麦汁煮沸的作用

翎才 碑
2 .3 金属离子含t 过高对啤酒质t 的影响 一般要求啤酒酿造用水的铁离子含量不超过 目 ( 1 降低啤酒中过高的金属离子， 的: ) 去除啤 酒的铁腥味; (2)防止啤酒喷涌; (3 提高啤酒胶体稳定性， ) 防止氧化混浊 和金属蛋白混浊; (4 延长啤酒保鲜期; ) 用法; 在过滤前 2 一 天， 3 加人发酵液中。作为 抗氧剂使用时， 植酸与其它抗氧剂配合使用， 效果更
抑制许多污染菌生长
. 低pH值降 低酒花利 用率 . 低pH值 响 度 成 影 色 形
降低麦汁中的氮
麦汁煮沸是一个降低氮的重要阶段， 10 ℃ 用 0 标准煮沸说明如下。 煮沸时间与降低氮含量的关系
煮沸时间(小时)
n 1 1 j s e 。 ， ‘ 伟 」
工 乃 心 J
降 低氮含量的%
. 5 氏 . 7 叭 0 1
制啤酒中 DMS 含量的方法如下:
煮沸后
3 小时
5 . 69 5 .39 4 99
. 使 用sMM含 低的 芽。 量 麦
. . . . 延长麦汁煮沸时间， 分解前驱物并蒸发掉 DMS o 缩短回 旋沉淀槽静置时间， 减少前驱物的分解。 迅速冷却麦汁一减少麦汁的 保温时间。 回 旋沉淀槽静置后， 使用麦汁汽提清除 DMS o (注:DMs 不是都来自 麦芽， 有一小部分是来自 啤酒中的腐败菌， 在发酵过程中分解的。 ) 已 经发现煮沸时间从 6 分钟缩短到 4 分钟， 0 5 对于原浓为1 .39 P 的标准麦汁， 样的绝对蒸 0 o 在同 发值下， 残存的DMS前驱物增加了 1 %。 6 酒花挥发物(酒花油)在麦汁煮沸过程中， 也会 被蒸发掉， 如果其浓度很高， 将会赋予啤酒苦味、 青 草味。在标准的尔 9 分钟煮沸过程中， 卜0 大部分酒 花油挥发物被蒸发。根据最终啤酒对酒花特性的要 求， 在煮沸终了前 5一巧分钟， 添加一小部分香型酒 花(相当酒花添加量的加%) 。 影响挥发物蒸发的主要因素包括:
SMM 一 半衰期
圈3
DMS 个 煮沸 加热
在煮沸过程中稳定去除啤酒中的 DMS
在煮沸过程中加麦汁的色度。有三类反应与其 有关 : . 拨基氨基化合物之间的美拉德反应(见图4 。 ) . 煮沸锅中的焦糖。
.
在煮沸过程中产生的 DMS 被迅速蒸发掉。然 而， SMM在麦汁煮沸后至麦汁冷却这一期间， 继续
风味。
蒸发不良的挥发性成分。 通常在麦汁煮沸锅中直接收集澄清的麦汁， 或 者过滤后的麦汁先进人一个麦汁接收器中(常叫暂 贮槽或预煮锅) 。 麦汁煮沸锅配有加热装置， 既可以直接使用燃 料加热， 也可以间接使用燕气加热。将煮沸锅中的 麦汁从过滤温度(此温度在 6 ℃ 5 一78℃之间)加热 至沸腾(煮沸温度在大气压下通常高于 10 ℃， 0 其中 因溶解有固 体物质)。 然后将煮沸锅中的内容物煮沸 3任 12 分钟， 一0 麦汁煮沸需要高能， 啤酒厂总耗能量 的4 %。 占 D 用于加热麦汁到达沸点的大部分能量， 在麦汁 冷却期间使用热交换器回收， 通过热交换器加热酿 造水， 用于下一次酿造过程。这种方式的热回收率
杯 冰8 0 叹 宾印 坎 曰 当 叨 件 巨 0 彗2 和
0 0
F 压汗代匕犷士丁1 于 目
.
/’
10 20 30 习】 5 0
{ { …
图 l
…
60 70
吕 0
月 训】
从煮沸开始记时 酒花利用率与时间的关系
栏 目特 约 :
魏索 鸽
青岛晚洒舀 ， 软
. . . . . . 麦汁温度 煮沸强度 表面张力 蒸汽烟囱中挥发物的凝聚 扩散通道的浓度 煮沸时间
应， 形成不溶的化合物释放 H十 (氢离子)参见表 1。 麦汁煮沸终了， 麦汁中的钙至少有一半被沉淀。
因此， 最终浓度为 lo PPm 的麦芽汁酿制的啤酒中 o 具有 4 PPm 钙离子。 D
为 降 了 低pH值， 往糖化锅中 添加额外的 钙离
子， 用以形成硫酸钙或氯化钙。另一个方法是直接 添加酸， 如磷酸或硫酸。
多酚的 氧化。 在 麦汁煮沸 过程中， 化增加色度， 氧 特别是多酚的 氧 它 化， 削减了 麦汁和啤 还原 酒的 力(请 参看后面)。
在低氧情况下生产的糖化醒和麦汁色度下降， 酿制的啤酒色度低， 并且改善了风味稳定性。 表1 麦汁中pH的 变化
煮沸前
6 0 6 5 63
5 0 9
分解为 DMs 。 在成品啤 酒中 总会存在 DMS。因 尽可能地 此， 通过改变煮沸和沉淀时间来控制 DMS 的含量。 控
栏 目特 约 :
德国， e jn e sge o 禁 加无 按照R h i b t 止添 机酸， t 而 往 锅中 使用乳酸化的 糖化 添加 发酵产品。 低pH 来降
值且改进啤酒的 风味。
降 低pH是非常重要的， 特别有以 下几方面的
作用: . 改善蛋白 质凝聚
. .
