酿造工艺学教案 第一章第三节 麦芽汁制造工艺设备

1、第三节麦芽汁制造工艺设备麦芽汁制造乂称糖化，它是啤酒生产工艺的重要组成部分。麦芽汁制造过程，包括原料的粉碎、糊化、麦芽汁过滤、麦汁添加酒花煮沸、 麦汁的处理、麦汁冷却、通氧等过程。麦芽制造工艺流程酒花I麦芽f粉碎f麦芽粉f麦芽醪（蛋白分解）f糖化f过滤f煮沸ff大米（玉米）f粉碎f大米粉f米粉醪（糊化）热麦汁f回旋沉淀槽f薄板冷却f冷麦汁f发酵!热凝聚物 t 02一、原料粉碎麦芽和辅助原料的粉碎是制备麦芽汁的第一步，其粉碎程度对糖化工艺操 作、麦汁组成比例以及原料利用经的高低都是非常重要的。（-）原料粉碎的目的与要求1.粉碎的ri的（1）增加了原料的内容物与水的接触而积，使淀粉颗粒很快吸水软化

2、、膨胀 以至溶解；（2）使麦芽可溶性物质容易浸出。麦芽屮的可溶性物质粉碎前被麦皮 包裹不易浸出，粉碎后增加了与水和酶的接触面积而易于溶解；（3）促进难溶解 性的物质溶解。麦芽屮没有被溶解的物质以及辅料屮的人部分物质均是难溶解的，必须经过 酶的作用或热处理才能变得易于溶解。粉碎可增大与水、与酶的接触而积，使难 溶性物质变成可溶性物质。2.粉碎的原则要求麦芽皮壳应破而不碎，胚乳适肖的细，并注意提高粗细粉粒的均匀性。辅助 原料（如人米）的粉碎越细越好，以增加浸出物的收得率。粉碎时皮壳不可太碎, 因麦皮屮含有苦味物质、色素、单宇等有害物质，会使啤酒色泽加深，口味变差。 过碎，还会造成过滤困难，影响麦汁

3、收得率。但是如太粗，乂会影响滤出麦汁的 清亮度。（-）粉碎方法1.干法粉碎：是传统的粉碎方法，要求麦芽水分在6%8%为宜，其缺点是粉尘较大，麦皮易碎，容易影响麦汁过滤和啤酒质量。2.湿法粉碎：是将麦芽用50C水浸泡1520min,使麦芽含水质量分数达 25%30%之后，再用湿式粉碎机粉碎，并加入3040C水调浆，泵入糖化锅。 其优点是麦皮较完整，过滤吋间缩短，糖化效果好，麦汁清亮，对溶解不良的麦 芽，可提高浸出率（1%2%）；缺点是动力消耗大。3.回潮粉碎：又叫增湿粉碎，是介于干、湿法屮间的一种方法。可用50kPa 的干蒸汽处理3040s,增湿1%左右。也可用4050C的热水，在34m的螺 旋

4、输送机屮喷雾90120s,增重1%2%,其优点是麦皮破而不碎，加快麦汁过 滤，减少麦皮有害成分浸出。二、糖化（）糖化的基本概念所谓糖化是指利用麦芽本身所含有的酶（或外加晦制剂）将麦芽和辅助原料 屮的不溶性高分子物质（淀粉、蛋白质、纤维索等）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。由此制得的溶液称为麦芽汁。麦芽 汁小溶解于水的干物质称为浸出物，麦芽汁屮的浸出物对原料屮所有干物质的比 例称为浸出率。糖化的FI的就是要将原料（包括麦芽和辅助原料）屮可溶性物质尽可能多地 萃取出来，并且创造有利于各种酶的作用条件，使很多不溶性物质在酶的作用下 变成可溶性物质而溶解出來，制成符合

