麦芽汁制备技术.ppt

第三节 麦芽汁制备技术,一、麦汁制备过程,二、 麦汁制造的工艺要求,1、原料中有用成分得到最大限度地萃取； 2、原来中无用的或有害的成分溶解最少； 3、制成麦汁的有机或无机组分的数量和配比应符合啤酒品种、类型的要求； 4、保证上述三原则下，缩短生产时间，节省工时，节能是公司的要求。,三、 麦芽与谷物的粉碎P74,1、麦芽粉碎的目的 可溶性物质容易浸出，有利于酶的作用，使麦芽的不溶性物质进一步溶解。 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。辅助原料的粉碎越细越好，以增加浸出物的收得率。,3、麦芽的粉碎方法,（1）干法粉碎； （2）湿法粉碎； （3）回潮干法粉碎； （4）连续调湿粉碎。,四、麦芽干法粉碎,1、干法粉碎机：四、五、六辊式粉碎机； 2、麦芽粉碎物的组成： （1）皮壳； （2）粗粒； （3）细粒； （4）细粉； （5）微粉。,3、粉碎度,是指麦芽或辅助原料的粉碎程度，通常以皮壳、粗粒、细粒、粗粉、细粉、微粉各部分所占料粉质量的百分数。,4、麦芽性质和粉碎度的控制,（1）溶解良好的麦芽，麦芽可以粉碎粗一些； （2）溶解不良的麦芽，麦芽粉碎应细一些。,5、糖化方法对粉碎度的要求,（1）采用快速糖化或浸出糖化法，麦芽的粉碎度应大一些； （2）采用长时间糖化法或二次、三次煮出糖化法，粉碎度可以小一些。,6、过滤方法对粉碎度的要求,（1）采用过滤槽法，要求皮壳尽可能完整，以粗、细粒为主； （2）采用压滤机过滤，对粉碎的要求不高，麦芽粉碎细一些，可提高浸出物收率。,五、麦芽回潮粉碎,1、麦芽回潮的作用 （1）麦芽在很短时间内通入蒸汽或热水，使麦壳增湿，体积增大，有利于采用过滤槽过滤，过滤时间可缩短15%左右； （2）回潮后的麦芽的麦壳有一定柔性，粉碎时能够保持完整，糖化时溶出的单宁物质和花色苷较少，麦汁色泽浅，适于制造浅色啤酒； （3）若采用压滤机过滤，麦芽不宜回潮。,2、麦芽回潮的方法,（1）蒸汽处理 A）在加热螺旋输送器内，用蒸汽处理3040秒，使麦芽水分增加0.71.0%； B）麦芽温度保持4050。C，不得超过55 。C； C）引入的蒸汽必须是干蒸汽。,（2）水雾处理,在增湿螺旋输送器内，引入水雾，使麦芽水分增加1.52.0%，水湿时间90120秒。,六、麦芽的湿粉碎,1、湿粉碎及其作用 （1）湿粉碎用温水（2050。C）浸泡1020min，使麦芽的含水量达到2530%，然后在增加水分的条件下，用对辊粉碎机粉碎之，一面粉碎，一面加水调浆，泵入糖化锅。 （2）作用：麦壳完整，而胚乳被磨成浆状细粒，既有利于加速麦汁过滤，又有利于增加麦芽浸出率。,2、湿粉碎的技术条件,（1）浸渍温度：50。C； （2）浸渍时间： 1020min； （3）麦芽水分： 2530%； （4）浸渍水可排入糖化锅，也可弃，但须损失浸出物0.31.0%； （5）粉碎时加水比例为1：3以上； （6）粉碎时间：30min左右.,七、连续浸渍湿式粉碎 改进了原来湿法粉碎的两个缺点。 八、非发芽谷物的粉碎 工艺上对辅料的粉碎，要求有较大的粉碎度，以有利于它的糊化、糖化。,九、糖化原理,1、 有关定义 糖化将麦芽和辅料中高分子贮藏物质及其分解产物，通过麦芽中水解酶类作用，以及水和热力作用，使之分解并溶解于水，此过程称“糖化”。 浸出物溶解于水的各种干物质（溶质）称做为“浸出物”。 麦汁浸出物所构成的澄清溶液。,2、糖化时的淀粉分解,（1）淀粉分解的基本要求 淀粉 低聚糊精 淀粉 麦芽糖 淀粉被最大限度地分解成可溶性无色糊精和麦芽糖等可发酵性糖类，二者之间有一定的比例。 啤酒酿造中原料的利用率主要取决于淀粉的利用率，优良的糖化工艺将使原料中淀粉分解后99%以上进入麦汁。