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1、麦芽汁制备工艺第一节 概述 麦汁制备n 麦汁制造是将固态麦芽、非发芽谷物、酒花用水调制加工成澄清透明的麦芽汁的过程。 第一节 麦芽与谷物辅料的粉碎n 目的：使整粒谷物经粉碎后有较大的比表面积，使物料中贮藏物质增加和水、酶的接触面积，加速酶促反应及物料的溶解。n 一 麦芽的粉碎n 麦芽的粉碎方法：干法粉碎，湿法粉碎，回潮干法粉碎和连续调湿粉碎n 麦芽的干法粉碎：近代都采用辊式粉碎机n 麦芽回潮粉碎：麦芽在很短时间内，通入蒸气或热水，使麦壳增湿，胚乳水分保持不变，这样使麦壳有一定柔性，在干法粉碎时容易保持完整，有利于过滤n 麦芽湿法粉碎：由于麦芽皮壳充分吸水变软，粉碎时皮壳不容易磨碎，胚乳带水碾磨
2、，较均匀，糖化速度快。n 连续浸渍湿法粉碎：改进了原来湿法粉碎的两个缺点 第三节 糖化原理n 一 目的和要求及控制方法n 糖化：将麦芽和辅料中高分子贮藏物质及其分解产物，通过麦芽中各种水解酶类作用，以及水和热力作用，使之分解并溶解于水的过程 二、糖化时的主要物质变化n 1 非发芽谷物中淀粉的糊化和液化n 糊化：淀粉受热吸水膨胀，从细胞壁中释放，破坏晶状结构并形成凝胶的过程n 液化：淀粉在热水中糊化形成高粘度凝胶，如继续加热或受到淀粉酶的水解，使淀粉长链断裂成短链状，粘度迅速降低的过程2 淀粉的糖化：n 指辅料的糊化醪和麦芽中淀粉受到麦芽中淀粉酶的分解，形成低聚糊精和以麦芽糖为主的可发酵性糖的全
3、过程。n （1） 淀粉糖化的要求：糖化时，淀粉受到麦芽中淀粉酶的催化水解，液化和糖化同时进行n （2） 糖化过程中的淀粉酶：啤酿造中淀粉的分解全部依赖于淀粉酶的酶促水解反应n （3） 影响淀粉水解的因素：n 麦芽的质量及粉碎度：糖化力强、溶解良好的麦芽，糖化的时间短，形成可发酵性糖多，可采用较低糖化温度作用n 非发芽谷物的添加：非发芽谷物的种类，支链、直链淀粉的比例，糊化、液化程度及添加数量，将极大的影响到糖化过程和麦汁的组成n 糊化温度的影响：糖化温度趋近于63可得到最高可发酵性糖n 糖化醪PH的影响：淀粉酶作用最适PH值随温度的变化而变化n 糖化醪浓度的影响：实际生产中，糖化醪温度一般以2
4、0%-40%为宜 3 糖化过程中蛋白质的水解n 麦芽的蛋白质水解情况对麦汁组分具有决定性意义，而麦芽的糖化过程是可以起到调整麦汁组分的作用。n （1） 蛋白质及其水解产物和啤酒的关系：麦汁中氨基酸过多，影响酵母的增殖和发酵；而其中氨基酸过少，则酵母增殖困难，最后导致发酵困难n （2） 定型麦汁含氮组分的要求：麦汁中高分子可溶性氮应不超过总氮的15%n （3） 麦芽中蛋白酶及其性质：麦芽糖化时，起催化水解作用的蛋白酶类主要是内切肽酶和羧基肽酶n （4） 糖化过程中麦芽蛋白质水解的控制：糖化过程中麦芽蛋白质分解的深度和广度远远不如制麦芽时深刻三、糖化过程的其他变化n 葡聚糖的分解：糖化过程中需促进
5、葡聚糖的分解。n 麦芽谷皮成分溶解n 麦芽皮壳中含有谷皮酸，多酚类物质，它们的溶解会使麦汁色泽加深，并使啤酒具有不愉快苦涩味，降低啤酒的非生物稳定性。第四节 糖化方法及设备n 一 糖化方法概述n 糖化方法：是指麦芽和非发芽谷物原料不溶性固形物转化成可溶性的，并有一定组成比例的浸出物，所采用的工艺方法和工艺条件。 二、煮出糖化法n 传统下面发酵啤酒无论浅色还是深色啤酒，均采用煮出糖化法。n 1 三次煮出糖化法：适合与各种质量麦芽n 2 二次煮出糖化法三、浸出糖化法n 升温浸出糖化法要求麦芽发芽率高，溶解充分。n 降温浸出糖化法一般很少采用。四、复式糖化法n “复式”包含了辅料的酶和煮沸处理n 1
