进而影响酵母发酵以及啤酒的口味、醇厚性和稳定性。

蛋白质的凝聚可分为蛋白质的变性和变性蛋白质的凝聚两个过程。

麦汁中的蛋白质在未经煮沸前,外围包有水合层,有秩序地排列着,具有胶体性质,处于一定的稳定状态。当麦汁被煮沸时,由于温度、pH、多元酚和多价离子的作用,蛋白质外围失去了水合层,由有秩序状态变为无秩序状态,仅靠自身的电荷维持其不稳定的胶体状态。当带正电荷的蛋白质与带负电荷的蛋白质相遇时,两者聚合,先以细小的形式,继而不断增大而沉淀出来,使麦汁中的可凝固性蛋白质变性并凝聚析出。

影响蛋白质凝聚的因素主要有以下几个方面。

(1)麦芽质量 麦芽质量好,麦芽中可溶性物质就多,因此,麦汁中可溶性多酚、单宁和花色苷及蛋白质的含量就高,易于和蛋白质反应,使蛋白质在煮沸过程中被大量凝聚析出,煮沸效果就越好。

(2)煮沸时间 麦汁煮沸时间对蛋白质凝聚影响较大,适宜的煮沸时间能形成较大的热凝固物颗粒,而过长的煮沸时间会使热凝固物颗粒被打碎,较容易保留在麦汁中,对发酵产生不利的影响。经验证明,煮沸时间在90min以内,可溶性氮含量随着煮沸时间的延长而明显减少。

(3)煮沸强度 煮沸强度越大,麦汁的运动越激烈,产生的气泡越多,比表面积越大,易于使变性蛋白质及蛋白质单宁复合物在气泡表面接触凝聚而沉降析出。

(4)煮沸温度 煮沸温度对蛋白质影响较大,麦汁在高温下煮沸,有利于蛋白质的凝聚析出。

(5)酒花制品 酒花制品对蛋白质的凝聚具有重要意义。酒花制品中的丹宁和丹宁色素均带负电荷,极易与带正电荷的蛋白质发生中和而生成丹宁-蛋白质的复合物。酒花丹宁比大麦丹宁活泼,可将不能被大麦丹宁析出的蛋白质以及难以凝固或不凝固的蛋白质凝固析出。

(6)pH煮沸时麦汁的pH越低,越接近蛋白质的等电点pH5.2时,蛋白质与大麦多酚和酒花多酚就越易形成蛋白质多元酚复合物(统称丹宁蛋白质复合物)而凝固析出,从而降低麦汁的色泽,改善啤酒的口味,提高啤酒的非生物稳定性。

3.麦汁色度上升

麦汁煮沸过程中,由于类黑素的形成以及多酚物质的氧化使麦汁的色度不断上升,煮沸后麦汁的色度明显高于混合麦汁的色度,但在发酵过程中色度会有所降低。

4.麦汁酸度增加

煮沸时形成的类黑素和从酒花中溶出的苦味酸等酸性物质,以及磷酸盐的分离和Ca2+、Mg2+的增酸作用,使麦汁的酸度上升,pH下降。其下降幅度与麦芽溶解度、麦芽焙焦温度以及酿造用水有关,一般下降幅度为0.1~0.2。pH的降低,有利于丹宁蛋白质复合物的析出,可使麦汁色度上升,使酒花苦味更细腻、纯正,它有利于酵母的生长,但会使酒花苦味的利用率降低。

5.灭菌、灭酶

糖化过程中一些细菌进入麦汁中,如果不杀灭这些细菌,一旦进入发酵罐会使麦汁变酸,麦汁煮沸过程可以杀灭麦汁中残留的所有微生物。

6.还原物质的形成

麦汁煮沸过程中,生成了大量还原性物质,如类黑素、还原酮等。还原物质的生成量与煮沸时间成正相关增加。由于还原性物质能与氧结合而防止氧化,因此对保护啤酒的非生物稳定性起着重要的作用。