,（2）淀粉分解酶及其作用,A）淀粉酶 PH：5.65.8 温度:7075。C 失活温度：80 。C 分解产物：短链糊精、麦芽糖、葡萄糖,淀粉分解酶及其作用,B）淀粉酶 PH：5.45.6 温度:6065。C 失活温度：70 。C 分解产物：短链糊精、麦芽糖、葡萄糖,淀粉分解酶及其作用,C）R酶 PH：5.3 温度:40。C 温度高达70 。C仍不失活 分解产物：短链糊精，少量麦芽糖和麦芽三糖,淀粉分解酶及其作用,D）界限糊精酶 PH：5.1 温度:5560。C 失活温度：65 。C以上 分解产物：葡萄糖、麦芽糖、麦芽三糖,（3）控制淀粉分解程度的方法,淀粉分解完全与否，对麦汁收得率和酒的发酵度有绝对重要的关系，但为了保持啤酒的风味和酒体，麦汁中应保留一定数量的糊精。 在麦汁制备过程中，淀粉必须分解至不与碘液起显色反应为止。至此，麦汁中的淀粉已全部分解为糊精和可发酵性糖，其比例约为2与7之比；糊精中葡萄糖聚合度为48者占40%，聚合度大于9者占60%左右。,3、蛋白质分解,在糖化过程中，麦芽的蛋白质继续分解，但分解数量不及制麦时多。 蛋白质的分解产物影响啤酒的风味、泡沫和非生物稳定性等各项理化性能。 要合理控制蛋白质的分解作用，使麦汁中的高、中、低级蛋白质分解产物的比例在合理范围内。,（1）蛋白分解酶及其作用,A）内肽酶 PH：5.0 5.2 温度:5060。C 失活温度：80 。C 分解产物：多肽，肽类，氨基酸,蛋白分解酶及其作用,B）羧肽酶 PH： 5.2 温度:5060。C 失活温度：70 。C 分解产物：氨基酸,蛋白分解酶及其作用,C）氨肽酶 PH： 7.2 温度:4045。C 失活温度：50 。C以上 分解产物：氨基酸,蛋白分解酶及其作用,D）二氨肽酶 PH： 7.8 8.2 温度:4050。C 失活温度：50 。C以上 分解产物：氨基酸,（2）控制蛋白分解程度的方法,隆丁区分法 将麦汁所含的可溶性含氮物质，用单宁和磷钼酸铵分别沉淀，可区分为A、B、C三个组分。A组分为高分子含氮物质，B组分为中分子含氮物质，C组分为低分子含氮物质。,隆丁区分法,区分标准： A组分：25%左右 B组分：15%左右 C组分：60%左右 A组分过高，啤酒的非生物稳定性不强，B组分过低，啤酒泡沫性能不良，C组分过高，啤酒的口味淡薄。,库尔巴哈值,库尔巴哈值,此值多波动在85120之间。 分级标准： 超过110：蛋白分解强度过高 100110：分解适中 低于100：分解不足,甲醛氮与可溶性氮之比,测定麦汁中的甲醛氮和可溶性氮，求出甲醛氮与可溶性氮之比的百分数。 分级标准： 此值在3540%为蛋白分解适中，过高为分解过分，过低为分解不足。,氨基态氮的含量,分级标准： 在浓度为12%的麦汁中， 氨基态氮应保持在200毫升/升左右，过高为分解过分，过低为分解不足。,4、糖化过程的影响因素P71,（1）麦芽质量及粉碎度 溶解良好、粉状粒多的麦芽，酶的含量高，内含物易受酶作用，可采用较低的糖化温度。但应避免麦芽中分子肽被过多分解成氨基态氮，导致啤酒泡持性降低。 溶解差、粗粒多的麦芽，酶的活性低，内含物易受酶作用，最好采用二段法糖化。并加强蛋白质休止，以提高麦芽汁的收得率和啤酒的非生物稳定性。 粉碎必须适度。,（2）温度的影响 蛋白质休止的最适温度4065。C，当温度较高（ 5065。C ），有利于积累总可溶性氮；而温度偏低（ 4550。C ），有利于形成氨基态氮。 可溶性氮和氨基态氮的比例要协调。 若麦芽溶解良好，氨基态氮过高，通常采用较高的休止温度，限制蛋白质的过度分解，提高啤酒的泡持性。 若麦芽溶解差，氨基态氮过低，通常采用较低的休止温度，以增加氨基态氮。