6、 辅料的糊化，液化:在啤酒糖化时，可以和麦芽粉一起直接投入糖化锅中糖化，此法辅料中淀粉利用率高。n 2 复式一次煮出糖化法：适合于各类原料酿造浅色麦汁n 3 复式浸出糖化法：常用于酿制淡爽型啤酒n 4 麦芽皮壳分离、分级糖化法：此法应采用回潮五辊、六辊并带有分级筛的特殊粉碎机。 外加酶制剂糖化法n 1 外加酶制剂糖化的意义：为实现高比例辅料酿造啤酒开辟了途径n 2 应用淀粉酶促进辅料的糊化：国产耐高温淀粉酶已有生产，一般用量为0.40.6L/t。n 高比例辅料的外加酶酿造 糖化设备n 1 圆筒形糊化糖化锅n 近代，为了工艺调整方便，把糊化锅和糖化锅设计制造成相同规格和结构n 2 矩形锅：较少采
7、用n 3 国内某些麦汁制造设备的规范：我国生产麦汁制造设备已经规模化，大多数是四器组合。第五节 麦芽醪的过滤n 一 概述n 定义：糖化过程结束时，已经基本完成了麦芽和辅料中高分子物质的分解，萃取。必须在最短时间内把麦汁和麦糟分离的过程。二、 过滤糟法n 是最古老的方法，也是至今采用最普遍的方法n 1 过滤槽的主要结构：过滤槽是由不锈钢制成的圆桶形体，配有弧球形或锥形顶盖，槽底大多是平底。n 2 过滤槽过滤程序n 3 过滤槽过滤的工艺控制三、压滤机法：n 板框式压滤机是由容钠糖化醪的框和分离麦汁的滤布及收集麦汁的滤板各若干组组成过滤元件，再配以顶板、支架、压紧螺杆或液压系统组成。 麦糟的输送：n
8、 从过滤槽或压滤机排出的麦糟为干式，进入过滤设备附近中间贮槽，再通过输送，至厂区边的麦糟出售罐。第六节 麦汁的煮沸和酒花的添加n 一 目的n （1） 蒸发水分，浓缩麦汁，达到规定浓度n （2） 钝化酶及杀菌，保证在以后酿造过程中麦汁组分的一致性n （3） 蛋白质变性和絮凝，避免由蛋白质造成的啤酒浑浊n （4） 酒花有效成分的浸出n 排除麦汁中特异的臭味 二、麦汁煮沸的设备n 煮沸锅是糖化设备中发展变化最多的设备n 1 外形：较普遍的是圆筒球底，球形或锥形盖n 2 材料：近代普遍采用不锈钢板n 3 加热方式：近代绝大多数采用间接加热n 4 蒸发方式：普遍欢迎低压煮沸n 5 煮沸锅技术特性三、麦汁
9、煮沸中水分的蒸发：n 若工艺规定煮沸时间一定，锅蒸发强度一定，热麦汁浓度一定时，麦汁洗糟就受麦汁浓度制约。酒花的添加n 传统啤酒酿造中多采用分次添加酒花在煮沸麦汁中，目的是为了萃取不同量的酒花组分。n 1 酒花主要组分的萃取和变化n （1） 多酚物质：易溶于水，在热麦汁中溶解十分迅速n （2） 酒花精油：是啤酒重要的香气物质n （3） 苦味物质：在麦汁煮沸中变化十分复杂n 2 花的添加量和添加方法n 添加量因酒花质量，消费者嗜好习惯，啤酒的品种浓度等的不同而不同五、麦汁煮沸中蛋白质的变性絮凝n 煮沸中蛋白质的变性和絮凝条件：n 1 麦汁温度和加热时间：加热温度越高，变性越充分n 2 麦汁煮沸P
10、H：取决于煮沸前混合麦汁的PHn 3 沸腾状态：取决于传热量Q和锅的流型n 4 单宁和Ca2+、Mg2+的促进作用 麦汁煮沸中的其他变化n 1. 还原物质的生成：n 主要包括两大类：还原糖及其生成物、类黑精等为第一类；来自于麦芽，酒花的多酚、酒花苦味物质等为第二类。n 2. 麦汁色泽的增加：煮沸中麦汁色泽迅速增加n 3.其他物质的变化：来自麦芽和辅料中的易挥发物，由蛋白质分解形成二甲硫等硫化物，由糖褐变形成的丙醛等气味物质，在煮沸中随二次蒸汽蒸发，改善了麦汁的气味。 第七节 麦汁的处理n 一 概述n 由煮沸锅放出的定型热麦汁，在进入发酵前还需要进行一系列处理，包括：酒花糟分离，热凝固物分离，冷
