啤酒生产技术—麦汁制造

啤酒生产技术 第四章 麦汁制造
工艺流程
第一节 原料、辅料的粉碎
一、粉碎的目的与要求 1.粉碎的目的 原料、辅料粉碎后，增加了比表面
积，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 麦芽皮壳应破而不碎。如果过碎， 麦皮中含有的苦味物质、色素、单宁等会过多地 进入麦汁中，使啤酒色泽加深，口味变差；还会 造成过滤困难，影响麦汁收得率。胚乳粉粒则应 细而均匀。 辅助原料(如大米)粉碎得越细越好，以增加浸出物 的收得率。
糖化阶段：此阶段温度通常控制在62～70℃之间。温度偏高，有利于 α-淀粉酶的作用，可发酵性糖减少。温度偏低，有利于β-淀粉酶的作 用，可发酵性糖增多。
糊精化阶段：此阶段温度为75～78℃。在此温度下，α-淀粉酶仍起作 用，残留的淀粉可进一步分解，而其他酶则受到抑制或失活。
2.糖化时间 3.pH 值 4.糖化用水 淡色啤酒的料液比为1：4～5（即
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-β-1，4葡聚糖酶、内-β-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9-8。
糖化的目的：将原料和辅助原料中的可溶性物质萃取出来， 并且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。
二、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
（2）一次煮出糖化法
2.全麦芽浸出糖化法
（1）恒温浸出糖化法 粉碎后的麦芽，投入水中搅匀， 65℃保温1.5～2.0h，然后把糖化完全的醪液加热到75～ 78℃，或添加95℃左右的热水，使醪液温度升到75～78℃， 终止糖化，送入过滤槽过滤。
（2）升温浸出糖化法 先利用低温水浸渍麦芽，时间为 0.5～1.0h，促进麦芽软化和酶的活化，然后升温到50℃左 右进行蛋白质分解，保持30 min，再缓慢升温到62～63℃， 糖化30 min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。
浸出糖化法是纯粹利用酶的作用进行糖化的方法，其特点 是将全部醪液从一定的温度开始，缓慢分阶段升温到糖化 终了温度。浸出糖化法需要使用溶解良好的麦芽。应用此 法，醪液没有煮沸阶段。
1.全麦芽煮出糖化法 （1）二次煮出糖化法
特点有：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以 淡色麦芽用此法制造淡色啤酒比较普遍。 根据麦芽的质量，下料温度可低（35～37℃） 可高(50～52℃)；③整个糖过程可在3～4h内 完成。
二、粉碎方法与设备
1.麦芽粉碎方法 干法粉碎：传统的粉碎方法，要求麦芽水分在6％～8％，
其缺点是粉尘较大，麦皮易碎。 湿法粉碎：先将麦芽用50℃水浸泡15～20min，使麦芽含
水质量分数达25％～30％之后，再用湿式粉碎机粉碎，并 立即加入30～40℃水调浆，泵入糖化锅。优点是麦皮较完 整，对溶解不良的麦芽，可提高浸出率1％～2％；缺点是 动力消耗大。 回潮粉碎又叫增湿粉碎：可用0.05MPa蒸气处理30～40s， 增湿l％左右。也可用水雾在增湿装置中向麦芽喷雾90～ 120s，增湿1％～2％，可达到麦皮破而不碎的目的。蒸气 增湿时，应控制麦芽品温在50℃以下，以免引起酶的失活。
100kg原料的用水升数，下同），浓色啤酒的料液 比为1：3～4，黑啤酒的料液比为l：2～3。 5.洗糟用水 洗糟用水温度为75～80℃，残糖质量 分数控制在1.0％～1.5％。酿造高档啤酒，应适当 提高残糖质量分数在1.5％以上，以保证啤酒的高 质量。混合麦汁浓度，应低于最终麦汁质量分数 1.5％～2.5％。
3.影响糖化的因素
(1)麦芽的质量及粉碎度 (2)温度的影响 (3)pH的影响 实际生产中，多采用加酸调节
糖化的pH值，以增加各种酶的活性。通常 选用磷酸或乳酸调节pH值。 (4)糖化醪浓度的影响 糖化料水比为1：3～ 4，糊化料水比为1：5～6。
三、糖化方法
煮出糖化法是兼用生化作用和物理作用进行糖化的方法。 其特点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，使全部醪液温度分阶段地升高 到不同酶分解所需要的温度，最后达到糖化终了温度。煮 出糖化法可以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。
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值的降低，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。
2.麦汁煮沸的方法
间歇常压煮沸是国内目前广泛使用的传统方法。它是让麦 芽汁的容量盖过煮沸锅加热层后开始加热，使麦汁温度保 持在80℃左右，待麦槽洗涤结束后，即加大蒸汽量，使混 合麦汁沸腾。
1.麦芽汁煮沸的目的和作用 (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
来自百度文库
3.双醪糖化法（复式糖化法）