,淀粉的水解 由于糖化醪中有糊精、糖类、蛋白质分解物的存在，淀粉酶的理论最适温度和实际最适温度是不一致的。 -淀粉酶的适应温度为6570 。C，而淀粉酶的适应温度为6065 。C 目前啤酒企业生产中常采用的温度是6070 。C。,pH的影响 蛋白质分解酶的最适pH范围集中在5.05.4。 淀粉分解酶最适pH范围集中在5.15.8。 目前选用磷酸或乳酸调节pH。,糖化醪浓度的影响 糖化醪浓度增加则黏度变大，影响酶的作用，因此，一般糖化醪浓度以1418%为宜。 在生产上一般混合料水比为1：45，糖化料水比1：34，糊化料水比1：56。,十、糖化方法P84,浸出糖化法：是纯粹利用麦芽中酶的生化作用，浸出麦芽中可溶性物质。它是最简单的糖化方法，是把醪液从一定温度开始加热至几个温度休止阶段，最后达到糖化终止温度。 只适合使用麦芽。 浸出糖化法可分为恒温浸出糖化法、升温浸出糖化法、降温浸出糖化法。,煮出糖化法：是兼用酶的生化作用和热力的物理作用进行的糖化方法。 根据工艺要求从总醪中分出部分醪液进行煮沸，根据部分麦芽醪煮沸的次数，分为三次煮出糖化法、二次煮出糖化法、一次煮出糖化法。 分醪煮沸的次数主要由麦芽的质量和所制啤酒的类型决定。,复式糖化法 所谓复式是指含有辅料（大米、玉米等未发芽的谷物）及其煮沸的过程。 国内采用最多的方法。 根据糊化锅和糖化锅兑醪的次数，可分为复式浸出糖化法、复式一次煮出糖化法和复式二次煮出糖化法。,1、糖化各阶段控制,（1）酸休止 利用麦芽中磷酸酯酶对麦芽中植酸钙镁盐的水解，产生酸性磷酸盐。 温度：3537。C；PH：5.25.4；时间:3090min。 （2）蛋白质休止 利用麦芽中羧基肽酶分解多肽形成氨基酸和利用内切肽酶分解蛋白质形成多肽和氨基酸。 温度：4555。C；PH：5.25.3；时间:10120min。,(3)糖化分解 淀粉水解成可溶性糊精和可发酵性糖。 温度：6070。C；PH：5.55.6； 时间:30120min (4)糖化终了 糖化终了，除了淀粉酶外，必须使其他水解酶均失活（钝化），此温度为7080 。C 。 (5)100 。C煮出 部分糖化醪加热至100 。C ，主要利用热力作用，促进物料的水解，特别是使生淀粉彻底糊化、液化，提高浸出物收率。,2 、浸出糖化法P89,升温浸出糖化法 低温水（3538 。C）浸渍麦芽0.51h，促进麦芽软化和酶的活化。 升温到50 。C左右保持0.5h，进行蛋白质分解。 升温到6263 。C保持0.5h，使淀粉酶、内肽酶等充分发挥作用。 升温到6870 。C，使-淀粉酶发挥作用，直到糖化完全。 升温到7578 。C，终止糖化。,3、煮出糖化法,煮出糖化法是指麦芽醪利用酶的生化作用和热力的物理作用，使其有效成分分解和溶解，通过部分麦芽醪的热煮沸、并醪，使醪逐步梯级升温至糖化终了。部分麦芽醪被煮沸次数即几次煮出 法。,三次煮出糖化法,4、复式糖化法,（1）复式浸出糖化法,（2）复式一次煮出糖化法,5、外加酶制剂糖化法,外加酶制剂糖化法是指麦芽用量小于50%，一般为2030%，使用部分辅料，并添加适量酶制剂制备麦芽汁的方法。 此法可以大幅度降低原料成本，生产的啤酒与正常啤酒相近。,6、糖化方法的选择,（1）麦芽质量 （2）产品类型 （3）生产设备,作业,1、什么是麦汁制备过程的糖化？ 2、糖化过程主要物质变化有哪些？为什么要控制淀粉分解程度？如何控制淀粉分解程度？为什么要控制蛋白质分解程度？ 3、糖化方法主要有哪些？ 4、试根据课本86页的图，用文字叙述二次煮出糖化法。,十一、麦芽醪的过滤,把麦汁（溶于水的浸出物）和麦糟（残留的皮壳、高分子蛋白质、纤维素、脂肪等）分离的过程。 1、过滤的目的 把麦芽汁和麦糟分开，得到清亮和较高收得率的麦芽汁，避免影响半成品麦芽汁的色香味。