.
改进啤 酒风味， 特别是 v DK 双乙 ( 酞)的 还原 促进酵母生长
谈 且 咧 和 减 陈 众 握
.~ ~ 、 、、、、 、 、
相 息 二践 日二
~ ~ 二宾丈丫产 \ \ 、* 理蟹， ， 欠女仁之廿
，
参考: l ough，万 来自百度文库 st印 M ting 。 B 995 hen“ 己 nd
Br wing soie吟 ” e
表2 煮沸对麦汁蛋白质分子. 分布的影响
凝胶电泳法侧定蛋白质/ 多肤分子的分布 图 5 离分子氮化合物与煮沸时间的关系
煮沸过程中 水以燕汽形式被蒸发掉， 由此起到 浓缩麦汁的作用。当达到沸腾时， 煮沸中水的排除 量与 蒸发率( 即 能量供给数量)之间有直接的比 例关 系。煮沸锅的设计， 特别是表面积， 会影响热效率。 高浓度啤酒(如高贮藏啤酒和大麦酒)煮沸时间 长， 其主要目的是蒸发水以浓缩麦汁。然而， 以下是 几种生产高浓麦汁的方法， 而无须延长煮沸时间: . 多次搪化投料法一收集不同 糖化浓度的 麦醒。 . 糖辅料法一直接向煮沸锅中 加糖。 . 低浓麦汁 循环法一从过滤槽回收低浓麦汁重新 用于下一次糖化。 . 酒糟脱水法一将麦糟中残液回收， 重新用于糖 化、 洗糟或添加到煮沸锅中。 . 高浓麦汁分离技术一如醒液过滤器可以实现高 浓麦汁得到高的浸出 率。 这些技术能够生产高浓度麦汁， 在保持糖化车 间收得率的同 时而 无须不必要的热量。 苦味质的异构化 在煮沸期间， 酒花中的。 一 酸被萃取出来经异构 化形成易溶的异a 酸。温度可以加速这一反应。 异构作用是一个相对迅速的反应， 在煮沸3 分 0 钟以内达到麦汁苦味的9 % ， 0 最大数量的异构物一 般出现在煮沸 60 一 分钟内， - 70 且占总 a 酸的 6 % 0 左右。在发酵和成熟过程中， 。酸继续损失， 异 且随 泡沫生成而析出， 以至于最终啤酒中的异 Q酸量为 一 40%左右(见图 1) 。
为9 %。
另一种能量消耗是在煮沸期间从烟囱 流失的水蒸 气。 通过减少 这一形式的能量损失可以达到真正的节 能目 有多 的。 种方案可用于回 收蒸汽中的 部分能量。 减少耗能最有效的 途径是减少蒸发率。 在过去 的3 年中， 0 平均蒸发率从 12一2 %降到4一8%。 0 要想理解蒸发率减少这一问题， 有必要弄清麦汁在 煮沸期间的主要变化。 麦汁灭菌(略) 酶的钝化 酶的活性依赖它们的三维结构。在某一温度之 上， (通常在5峨 7 ℃ 卜 5 范围内)使酶的第三级结构变 一 性， 酶就失去了活性。当麦汁达到沸点时通常没有 剩余的酶活。 糖化结束时麦醒最终温度升到7 一7 ℃， 6 9 此温 度已足够钝化麦芽酶活性
6 小时
5 .46 5 . 22 4 96
参 ig护 考:B 和step玩 的 M ting and B w s ie。” n写 “ 己 e r ing c
降低麦汁pH
在整个酿造过程中， 从酿造用水到最终包装控
制pH值， 是保持产品 致性的 一 基础。 在糖化期间 麦汁pH值开始降低， 麦汁煮沸过程中， 继续降低。 pH值下降的原理是由于C矛 +与磷酸盐和多肤反
。 一
. ，。
栏 目牛 爹约 :
青岛哑酒四 ， 派
抽粼
硬 鬓薰
王宏华 ( 译 )
(北京燕京啤酒集团 公司科研技术中心 101300 )
麦汁煮沸的目 的是在如下几方面稳定麦汁: 杀死破坏性微生物。 减少凝固 性氮， 从而提高胶体稳定性。 提取酒花中有效物质， 赋予啤酒独特的香味和
麦汁浓度
. . . .