（1）双醪煮出糖化法 ①双醪煮出糖化法的特点有：a辅助添加量为20％～30％，
最高可达50％。对麦芽的酶活性要求较高。b第一次兑醪 后的糖化操作与全麦芽煮出糖化法相同。c辅助原料在进 行糊化时，一般要添加适量的α-淀粉酶。d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。e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。f 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双醪一次煮出糖化法
（1）二次煮出糖化法
（2）一次煮出糖化法
特点有：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℃。
第二节 糖化
一、糖化的基本概念 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值、 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 (如糖类、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比称为无水 浸出率。
（2）糖化温度的阶段控制
浸渍阶段：此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。
蛋白分解阶段：此阶段温度通常控制在45～55℃。温度偏向下限，低 分子氮含量较高，反之，则高分子氮含量较高。溶解良好的麦芽，可 采用高温短时间蛋白质分解；溶解不良的麦芽，可采用低温长时间蛋 白质分解；麦芽溶解特好，可省略蛋白分解阶段。在45～55℃温度范 围内，β-葡聚糖继续分解。
(3)生产设备 ①浸出法只需有加热装置的糖化锅，双醪糖化法或煮出法，应有 糊化锅和糖化锅；②复式糖化设备可穿插投料，合理调节糖化方法，具有较 大的灵活性，以达到最高的设备利用率。
四、糖化工艺技术条件
糖化要控制的工艺技术条件有以下几个方 面。
1.糖化温度 糖化时温度的变化通常是由低 温逐步升至高温，以防止麦芽中各种酶因 高温而被破坏。
五、糖化设备
糖化锅
糊化锅
过滤槽
过滤
麦汁过滤分两步进行：一是以麦糟为滤层，利用过 滤的方法提取出麦汁，称第一麦汁或过滤麦汁）； 二是利用热水冲洗出残留在麦糟中的麦汁，称第二 麦汁或洗涤麦汁。
麦汁过滤最常用的是过滤槽法。过滤槽的槽身内安 装有过滤筛板、耕刀等，槽身与若干管道、阀门以 及泵组成可循环的过滤系统，利用液柱静压为动力 进行过滤。
（1）双醪煮出糖化法
③双醪二次煮出糖化法
（2）双醪浸出糖化法
特点有：①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、粘度低、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。②糊化料水比大(1：5以上)，辅 料比例大(占30％～40％)，均采用耐高温α淀粉酶协助糊化、液化。③操作简单，糖 化周期短，3h内即可完成。
4.外加酶制剂糖化法
5.糖化方法选择的依据
(1)原料 ①使用溶解良好的麦芽，可采用双醪一次或二次糖化法，蛋白分解温 度适当高一些，时间可适当控制短一些；②使用溶解一般的麦芽，可采用双 醪二次糖化法，蛋白分解温度可稍低，延长蛋白分解和糖化时间；③使用溶 解较差、酶活力低的麦芽，采用双醪三次糖化法，控制谷物辅料用量或外加 酶，以弥补麦芽酶活力的不足。
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、氨基酸以及果胶质和各 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有： (1)淀粉的分解 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。 (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。 (3)β-葡聚糖的分解 (4)酸的形成 使醪液的pH值下降。 (5)多酚类物质的变化
影响麦芽汁过滤速度的因素有以下几点：（1）麦 汁的粘度愈大，过滤速度愈慢；（2）过滤层厚度 愈大，过滤速度愈低；（3）过滤层的阻力大，过 滤则慢。
过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。滤层阻力是由过滤层厚度 和过滤层渗透性决定的。
第四节 麦汁煮沸与酒花添加
一、麦汁煮沸
(2)产品类型 ①上面发酵啤酒多用浸出法，下面发酵啤酒多用煮出法；②酿造 浓色啤酒，选用部分深色麦芽、焦香麦芽，采用三次糖化法；酿造淡色啤酒 采用双醪浸出糖化法或双醪一次煮出糖化法；③制造高发酵度的啤酒，糖化 温度要控制低一些(62～64℃)，或采用两段糖化法（62～63℃，67～68℃）， 并适当延长蛋白分解时间；若添加辅料，麦芽的糖化力应要求高一些。
2.粉碎设备
麦芽粉碎常用辊式及湿式粉碎设备。辊 式设备根据辊的数量又可分为对辊式、四 辊式、五辊式、六辊式等。锤式粉碎机极 少使用。
六辊粉碎机
五辊粉碎机
四辊粉碎机
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。