7.麦汁中二甲基硫(DMS)含量的变化

与制麦过程一样,在麦汁煮沸的过程中,DMS的前体物质可以分解为DMS-P和游离的DMS。煮沸时间越长,煮沸强度越大,DMS-P转变为DMS并被蒸发出去的量就越多,但由于煮沸时间不宜过长(不超过2h),所以麦汁中还有DMS-P和DMS的存在。

8.酒花组分的溶解和转变

酒花中含有酒花树脂,酒花苦味物质,酒花油和酒花多酚物质。α-酸通过煮沸被异构化,形成异α-酸,而比α-酸更易溶解于水,煮沸时间越长,α-酸异构化得率越高。β-酸在麦汁煮沸时部分溶解于麦汁中,溶解度及苦味力均较α-酸弱,但其氧化产物却赋予啤酒以可口的香气。酒花油的溶解性很小、挥发性很强,在煮沸的初期就有80%以上的酒花油损失,煮沸时间越长,酒花油挥发量就越大。为使酒花油发挥作用,一般在麦汁煮沸结束前15~20min加入酒花油或香型酒花。

四、煮沸的技术条件

1.麦汁煮沸时间

煮沸时间是指将混合麦汁蒸发、浓缩到要求的定型麦汁浓度所需的时间。煮沸时间的确定,应根据麦汁煮沸强度,掌握好麦汁混合浓度,以求在规定的煮沸时间内,达到要求的最终麦汁浓度。

一般来讲煮沸时间短,不利蛋白质的凝固以及啤酒的稳定性。合理的延长煮沸时间,对蛋白质凝固、α-酸的利用(异构化程度)及还原物质的形成是有利的。过分地延长煮沸时间,会使麦汁质量下降。如淡色啤酒的麦汁色泽加深、苦味加重、泡沫不佳。超过2h,还会使已凝固的蛋白质及其复合物被击碎进入麦汁而难以除去。常压煮沸10~120°P的啤酒通常为70~120min,内加热或外加热煮沸为60~80min。

2.煮沸强度

煮沸强度是麦汁煮沸每1h蒸发水分的百分率。

煮沸强度越大,翻腾越强烈,蛋白质凝结的机会就越多,越有利于蛋白质的变性而形成沉淀。一般控制在8%~12%,可凝固性氮的含量可达1.5~2.0mg/100mL,即可满足工艺要求。煮沸强度的高低与煮沸锅的加热方式、加热面积、导热系数和蒸汽压力等密切相关。要求最终麦汁清亮透明,蛋白质絮状凝结、颗粒大、沉淀快。

3.pH

麦汁煮沸时的pH主要取决于混合麦汁的pH。通常为5.2~5.6,最理想的pH为5.2,此值恰好是蛋白质的等电点,蛋白质在等电点时是最不稳定的,最容易凝聚析出。当然有利于蛋白质及其与多酚物质的凝结,从而降低麦汁色度,改善口味,提高啤酒的非生物稳定性。但会稍稍降低酒花的利用率。较低的pH虽然对蛋白质的凝结有利,但却不利于α-酸的异构化及酒花的利用率。

4.煮沸温度

煮沸温度越高,煮沸强度就大,越有利于α-酸的异构化,蛋白质的变性越充分,越有利于蛋白质的凝固。同时提高煮沸温度还可缩短煮沸时间,降低啤酒色泽,改善啤酒口味。

五、酒花的添加

1.整酒花添加方法

酒花添加没有统一的方法,啤酒工厂都是根据自己的经验和产品特色制定相应的添加方法。酒花的添加次数,一般可采用2~3次添加。

酒花添加的原则如下。

(1)苦型花和香型花并用时,先加苦型花、后加香型花。

(2)使用同种酒花,先加陈酒花,后加新酒花。

(3)分批加入酒花,本着先少后多的原则。

2.酒花制品添加方法

(1)酒花浸膏的添加方法 与酒花的添加方法基本一致,只是添加时间稍早一些。

(2)颗粒酒花的添加方法颗粒酒花现已广泛使用,由于颗粒酒花的有效成分比整酒花更易溶解,更有利于α-酸的异构化,使用和保管均比整酒花更为方便,所以在各啤酒厂家中普遍使用,而且添加次数也有所减少,为1~3次。