5、要求的麦汁，并得到较高的收得率。糖化过程是一项非常复杂的生化反应过程，也是啤酒生产屮的重要环节。糖 化的基本要求是麦芽汁的浸出物收得率要高，浸出物的组成及其比例符合产品的 要求。而且要尽量减少生产费用，降低成木。糖化操作屮要严格控制温度、吋间、 糖化醪的浓度及PH等各项因索，以保证产品的产量和质量的稳定。（二）糖化时主要物质的变化.酶的作用和影响糖化的因素1.糖化时主要物质的变化（1）淀粉的分解淀粉的分解分为三个不可逆过程，但它们彼此连续进行，即糊化、液化、糖 化。糊化：淀粉颗粒在一定温度下吸水膨胀，淀粉颗粒破裂，淀粉分子溶出，呈 胶体状态分布于水屮血形成糊状物的过程称为糊化。形成糊状物的临界

6、温度称为 糊化温度。液化：淀粉糊化为胶粘的糊状物，在犷淀粉酶的作用下，将淀粉长链分解为 短链的低分子的糊精，并使黏度迅速降低的过程。糖化：谷类淀粉经糊化、液化后，被淀粉酶进一步水解成糖类和糊精的过程。糊化、液化与糖化是相互关联的，糊化促进液化的迅速进行，液化又促进淀 粉的充分糊化；液化质量的好坏，决定了糖化能否完全、麦芽汁质量的好坏以及 过滤和洗糟速度的快慢。老化现象：是指糊化后的淀粉糊，肖温度降至5（rc以下，产生凝胶脱水，使 其结构又趋紧密的现象。在啤酒酿造屮，淀粉的糖化是指辅料的糊化醪和麦芽屮的淀粉受到麦芽屮淀 粉酶的作用，产生以麦芽糖为主的可发酵性糖和以低聚糊精为主的菲发酵性糖的 过程

7、。可发酵性糖是指麦芽汁屮能被下面啤酒酵母发酵的糖类，如果糖、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、麦芽三糖和棉子糖等。性糖是指麦芽汁屮不能被下而啤酒酵母发酵的糖类,麦芽糖、戊糖等。（2）蛋白质的水解：糖化时蛋白质的水解很重要，它既影响啤酒泡沫的多少，泡沫的持久性、啤酒的风味和色泽，又影响啤酒的稳定性。糖化时蛋白质的 分解称为蛋白质的休止，分解的温度称为休止温度，分解的吋间称为休止吋间。（3）葡聚糖的分解（4）滴定酸度及PH的变化（5）多酚类物质的变化（6）无机盐的变化（7）类黑色素的形成2.糖化吋主要酶的作用（1）淀粉酶：可以水解淀粉质为糊精、寡糖和单糖等产物。（2）R-酶：又称异淀粉酶，能切开支链淀粉分支点

8、上的a-1,6糖昔键，将 侧链切下成为直链淀粉。此酶虽没有成糖作用，却可协助旷淀粉酶和卩-淀粉酶 作用，促进成糖，提高发酵度。（3）葡聚糖酶：可将葡聚糖降解，而降低醪液的黏度，提高啤酒的 风味稳定性。（4）蛋白分解酶：分解蛋白质的有效物质。3.糖化过程的影响因素（1）麦芽的质量及粉碎度（2）温度的影响（3） PH值的影响（4）糖化醪浓度的影响（三）糖化方法与工艺技术条件选择的依据1.糖化方法：是指将麦芽和非发芽谷物原料的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。一般可分为以 下几类：（1）全麦芽啤酒的糖化方法：浸出糖化法、煮出糖化法。（2）加辅料啤酒的

9、糖化方法：又称复式糖化法。（3）外加酶制剂糖化法：2.糖化方法选择的依据糖化方法的选择应根据麦芽的质量、产品的类型和生产设备的具体情况以及 各种酶在不同条件下的作用效应，相应调整糖化工艺技术条件，达到理想的麦芽 汁组成和较高的麦芽汁收得率及较短的糖化周期，并满足产詁的质量要求。糖化方法的选择应考虑以下因素：（1）原料：使用溶解良好的麦芽采用双醪一次或二次糖化法；使用溶解一 般的麦芽，采用双醪二次糖化法。（2）产品类型：上面发酵啤酒用浸出法，下面发酵啤酒用煮出法；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，酿造淡色啤酒采用复 式浸出糖化法或复式一次煮出糖化法。（3）生产设备：浸出