,2、麦芽醪过滤的三个过程,（1）进一步液化； （2）从麦芽醪中分离出“头号麦汁”； （3）热水洗涤麦糟，得到“二滤、三滤麦汁”。,3、三种过滤方法,（1）依赖于液柱静压力为推动力的过滤槽法； （2）依赖泵送醪的正压力为推动力的压滤机法； （3）依赖于液柱正压和麦汁泵抽吸局部负压的渗出过滤槽法。,4、过滤槽法,（1）过滤操作 热水预热顶气； 进麦芽醪； 耕糟； 静置过滤层形成； 头号麦汁滤出； 耕糟； 热水洗糟； 二、三滤麦汁的滤出； 排出麦糟； 洗槽。,（2）技术条件,麦糟厚度：35厘米左右 糖化醪温度：7580。C 糟层沉淀情况：要求表面平整 每100公斤原料所需槽底面积：0.50.7平方米 第一麦汁过滤时间：4590分 第二麦汁过滤时间：4590分 总过滤时间：3个小时以内,洗涤水温：7580 。C 过滤时压差（水柱）：2030厘米 防止糟层和槽底降温；过滤时避免震动,（3）影响过滤的因素 穿过滤层的压差 滤层厚度 滤层的渗透性 麦芽汁的黏度 过滤面积,5、压滤法,（1）根据压滤机结构分类 板框压滤机 袋式压滤机 膜式压滤机,（2）操作过程 预热 进醪 得到头号麦芽汁 洗糟 排糟 洗涤,6、麦汁过滤与洗涤和啤酒质量的关系,（1）过滤或洗糟的麦汁均应清亮，如果不清，说明内含多量的不溶性物质； （2）过滤和洗糟操作应快速进行，防止多酚物质氧化而使麦汁色泽加深； （3）应控制洗糟水的pH值，不宜用碱水，以防止麦皮中的多酚物质和苦味物质多量溶出，影响麦汁质量；,（4）洗糟应慎重进行，洗糟不完全，糟内浸出物洗不净，影响产量；洗涤过分，麦皮中所含的硅酸盐、苦味物质、多酚物质和其他有害成分多量溶出，容易给啤酒带来风味和非生物稳定性的问题。一般最终洗涤水的浓度应控制在0.51.5%之间。, 十二、麦汁的煮沸和酒花的添加 1、目的与作用 （1）蒸发水分、浓缩麦汁； （2）钝化全部酶和麦汁杀菌； （3）蛋白质变性和絮凝； （4）酒花有效成分的浸出； （5）排除麦汁特异的异杂臭气。,2、麦汁煮沸的方法 （1）传统煮沸方法（间歇常压煮沸方法）,（2）体内加热煮沸法（内加热式煮沸法）, （3）体外加热煮沸法（外加热式煮沸法）, 3、麦芽汁煮沸过程的变化P98 （1）水分蒸发 一般啤酒厂家将混合麦芽汁浓度控制在低于终了麦芽汁浓度的23%。 （2）蛋白质的凝聚析出 麦汁中多酚、单宁和花色苷含量高，蛋白质的凝聚效果好。 煮沸时间要适当。 煮沸强度大有利于蛋白质的凝聚。 煮沸温度高有利于蛋白质的凝聚。 pH接近5.2有利于蛋白质的凝聚。 酒花制品对蛋白质的凝聚有重要意义。,（3）麦芽汁色度上升 （4）麦芽汁酸度增加 煮沸时形成的类黑素和从酒花中溶出的苦味酸等，以及磷酸盐的分解和钙、镁离子的增酸作用，使麦芽汁的酸度上升。 （5）灭菌、灭酶 （6）还原物质的形成 煮沸过程中，生成大量还原性物质。 （7）酒花组分的溶解和转变, 4、麦汁煮沸的技术条件 （1）煮沸时间 A）确定煮沸时间，应根据麦汁煮沸强度，掌握好麦汁浓度，以求在规定的煮沸时间内，达到最后要求的麦汁浓度。 B）淡色啤酒的煮沸时间一般控制1.52小时，浓色啤酒可适当延长。 C）在加压条件（0.10.12MPa）下煮沸，时间可缩短一半以上。,（2）煮沸强度 麦汁在煮沸时，每小时蒸发出的水分，相当于混合麦汁的百分数，即为煮沸强度： 煮沸强度的高低，与煮沸锅的导热系数、造型、加热面积、蒸汽压力、麦汁的蒸发面积、煮沸方法等有密切关系。 煮沸强度一般控制在812%。, （3）煮沸pH 煮沸的pH值，以掌握在5.25.6范围内是比较理想的。 （4）煮沸温度 煮沸温度温度越高，煮沸强度越大，越有利于蛋白质的凝固以及a-酸的异构化。