(3)酒花油的添加方法 纯酒花油应先用食用酒精溶解(1∶20),然后在下酒时添加。如果是酒花油乳化液,既可在下酒时添加,又可在滤酒时添加。

3.酒花添加量

酒花的添加数量应根据酒花中的α-酸含量,消费者的嗜好,啤酒发酵的方式以及啤酒的类型来决定。不少企业已下降到0.06%~0.1%。

淡色啤酒以酒花苦味和香味为主,应多加些;浓色啤酒以麦芽香为主,应少加些;酒花质量好比酒花质量差可少加些;近年来消费者饮酒喜欢淡爽型、超爽型、干啤、超干啤及纯生啤酒,所以酒花添加量在下降。

【酒文化】

啤酒花

啤酒花学名是蛇麻,具防腐、助消化,甚至安眠效果的作用。啤酒花属多年生藤蔓性植物,酒花是雌雄异株,酒花也有雌花和雄花之分,啤酒酿造所用的酒花均为雌花。雌株长成后,会开出如松球果的花朵,这个花称为“球花”,它所含的黄色小颗粒蛇麻草粉就是赋予啤酒苦味,以及香味的原料。酒花不同部位结构如图4-22所示。

图4-22 酒花不同部位结构图

啤酒花也具有防腐的效果,也有增进食欲、促进消化及催眠的功效。就是因为这样,啤酒才经常被拿来当作餐前开胃或睡前酒饮用。

啤酒花因产地的不同,风味有所差异,苦味的强弱以及香味也都大不相同。选择的啤酒花不同,啤酒的风味就会跟着改变。

1.国内主要酒花品种

我国以前种植的酒花品种有青岛大花、青岛小花,一面披3号、长白1号等苦型酒花。

近年来种植香型酒花如:斯巴顿、捷克6号、哈拉道尔;苦型酒花如:北酿、金酿。

2.国际著名的酒花品种

国际著名的酒花品种如表4-7所示。

表4-7 不同国家的知名酒花品种

思考题

一、填空题

1.麦汁煮沸时最理想的pH为( ),但在正常情况下,此值很难达到,采用硬水糖化,则更难达到。

2.麦汁煮沸时,低聚合度的多酚比高聚合度多酚沉淀蛋白质的能力要( )。

二、简答题

1.麦汁煮沸的目的?添加酒花的作用?

2.煮沸的方法及其特点?

3.麦汁在煮沸中的主要物质变化?

4.煮沸过程的技术条件?

5.添加酒花的方法?

子学习单元5 麦芽汁处理

麦汁煮沸定型后,在进入发酵以前还需要进行一系列处理,它包括:热凝固物的分离、冷凝固物的分离、麦芽汁的冷却与充氧等一系列处理。由于发酵技术不同,成品啤酒质量要求不同,处理方法也有较大差异。最主要的差别是冷凝固物是否进行分离。

麦芽汁处理的要求如下所述。

(1)对可能引起啤酒非生物浑浊的冷、热凝固物要尽可能的分离出去。

(2)在麦汁温度较高时,要尽可能减少接触空气,防止氧化。在麦汁冷却后,在发酵之前,必须补充适量氧气,以供发酵前期酵母呼吸,增殖新的酵母细胞。

(3)在麦芽汁处理的各工序中,要杜绝有害微生物的污染。

一、热凝固物的分离技术

热凝固物又称煮沸凝固物或粗凝固物。在麦汁煮沸过程中,由于蛋白质变性和凝聚,以及与麦汁中多酚物质不断氧化和聚合而形成。同时吸附了部分酒花树脂。60℃以前,热凝固物不断析出,热凝固物由30~80μm的颗粒组成,其析出量为麦汁量的0.3%~0.7%,每100L麦汁得绝干热凝固物为0.05~0.1kg。