10、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。3.糖化工艺技术条件选择的依据，即影响酶作用效果的因索：（1）糖化温度：糖化温度的变化通常是由低温逐步升至高温，以充分发挥 各种酶的作用效果。（2）糖化吋间：广义而言，糖化时间是指从投料至麦芽汁过滤前的吋间。 狭义而言，是指麦芽温度达到糖化温度起至糖化完全，即碘试反应完全的吋间。（3）PH是糖化过程晦反应的重要条件，麦芽屮的各种卿只有在最适PH条 件下才能发挥作用，因此要适当调节糖化醪的PH。（4）糖化用水 直接用于糊化和糖化的水，被称为糖化用水。糖化用水的 多少决定醪液的浓度，并直接影响酶的作用效果。糖化用水量通常用料水比表

11、示, 即100kg原料的用水量。（5）洗糟用水 头号麦芽汁滤出后，用水将残留在麦糟屮的糖液洗出所用的水称为洗糟用水。洗糟用水量主耍根据糖化用水量来确定，这部分水约为煮沸 前麦芽汁量与头号麦芽汁量之差，其对麦芽汁收得率有较大影响。制造淡色啤酒, 糖化醪液浓度较稀，洗糟用水量则少；制造浓色啤酒，糖化醪液较浓，相应地洗 糟用水量大。（四）糖化设备的种类、作用与操作维护糖化设备系指麦芽汁制造设备，现大多采用三锅两槽的复式糖化设备，即糊 化锅、糖化锅、过滤槽、煮沸锅和旋涡沉淀槽。也有采用六器组合的，即在三锅 两槽的基础上增加一个过滤槽和一个煮沸锅。1.糊化锅：主要用于辅助原料的液化与糊化，并对糊化醪和部

12、分糖化醪液 进行煮沸。2.糖化锅：用来浸渍麦芽并进行蛋白质分解以及混合醪液的糖化的设备。三、麦芽汁过滤（-）麦芽过滤的目的、方法1.麦芽汁过滤的FI的、方法糖化结束后，应尽快地把麦芽汁和麦糟分开，以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。因为麦糟屮含有的多酚物质，被浸渍时 间长了，易给麦芽汁带来不良的苦涩味和麦皮味，麦皮屮的色素浸渍时间长了， 易增加麦芽汁的色泽，微小的蛋白质颗粒，可破坏泡沫的持久性。2.麦芽汁过滤方法麦芽汁过滤操作，由于设备不同，操作方法也有区别，大致可分为过滤槽法、 压滤机法和快速过滤法。（-）影响过滤的因素影响麦芽汁过滤速度的因素有以下几点：1.麦芽

13、汁的粘度：麦芽汁粘度越大，过滤速度越慢。它受糊精含量、0-葡 聚糖分解的程度等因素的影响。此外，还受头号麦汁度、温度和PH等的影响。2.滤层的厚度：糖化投料量、配比和粉碎度决定了麦糟体积、糟层厚度和糟 层性质。糟层厚度越大，过滤速度越小。3.滤层的阻力：滤层的阻力大，过滤慢。滤层的阻力大小取决于孔道貌岸然 的长度和弯曲性、孔隙率。滤层阻力是由糟层厚度和糟层渗透性决定的。4.过滤压力：过滤压力与滤速成正比。过滤槽的床力差是指麦糟层上而的液 位压力与筛板下的压力之差。压差增大，虽然能加快过滤，但容易压紧麦糟层， 板结后流速反而降低。四、麦芽汁煮沸（-）麦芽汁煮沸的目的、作用和方法1.麦芽汁煮沸的H

14、的和作用（1）蒸发多余水分，使混合麦芽汁通过煮沸、蒸发，浓缩到规定的浓度。（2）破坏全部稱的活性，防止残余的a-淀粉酶继续作用，稳定麦芽汁组分。 并通过煮沸，消灭麦芽汁屮存在的各种有害微生物，保证最终产品的质量。（3）浸出酒花屮的有效成分（软树脂、单宁物质、芳香成分等），赋予麦芽汁 独特的苦味和香味，提高麦芽汁的生物和非生物稳定性。（4）使高分子蛋白质变性和凝固析岀，提高啤酒的非生物稳定性。（5）降低麦芽汁的PH 麦芽汁煮沸时，水屮钙离子和麦芽屮的磷酸盐起反 应，使麦芽汁的PH降低，利于球蛋白的析出和成品啤酒PH降低，有利于啤酒的 生物和非生物稳定性的提高。（6）还原物质的形成 在煮沸过程屮，