11、凝固物分离、冷却、充氧等一系列处理，才能制成发酵麦汁。 二、酒花的分离：n 我国广泛采用罐底带篦子的酒花分离器n 三、 热凝固物的分离：n 1 热凝固物：一般采用回旋沉淀糟法n 2 回旋沉淀糟分离热凝固物：回旋沉淀糟可以装置在糖化室的煮沸锅旁，尽可能缩短输送管长度，输送泵也应采用低速涡轮泵三、冷凝固物分离 n 1 冷凝固物：是分离热凝固物后澄清的麦汁n 2 冷凝固物分离方法n （1） 酵母繁殖槽法：由浮球出液法泵出上层澄清麦汁，或用位差法，在底部小心排出澄清麦汁n （2） 冷静置沉降法：和繁殖槽法一样也是利用冷凝固物颗粒自然沉降n （3） 硅藻土过滤法：麦汁过滤常采用硅藻土过滤机n （4） 麦
12、汁离心分离法：啤酒厂广泛采用盘式离心分离机n （5） 浮选法：关键在于混合的空气形成泡沫的细密度n 3. 冷凝固法分离的评价n 当大麦有较高的球蛋白，麦芽溶解不足，又需创造高非生物稳定性的啤酒时，此法的采用是有意义的。 麦汁的充氧n 1 热麦汁的氧化：麦汁在高温下接触氧，此时氧很少以溶解形式存在，而是和麦汁中糖类、蛋白质、酒花树脂、多酚等发生氧化反应n 2 冷却麦汁的充氧：麦汁冷却至发酵接种温度后，接触氧，此时氧反应微弱，氧在麦汁中呈溶解态，它是酵母前期发酵繁殖必需的n 冷麦汁通风方法：一般采用无油、无菌的压缩空气通 第八节 麦汁收率和麦汁质量n 一 浸出物收得率和原料利用率n 为了比较麦芽和
13、其他原料的糖化完全程度和过滤时浸出物的回收情况，常采用浸出物收得率和原料利用率考察糖化车间量的关系n 二 最终麦汁质量n 最终麦汁：指加酒花煮沸，麦汁定型并分离凝固物后的麦汁第五章 啤酒发酵n 第一节 啤酒酵母n 能使含糖液体自然发酵，生成二氧化碳和酒精，液面上形成“膜”，器底形成“沉淀”的生物，统称为“酵母”。酵母这一名称并不严格和科学，广义上说，凡是单细胞、世代时间较长的低等真核生物，统称为“酵母”。 一、 酵母的分类n 用于酿造的主要有两个种：n 1. 啤酒酵母：能发酵葡萄糖、麦芽糖、蔗糖。n 2. 葡萄汁酵母：能全部发酵棉子糖。n 由于各啤酒厂选育了自己独特的菌株，如：青岛卡尔酵母，因
14、此形成了酿造技术和啤酒风味的多样化。 酵母细胞的基本结构n 酵母是单细胞真核生物，外层由厚的细胞壁和细胞膜所包裹，细胞质内有许多细胞器，还存在作为能源的糖原、脂质等颗粒贮藏物质。三、 啤酒酵母的生活史n 卡尔酵母在液体麦汁中繁殖，出芽形成子细胞，到1/22/3母细胞大小时，子细胞就自动脱离母细胞，这两个细胞再独立出芽，所以，在培养液中只能看到单个细胞或有一个芽细胞。n 啤酒酵母在液体麦汁中出芽繁殖时，也是在长轴一端，但经常和长轴垂直。子细胞长大后不立即脱离母细胞，子细胞再出芽，形成芽簇或36个细胞成串相联 一 啤酒酵母的凝絮性n 是重要的生产特性，会影响酵母回收再利用于发酵的可能，影响发酵速率和发酵度，影响啤酒过滤方法的选择，乃至影响到啤酒风味。n 1 啤酒酵母凝絮性分类：n （1） 整个发酵阶段，酵母是完全分散在发酵液内的，即使发酵完全停止时，酵母也是以单个或数个形式悬浮在液体中。发酵结束时，器底只有少量松散沉淀酵母，大量酵母分散于液体中，如轻轻震荡器皿，沉淀酵母立刻浮