热凝固物对啤酒酿造没有任何价值,相反它的存在会损害啤酒质量,主要表现在以下几个方面。

(1)不利于麦汁的澄清。

(2)没有较好分离出热凝固物的麦汁,在发酵过程中会吸附大量的酵母,不利于啤酒的发酵。

(3)没有较好分离出热凝固物的麦汁,会影响啤酒的非生物稳定性和口味。

(4)热凝固物的分离效果不好,会给啤酒的过滤增加困难。

1.影响热凝固物沉淀的因素

麦芽溶解不良,糖化不完全;麦汁煮沸强度不够,凝固物颗粒细小;麦汁黏度高或浓度过高;麦汁pH过低,达不到5.2~5.6;酒花添加量过少或质量差等,均会影响热凝固物的形成。

2.热凝固物的分离方法

图4-23 回旋沉淀槽的结构

1—排气筒 2—洗涤水进口3—喷水环管及喷嘴 4—液位指示管5—麦汁切线进口 6—人孔7—钢筋混凝土底座的水防护圈8—底座 9—麦汁及废水排出阀

回旋沉淀槽是圆柱平底罐,如图4 -23所示。热麦汁沿槽壁以切钱方向泵入槽内。由于麦汁是切线进入,所以,在槽内形成回旋运动产生离心力,在离心力的作用下,热凝固物迅速下沉至槽底中心,形成较密实的锥形沉淀物。分离结束后,麦汁从槽边麦汁出口排出,热凝固物则从罐底出口排出。除平底回旋槽外,还有凹形杯底和锥形底回旋沉淀槽,更有利于麦汁中沉淀物的收集和排放。

二、冷凝固物的分离技术

冷凝固物又称冷浑浊物或细凝固物,是指麦汁从60℃以后凝聚析出的浑浊物质。随着温度的降低、pH的变化以及氧化作用,其析出量逐渐增多,25~35℃析出最多。冷浑浊物主要是盐溶性β-球蛋白以及δ-醇溶蛋白、ε-醇溶蛋白的分解产物与多酚的络合物,还松散结合β-葡聚糖,被氧化后逐渐形成复合物而析出。

冷凝固物的分离方法有酵母繁殖法、锥形发酵罐分离法、浮选法、离心分离法和麦汁过滤法(可靠的凝固物分离方法)。通常采用酵母繁殖槽法、锥形发酵罐分离法和浮选法。

(1)酵母繁殖槽法 传统发酵多采用酵母繁殖槽分离冷凝固物。此法是指冷却麦汁添加酵母后,在酵母繁殖槽滞留14~20h,当麦汁表面出现白沫时,用泵将上层麦汁送入发酵池,冷凝固物和死酵母则留在槽底。此法可分离出冷凝固物近30%。

(2)锥形发酵罐分离法 此法是将冷麦汁流加酵母进入锥形发酵罐发酵,满罐24h后,从锥底排放冷凝固物和部分酵母。之后再根据工艺要求,定时排放冷凝固物。

(3)硅藻土过滤法 采用烛式或水平叶片式硅藻土过滤机去除冷凝固物,可分离75%~85%的冷凝固物。硅藻土的使用量60~80s/100L,全部冷却麦汁用硅藻土过滤。此法对啤酒的口感稍有影响,过滤后的酒,一般不够醇厚,特别是泡沫较差,其原因是冷凝固物的β-球蛋白以及δ-醇溶蛋白、ε-醇溶蛋白及其分解的多肽,与麦汁中的多酚物质以氢键相连后,变成了不溶性物质。这些不溶性物质是产生泡沫的主要成分,过分除去势必影响啤酒的起泡性。

(4)浮选法 浮选法的原理是冷浑浊将聚集于超量通入的空气气泡表面,在麦汁表面形成高而结实的泡盖,几小时后变为褐色。

浮选罐内麦汁高度最高为4m,若用两锅麦汁浮选,麦汁高度可提高至6~7m,同时预留麦汁量至少30%的泡沫上升空间。浮选罐背压50~90kPa,通过文丘里管将无菌空气(30~70L/hL)通入冷麦汁,使麦汁呈乳浊液状,同时加入酵母(15~18)×106个/mL,浮选6~16h,直至泡盖将要下沉前,酵母数已增至(22~24)×106个/mL,就泵入发酵罐。

