麦汁制备

(1)麦芽性质 对于溶解良好的麦芽，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。
二. 粉碎方法与设备
1.麦芽粉碎方法 (三种) 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。
• 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。
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。
2.粉碎工艺过程的要求和要点
1）麦芽至粉碎机输送的损失率要低；粉碎的 总损失率0.3～3%； 2）粉碎中要保持粉碎物料质量的稳定，否则， 它将会在后续工艺过程中对啤酒质量产生波动 影响； 3）尽可能降低粉碎过程的成本，并注重提高 粉碎质量，从而保证后续生产过程，即从糖化 到啤酒过滤能有较低的生产成本。
酶活性
α—淀粉酶的活力与温度的关系
100 80 60 40 20 0 温度1℃
酶活力
α—淀粉酶活力与pH值的关系
100 80 60 40 20 0
2 3 4 5.8 8 10 12 pH
糖 化 中 的 淀 粉 分 解
淀粉糊化
麦芽、辅料中的淀粉，一般由细胞壁包围，以 颗粒状存在。
这种颗粒不溶于水，也不受淀粉酶的作用。但 淀粉颗粒经加热，会迅速吸水膨胀，当升至一 定温度后，细胞壁破裂，淀粉分子溶出，形成 粘性糊状物，此过程称为“糊化” 。
·辊 子 的 最 大直径为 250mm。
每厘米辊长的进料量为重5～20kg／h；粉碎机的转速较低， 为160～180r／min。
六辊轴粉碎机
1
• 辊筒的转速为：
2 78 9
5
3
预磨辊：400～420r/min；
6
4
麦皮辊：400r/min；
粗粒辊：380～440r/min；
• 辊筒长度通常为0.8～1m；特别小的粉碎机 为0.4m；特大型粉碎机可达1.5m。
碘检呈色反应
α－淀粉酶
β－淀粉酶
淀粉
72～75℃
62～65℃
分解产物 已糊化淀粉 高分子糊精 中分子糊精 低分子糊精 麦芽三糖 麦芽糖 葡萄糖
与碘液的 反应 蓝色 紫色至红色
碘检正常
碘检 不正常
影响淀粉分解的因素
• 麦芽品种及质量 • 粉碎度 • 糖化时间 • 醪液的pH值：当醪液的pH值在5.5～5.6
简而言之，糊化就是淀粉颗粒在热溶液中膨胀 破裂的过程。
液化
α—淀粉酶将由葡萄糖残基组成的淀粉长链（直 链淀粉和支链淀粉）迅速分解为短链，形成低分 子糊精，从而使已糊化醪液的粘度迅速下降，形 成稀的醪液，这个过程称之为“液化”，液化过 程是一个生化反应过程。
液化的含义就是通过α—淀粉酶的作用，使已 糊化的淀粉液粘度下降。
• 脂酶在发芽时迅速增加，干燥过程结束后仍部 分保存在麦芽中。
粉碎
1.破碎麦芽的目的
1）.把麦皮从麦粒表面分离，以便使它的胚乳有效的 被酶分解。 2）.胚乳变成粉状的程度，以增加它们吸收水分的有 效表面积。 3）.有效的保持麦皮的完整，以便麦芽糖化后使麦汁 的过滤顺利。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。 减少细粉量，因这些细粉糖化后会变成糊状，影响过 滤效果。 4）.从原料中获得最高的收得率。
β—淀粉酶的作用时间要长于α－淀粉酶的作 用时间。
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、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。
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。
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。
当然，液化过程中β—淀粉酶也会起作用，从非 还原末端来分解长链，只是其作用缓慢，分解时 间长。
糖化
糖化是指淀粉酶将淀粉转化为麦芽糖、麦芽三 糖、葡萄糖等糖类和糊精的过程，是一个生化 反应过程。
我们已经知道，α－淀粉酶可将直链淀粉或支 链淀粉的长链分解成由7～12个葡萄糖单位组 成的短链糊精，然后β—淀粉酶再从短链的末 端每次切下两个葡萄糖，形成麦芽糖等。
麦芽增湿器
1 23
4
5
6
7 8
• 1－麦芽进入 2－增湿 3－喷淋 4－排气 5－清洗水进口 6－至糖化锅 7－排污口 8－麦芽出口（至粉碎机）
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。
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
五辊粉碎机
六辊粉碎机
1 2
5
78 9
4
3 6
现代六辊粉碎机（MALTOMAT）重要技术性能
• 喂料调节或根据料面高度变频调节进料量 • 数字调节辊距系统，精度为1／100mm。 • 终端安全开头。 • 筛子的功效提高，运行安静。 • 免维护筛的更换方便。 • 共用1个电机，齿轮是人造材料。 • 采用充电技术。 • 防爆：外壳耐压0.7巴，耐负压0.1巴（吸气管）。 • 辊子长度：1,000～1,500mm。 • 工作效率：80kg／cm／h粗粉。 • 筛 面 负 荷 ： 18kg ／ dm2, 普 通 6- 辊 粉 碎 机 为 30 ～
锤式粉碎机极少使用。
粉碎机的辊筒
• 粉碎机的辊筒是硬铸铁，辊 筒的表面具有极高的硬度。
• 辊 筒 的 直 径 约 为 250mm ， 直径不能太小，否则麦粒容 纳角太小，粉碎能力下降。
• 容纳角:指在此容纳麦粒所 形成的角度。
对辊粉碎机
·装 有 一 对 大小相同的 辊子。
·两 个 辊 子 相对反向旋 转，速度相 同。
辊筒间隙
1 2
5
78 9
3
6 4
• 辊筒间隙在0～2.5mm之间无级调节.