, 5、酒花添加的目的 （1）赋予啤酒特有的香味 （2）赋予啤酒爽快的苦味 （3）增加啤酒的防腐能力 （4）提高啤酒的非生物稳定性, 6、酒花的添加量 国际通用的计算方法：B=+/9 B每克酒花的苦味度； 酒花中-酸% 酒花中-酸和软树脂% 根据上式可以计算出每克酒花的苦味度B1(BU/g)； 若每100L啤酒的苦味值为B2(BU/100L)，则可用（B2/B1）计算出每100L应加酒花量。 一般每100L啤酒的苦味度控制在8001000之间；, 7、酒花添加的原则 （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。, 8、酒花的添加方法 以3次法为例: 第1次:煮沸515min后，添加总量510%，主要是消除煮沸物的泡沫； 第2次：煮沸3040min后，添加总量5560%，主要是萃取-酸，并促进异构； 第3次：煮沸8085min后，添加总量3040%，主要是萃取酒花油，提高酒花香。, 9、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 （2）颗粒酒花的添加方法 添加次数有所减少 （3）酒花油的添加方法 可以在下酒时添加，也可以在滤酒时添加。,十三、麦汁的处理 1、麦汁的处理：由煮沸锅放出的定型热麦汁，在进入发酵以前需要进行一系列处理，它包括：酒花糟分离、热凝固物分离、冷凝固物分离、冷却、充氧等一系列处理，才能制成麦汁。 2、 对麦汁处理要求 （1）对麦汁引起啤酒非生物混浊的冷、热凝固物尽可能给予足够的分离。 （2）麦汁处于高温时尽可能减少接触空气，防止氧化。 （3）麦汁冷却后，在发酵前，必须补充适量空气，供酵母前期呼吸。 （4）在麦汁处理各工序，严格杜绝有害微生物的污染。, 3、麦汁处理的流程 （1）国内目前采用较多的流程,（2）加硅藻土过滤法, 4 、热凝固物分离 （1）热凝固物：糖化醪过滤后得到的麦汁中含有水溶性清蛋白和部分盐溶性球蛋白及水溶性高肽等，在煮沸中变性和多酚结合形成的凝固物。 （2）分离的作用 如果不分离热凝固物，在发酵中，会引起热凝固物吸附大量活性酵母，使发酵不正常，同时在发酵中被分散，将来进入啤酒，影响啤酒的非生物稳定性和风味。,（3）影响热凝固物沉淀的因素 麦芽溶解不良，糖化不完全； 麦芽汁煮沸强度不够，凝固物颗粒小； 麦芽汁黏度高或浓度过高； 麦芽汁pH过低，达不到5.25.6； 酒花添加量过少或质量差。 （4）回旋沉淀槽分离热凝固物 热麦芽汁沿槽壁以切线方向泵入槽内。由于麦芽汁是切线进入，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，麦芽汁从槽边麦芽汁出口排出，热凝固物则从罐底出口排除。, 5、冷凝固物的分离 （1）冷凝固物：是分离热凝固物后澄清的麦汁，在冷却到50。C以下，随着冷却进行，麦汁重新析出的混浊物质。 （2）冷凝固物分离方法P107 酵母繁殖槽法 锥形发酵罐分离法 硅藻土过滤法 浮选法 离心分离法, 6、麦汁的冷却与充氧 （1）麦汁的冷却的目的： 降低麦芽汁温度，使之达到适合酵母发酵的温度； 使麦芽汁吸收一定量的氧气，以利于酵母的生长繁殖； 析出和分离麦芽汁中的冷、热凝固物，改善发酵条件和提高啤酒质量。 （2）麦汁的冷却的要求： 冷却时间短，温度保持一致，避免微生物污染，防止混浊沉淀进入麦芽汁，保证麦芽汁足够的溶解氧。,（3）冷麦汁的充氧的目的 供给酵母生长繁殖所必需的含氧量（810mg/L)。 浮选法中强烈的通风利于冷凝固物的去除。 （4）冷麦汁通风的方法 在输送路程中通入无菌空气。,板框压滤机示意图,真空转鼓过滤机示意图,袋式过滤机,薄板式降温器,作业 1、为什么麦芽醪过滤后要洗涤麦糟