此法可以对不理想的麦汁过滤进行弥补。可除去冷凝固物50%~70%,造成麦汁损失率0.2%~0.4%。分离的效果与空气量、气泡的大小、浮选罐液层高度以及静止时间有关。

三、麦汁的冷却

1.冷却的目的与要求

煮沸定型后的麦汁,必须立即冷却,其目的如下所述。

(1)降低麦汁温度,使之达到适合酵母发酵的温度。

(2)使麦汁吸收定量的氧气,以利于酵母的生长增殖。

(3)析出和分离麦汁中的冷、热凝固物,改善发酵条件和提高啤酒质量。

麦汁冷却的要求:冷却时间短,温度保持一致,避免微生物污染,防止浑浊沉淀进入麦汁,保证麦汁足够的溶解氧。

2.冷却的方法

麦汁冷却的方法有开放式喷淋冷却及密闭式薄板冷却或列管冷却。现主要采用密闭式薄板冷却器进行冷却。

(1)工作原理 薄板冷却器每两块板为一组,中间用橡胶圈密封,以防相互渗漏,麦汁和冷媒从薄板冷却器的两端进入,在同一块板的两侧逆向流动。由于薄板上的波纹使麦汁和冷媒在板上形成湍流,从而使传热效率大大提高,达到冷却的目的。

(2)冷却方式 以前多数采用两段法冷却,即先用自来水(或井水)冷却,再用20%酒精水(或盐水)冷却。也可用低温生产用水在预冷区先将麦汁冷至16~18℃左右,而冷却水被加热至80~88℃,在深水区麦汁又被1~2℃的冰水冷却至接种温度6~8℃。麦汁二段冷却工艺过程见图3-5 -2。

目前我国啤酒厂家绝大多数采用一段冷却法。即先将酿造水冷至1~2℃作为冷媒,与热麦汁在板式换热器中进行热交换,结果使95~98℃麦汁冷却至6~8℃去发酵,而1~2℃酿造水升温至80℃左右,进入热水箱,作糖化用水。其优点是冷耗可节约30%左右,冷却水可回收使用,节省能源,与两段法相比稳定性更强,更易于控制,也没有中间材料消耗。

四、麦汁的充氧

麦汁中适度的溶解氧有利于酵母的生长和繁殖,根据亨利-道尔顿定律,氧在麦汁中的溶解度和麦汁中氧的分压成正比,和麦汁的温度成反比。所以麦汁冷却利于氧的溶解。

1.通风供氧的目的

(1)供给酵母生长繁殖所必需的含氧量(8~10mg/L)。过高会使酵母繁殖过量,发酵副产物增加;过低酵母繁殖数量不足,会影响发酵速度。

(2)浮选法中强烈的通风利于冷凝固物的去除。

2.通风供氧的方法

(1)陶瓷烛棒或烧结金属烛棒 这是一种简单、有效的溶解方法。是将空气通过烛棒的细孔喷入流动的麦汁中,形成细小的气泡,实现溶氧的目的。但为防止感染,烛棒孔洞的清洗将非常耗时麻烦。

(2)文丘里管 文丘里管中有一管径紧缩段,用来提高流速,空气通过喷嘴喷入,在管径增宽段形成涡流,使空气与麦汁充分混合。

(3)带双物喷头的通风设备 其结构与文丘里管类似,空气通过管壁上的细喷头喷入,形成紧密的细小气泡,实现溶氧的目的。

(4)带静止混合器的通风设备 静止混合器中有一处有弯曲混合带的反应段,使麦汁不断改变流动方向产生涡流,而使空气能很好地溶解在麦汁中。

五、麦汁浸出物收得率

1.浸出物收得率

每100kg原料糖化后的麦汁中,获得浸出物的质量分数,即为麦汁浸出物收得率。麦汁浸出物收得率具体可根据下式计算:

式中 E——麦汁浸出物收得率,%;

V——定型麦汁最终产量,L;

wp——麦汁在20℃时的糖度表(plato)浓度,%;

d——麦汁在20℃时的相对密度;

m——投料量,kg;