• 一般为：六辊粉碎机
干粉碎
增湿粉碎
• 预磨辊间距：1.6mm
1.2 mm
• 麦皮辊间距：0.8mm
0.6mm
• 粗粒辊间距：0.4mm
0.4mm
辊筒拉丝槽的安装形式
a－刃对刃 b－刃对背 c－背对背 d－背对刃
四辊粉碎机
• 在制麦过程中未分解的β-葡聚糖会给麦汁 和啤酒过滤带来困难。
高分子的β-葡聚糖凝胶具有举足轻重的意义，糖 化过程中出现的各种剪切力会将β-葡聚糖分子 扩展开来彼此联结在一起，通过氢键形成β-葡 聚糖螺旋体，此螺旋体具有形成凝胶的趋势，导 致过滤困难。
磷酸盐的分解
• 在糖化过程中，磷酸脂酶可溶解麦芽中一部 分未溶解的有机磷酸盐，从而增加醪液的缓 冲能力。 磷酸脂酶的最适作用条件为pH值5.0，温度 50～53℃。 当温度为65～70℃时，酶的活性受到抑制。 因此，较低的麦汁pH值，有利于糖化的顺 利进行。
大米、玉米 粉碎的技术条件
项目
技术条件
大米
玉米
水分
粉碎度
粉碎物存放时间 粉碎物的公石重 量（公斤/百升） 胚芽和皮壳
水分愈低愈好，超过 15%，要调小辊轴距离
粉碎愈细愈好，但电耗 较大，不得含有整粒大 米 不 得 超 过24h， 防 止 发 热结块 80～90
－
水分愈低愈好
不能超出规定标准
不得超过24h，防止发 热结块 70～90
时，可以看作是两种淀粉酶的最佳pH值 范围 • 醪液浓度 ：淡色啤酒的料水比控制在 1﹕4左右
蛋白质的分解产物
氮含量[%]
70%
60%
氮含量
可凝固性氮
50%
甲醛氮
40%
α-氨基氮
30%
20%
20%
20%
1百度文库%
7%
60%
33% 22%
0% 高分子氮20% 中分子氮20% 低分子氮60%
蛋白质分解对啤酒质量的影响
淀粉酶对淀粉的分解
（1）α－淀粉酶（内酶）将长链淀粉分解成低分 子量的糊精，其最佳作用温度为72～75℃，失 活温度为80℃，最佳pH值为5.6～5.8；
（2）β－淀粉酶（外酶）从淀粉链的末端分解， 形成麦芽糖、麦芽三糖和葡萄糖，其最佳作用 温度为60～65℃，失活温度70℃，最佳pH值 为5.4～5.5。
(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。
蛋白质的分解产物
作用
高分子氮 中分子氮 低分子氮，氨基酸
形成泡沫，物理及化学稳定性， 啤酒的醇厚性
“CO2 的 载 体 ” ， 口 味 （ 杀 口 力），缓冲物质
“酵母的营养”，形成美拉德 反应，色度变化
β-葡聚糖的分解
• β-葡聚糖酶分解的最佳作用温度为45～ 50℃。β-葡聚糖酶十分耐热，在麦芽干 燥时受损不大，在60～65℃下也可以作用.
第二章 麦汁制造
• 原料粉碎 • 糊化、糖化工序 • 麦汁过滤 • 麦汁煮沸 • 麦汁后处理：麦
汁通风、麦汁冷 却等阶段
一、麦汁制备
麦汁制备是啤酒生产过程中的最重要环节。 为保证啤酒发酵的顺利进行，通过糖化工序 将麦芽中的非水溶性组分转化为水溶性物质， 即将其变成能被酵母所代谢的可发酵性糖， 是发酵的重要前提和基础。
40kg／dm2。
麦芽增湿粉碎工艺流程示意图
1
1 .麦芽筛分
2. 称重
2
3 .麦芽提升机
4 .麦芽暂存箱
5. 增湿蒸汽
6 .增湿搅笼
7.旋转卸料器
8. 麦芽粉碎机
4 5
3
6 7
8
麦芽增湿技术—麦皮增湿后的效果
• 麦皮体积净增10～20%左右； • 粗粒和麦皮组分的分离性能改善； • 麦汁过滤速度提高； • 糖化收得率和最终发酵度提高； • 达到碘反应终点的时间缩短。 • 增湿处理设备直接安装在粉碎机之前。
多酚物质的分解
• 随着糖化时间的延长和温度的升高，从 麦皮和胚乳中游离出来的多酚物质将会 影响啤酒的质量。
• 一方面，多酚极易氧化，会使麦汁色度 增加，使啤酒苦味粗糙并产生后苦；
• 另一方面，部分多酚物质在糖化和麦汁 煮沸中与蛋白质结合凝固析出，有利于 提高啤酒的非生物稳定性。
脂类的分解
• 大麦中的脂在发芽过程中已被部分分解，形成 相应的油脂和脂肪酸，以用于细胞呼吸和新细 胞的合成。
粉碎前去胚和皮壳
优良的粉碎是生产优质啤酒的前提
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。