0
% 4 % 2 % 7 % 9 % 4
过单个分子碰撞形成稳定键的程度， 而且直接与温 度、 煮沸时间和强度成比 例。 传统标准计算麦汁煮沸的 效率: . 煮沸温度〔 在标准大气压下， 1 ℃以 通常 0 上) . 煮沸时间 . 蒸发率 麦汁煮沸传统的条件是 9 分钟煮沸， 0 高于 0 1 %的蒸发率。 但是， 由于回收能量成本的 需要， 使 用低燕发率， 可缩短煮沸时间， 典型的现代煮沸锅是 0 6 分钟煮沸， 在5%一9%之间的燕发率下运行。 搅拌的 程度和煮沸能力通常没有测量标准， 如 果比 较好的热交换设计， 使用机械搅拌或用泵或者 是热虹吸系统， 实现除蒸发率之外的附加搅拌。 可以 图5 已 证明了这一结论， 不同的 蒸发率条件下， 在整个大气压煮沸中 高分子氮部分同样降低。 煮沸期间， 除掉高分子氮实际是时间与强度的 作用， 与蒸发率无关。 过量清除蛋白 多肤会降低啤 质/ 酒的 质量。 口
图2 蒸发率对风味性质的影响
在麦汁煮沸期间去除的主要挥发物是: 从贮藏 麦芽中衍生的( DMs 二甲基硫， ) 它能够赋予下面啤 酒甜玉米味。它是硫甲基蛋氨酸( SMM) 的热分解 产物， 其半衰期为3 分钟(见图3 。 5 )
图 4 加热过程中美拉德反应(焙澡、 箱化和麦汁煮沸)
增加色度
} 麦汁煮沸期间DMs 的 形成{
0 . 弓】9 洲2 0 .0 10 % 0
参 iggs和ste en写 “习 nd B w 5，〔’ 考:B h P 的 M ting。 r in: 1 1e e 曰’ 然后， 使用一个比 较特别的 试验(凝胶电泳法) ， 尽可能地分离不同分子量的含氮化合物， 说明麦汁 煮沸对除掉高分子量部分有很大影响， 并且关系着 成品啤酒的 胶体稳定性(参表表 2 。 ) 蛋白 多肤凝结的过程涉及内部分子键之间 质/ 的置换， 因此影响了每个分子的分子量。 在麦汁煮沸期间， 由于内部分子键的作用， 产生 不同分子量分子的聚集， 假若它们没有被机械剪切 断开的话， 搅拌过程中， 在充足的时间与动力下， 凝 固继续结合沉淀， 作为热凝固物析出。 去除的蛋白质和多肤的量， 取决于煮沸过程通
单宁/ 多酚的提取与沉淀 酒花单宁与麦芽多酚在煮沸麦汁中是可溶的， 单宁/ 多酚容易被氧化聚合， 增加分子量。单宁/ 多 酚也与蛋白质结合形成蛋白质/ 多酚络合物: . 与氧化多酚结合的蛋白 质在煮沸麦汁中 是不溶 的， 形成热凝固物析出。 . 与没有氧化多酚结合的蛋白 除了在冷却时 质， 产生冷混浊和冷凝固物， 在煮沸麦汁中是可溶的。 多酚在后期啤酒处理过程中也可能氧化， 且引起啤 酒包装后胶体的不稳定性。 向煮沸麦汁中添加整酒花， 多酚的含量占总多 酚的40%左右， 但是大部分的 酒花多酚形成热凝固 物和冷凝固物被除掉。剩余的多酚来自 麦皮不易聚 合， 因此不易被除掉。缺少酒花单宁的麦汁澄清度 差且还原电位低。 产生还原化合物 麦芽和麦汁含有一定量的还原化合物， 如果在麦 汁生产或处理阶段没有被氧化， 在 (下转第 3 页) 2
去除挥发性物质 在麦汁煮沸过程中蒸发掉不良挥发性化合物 ( 见图 2) 。
恻 劣 令 凿 哎
煮沸锅的设计对上面的因素有影响， 并且发现 在缓慢对流系统中， 有利于保持最终酒花特性， 如等 容量的煮沸锅， 它优于有涡流系统强有力的煮沸系
- . 卜 硫 .州- 青草味 ~ . .
%蒸发率
水果味
统。
氨基化合物 一 还原糖 棕色 面包味和麦芽味
.1 煮 前 .033} 。95 } 。01 0 . 创)23 沸 协 6 .1 煮沸后 。1 一0.1 0 .0 1 一 } 25 0 . 以M 。 5 7 除掉% 4 %一32% 9 } 96% 一 9 5 %
.叫 5
5 ，以 一 0 )
10 洲 刃 洲
1OJ 兀 旧一 50 0 以 ， )
50 ，洲 一 〕) 0 以K 10 以加 > 10 ， 0 )