0.96——常数,100℃麦汁冷却到20℃时的容积修正系数。

2.原料利用率

原料利用率是用来评价糖化收得率的一种方法,也是啤酒厂的一项重要经济技术指标。一般应保持在98.0%~99.5%。具体计算公式如下:

式中 M——原料利用率,%;

E——糖化浸出物收得率,%;

E1——实验室标准协定法麦汁的浸出物收得率,%。

3.麦汁理化指标

麦汁理化指标见表4-8。

表4-8 麦汁理化指标

4.影响糖化麦芽汁收得率的因素

(1)麦芽质量

①麦芽水分含量:麦芽水分每增加1%,相当于减少约1%的麦汁收得率。

②蛋白质含量:蛋白质含量越高,麦芽溶解不良,麦汁浸出物越低,因此麦汁收得率低。

(2)麦芽粉碎度 麦芽粉碎不当,粉碎度过粗,会影响麦芽的分解和麦汁的过滤,可能造成2%以下的收得率损失,导致收得率下降。

(3)糖化方法 糖化温度高,糖化时间短等,会导致麦芽的有效成分分解不完全,糖化收得率降低;糖化时搅拌不良,醪液混合不均造成麦芽溶解不完全,造成收得率损失。

(4)麦汁过滤 操作不当会使过滤和洗糟发生困难,导致糟层中残留浸出物较多,糖化收得率下降。

【酒文化】

麦汁酒精浓度

1.第一道麦汁

第一次过滤萃取所得到的麦汁,称为第一道麦汁。如果利用热水洗涤过滤后的麦糟、再度萃取,就称第二道麦汁。相较之下,第一道麦汁的糖度较高,所以较为甘甜。喜欢甜味的人,自然就会感觉第一道麦汁比较美味,像在喝麦芽口味的果汁一样。然而萃取剩下的麦芽粥状物里,还残留着许多酿造啤酒所需的精华。如果啤酒完全使用第一道麦汁来酿造,糖度就会太高,最后就会酿成高酒精度的啤酒。

2.酒精浓度

发酵前后的糖度,决定了酒精浓度与口感,啤酒是麦汁内的糖分经过发酵,产生酒精与二氧化碳而成。其中,酒精的含量是视酵母可分解糖分的量来决定的。也就是说,糖分多,可产生酒精较多,糖分少,就较难产生酒精。酒精的浓度,是由麦汁的糖度决定而酵母的发酵度和糖的种类,也都会影响酒精含量。

啤酒酿造者会用他所想酿造啤酒的酒精度,来设定麦汁的糖度。糖度一般用“比重”来表示,发酵前的原始比重(OG:Original Gravity)与发酵的最终比重(FG:Final Gravity),对酿啤酒而言相当重要。两者之间的差距越大,酒精浓度就越高。这是因为酵母已经完全将糖分解的缘故。

此外,最终比重高的啤酒,因为糖还残留于啤酒中,酿出的是香醇口感强度强劲的啤酒。这些比重的数值,是以水的比重1来作为基准。酿造者在麦汁煮沸会先检查糖度,确认是否为原先所设定的数值。

通常会使用糖度计或糖度测量试纸来测量糖度。

思考题

一.填空题

1.麦汁煮沸和添加酒花后,应迅速进行麦汁处理,其目标是去除( ),将麦汁冷却到发酵温度,并进行( )处理。

2.冷麦汁出现碘反应,说明( )分解程度差,会影响啤酒稳定性。

3.对麦汁进行通氧处理时,一般通入的不是纯氧,而是( ),为了避免污染,应实现( )、低温、干燥、无油、无尘。

4.热凝固物析出量,一般波动在( )g/100L麦汁范围内,其中含有80%的麦汁。

5.一段冷却是酿造用水经氨蒸发器冷却至( )℃的冰水,与热麦汁在薄板冷却器内进行热交换,把麦汁冷却至( )℃,冰水被加热至80℃作酿造用水使用。

二、简答题

1.热凝固物分离方法,回旋沉淀槽的结构特点及分离原理。

2.麦汁冷却目的。

3.薄板冷却器操作原理。

4.麦汁充氧的目的和方法。

5.影响糖化麦芽汁收得率的因素。