15、麦芽汁色泽逐步加深，形成了一些 成分复杂的还原物质，如类黑素等。对啤酒的泡沫性能以及啤酒的风味稳定性的 非生物稳定性的提高有利。（7）挥发出不良气味 把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，提高麦芽汁质量。2.麦芽汁煮沸的方法（1）传统的煮沸方法（2）体内加热煮沸法：即内加热煮沸法（3）体外加热煮沸法：即外加热煮沸法（二）煮沸的技术条件1.麦芽汁煮沸时间：是指将混合麦芽汁蒸发、浓缩到要求的定型麦芽汁浓度 所需的吋间。一般来讲煮沸时间短，不利于蛋白质的凝固以及啤酒的稳定性。合 理地延长煮沸吋间，对蛋白质凝固、酸的利用及还原物质的形成是有利的。2.煮沸强度：是麦芽汁煮沸每小吋

16、蒸发水分的百分率。它是影响蛋白质凝结 情况的决定因素，对麦芽汁的清亮透度和可凝固性氮有显著影响。3.PH麦芽汁煮沸吋的PH取决于混合麦芽汁的PH,通常为5.25.6。最 理想的PH为5.2,此吋有利于蛋白质及其与多酚物质的凝结，从而降低麦芽汁 色度，改善口味，提高啤酒的非生物稳定性。4.煮沸的温度：煮沸温度高，煮沸强度就大，利于蛋白质的凝固。同吋可缩 短煮沸时间，降低啤酒色泽，改善啤酒口味。（三）酒花添加的目的、方法和添加量1.酒花添加的H的（1）赋予啤酒特有的香味 酒花屮的酒花油和酒花树脂在煮沸过程屮经过 复杂的变化以及不良的挥发成分的蒸发，可赋予啤酒特有的香味。（2）赋予啤酒爽快的苦味 酒

17、花小的a-酸经异构化成异8-酸，0 -酸氧化 后的产物，均是苦味甚爽的物质。（3）增加啤酒的防腐能力 酒花屮的酸和0-酸具有防腐灭菌作用。（4）提高啤酒的非生物稳定性 单宁、花色昔等多酚物质与麦芽汁屮蛋白质 形成复合物而沉淀出來，提高了啤酒的非生物稳定性。（5）防止煮沸时审沫。2.添加方法酒花的添加一般采用三次或四次添加法。添加的原则：先加苦型花、后加 香型花；先加陈酒花、后加新酒花；先少后多。3.添加数量酒花添加的数量，因啤酒类型、发酵方式、酒花质量及消费习惯和爱好血 不同。淡色啤酒以酒花苦味和香味为主，应多加些；浓色啤酒以麦芽香为主，应 少加些；酒花质量好的可少加些；近年来，消费者饮酒喜欢

18、淡爽型、超爽型、干 啤、超干啤及味香的啤酒，所以酒花添加量在下降。五、 麦芽汁冷却（一）麦芽汁冷却的目的、作用和方法1 冷却的目的与要求煮沸定型后的麦芽汁，必须立即冷却，其H的是：（1）降低麦芽汁温度，使之达到适合酵母发酵的温度；（2）使麦芽汁吸收一定量的氧气，以利于酵母的生长繁殖；（3）析出和分离麦芽汁小的冷、热凝固物，改善发酵条件和提高啤酒质量。 麦芽汁冷却要求：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。2冷却的作用（1） 形成热凝固物热凝固物又称煮沸凝固物或粗凝固物。（2）析出冷凝固物 冷凝固物又称冷混浊物或细凝固物。（3）利于麦芽汁的充氧 麦芽汁屮适度的溶解氧有利于酵母的生长和繁殖。 3冷却的方法：密闭法六、 麦芽汁理化指标及浸出物收得率1.麦芽