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啤酒生产技术麦汁制造
第四章麦汁制造
麦汁制造又称糖化,其工艺流程如下:
麦芽→粉碎→麦芽粉→麦芽醪(蛋白质分解)↘酒花↘↗热凝固物
糖化→过滤→煮沸→热麦汁→回旋沉淀槽
大米(辅料)→粉碎→大米粉→米粉醪(糊化)↗O2↘↓
发酵←冷麦汁←薄板冷却
§4-1 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。
二、粉碎方法与设备
1.麦芽粉碎方法麦芽粉碎有干法粉碎、湿法粉碎和回潮粉碎等三种方法。
干法粉碎是传统的粉碎方法,要求麦芽水分在6%~8%,其缺点是粉尘较大,麦皮易碎。
湿法粉碎是先将麦芽用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。
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。
对辊式粉碎机是最简单的粉碎机,主要由一对平行安装的拉丝辊,以相反转向运转来将麦芽粉碎。
对辊式粉碎机存在着粉碎度较难控制的缺陷。
以对辊式粉碎机为基础发展起来的四辊式、五辊式、六辊式等类型的麦芽粉碎机,粉碎性能有了极大的提高,可适用于各种麦芽的粉碎,并可使粉碎度更能符合酿造需要。
辅料粉碎多用对辊式粉碎机,也有采用磨盘式磨米机。
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。
麦芽及辅料的粉碎度可通过对糖化收得率、过滤时间、麦汁浊度以及碘液颜色反应的分析检验结果来调节。
操作时,可用厚薄规和调节手柄调整辊的间距,并通过取样,感观检查麦皮的粗粒和细粉的比例,判断粉碎度的好、坏。
湿粉碎还可通过漂浮在过滤麦汁中的颗粒数量的多少来判断粉碎度的大小。
§4-2 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。
糖化的目的就是要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。
糖化过程是一项非常复杂的生化反应过程,也是啤酒生产中的重要环节。
糖化的要求是麦汁的浸出物收得率要高,浸出物的组成及其比例符合啤酒发酵生产的要求。
而且要降低生产费用,降低成本。
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、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4-1。
(1)淀粉酶淀粉酶是可以水解淀粉为糊精、寡糖和单糖等产物的酶的总称。
α-淀粉酶是液化型淀粉酶,对热较稳定。
作用于直链淀粉时,生成麦芽糖、葡萄糖和小分子糊精;作用于支链淀粉时,生成界限糊精、麦芽糖、葡萄糖和异麦芽糖。
β-淀粉酶是一种耐热性较差,作用较缓慢的糖化型淀粉酶,作用于淀粉时,生成较多的麦芽糖和少量的糊精。
R-酶又称异淀粉酶,它能将支链淀粉分解为直链淀粉。
(2)β-葡聚糖酶β-葡聚糖酶可将粘度很高的β-葡聚糖降解,从而降低醪液的黏度。
(3)蛋白分解酶蛋白分解酶作用于原料中的蛋白质,分解产物为胨、多肽、低肽和氨基酸。
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)淀粉的分解麦芽的淀粉含量占其干物质的50%~60%,辅料大米的淀粉含量为干物质的90%左右。
麦芽淀粉颗粒在发芽过程中,因受酶的作用,其外围蛋白质层和细胞壁的半纤维素物质已逐步分解,更容易受酶的作用而分解。
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。
糊化:
胚乳细胞在一定温度下吸水膨胀、破裂,淀粉分子溶出,呈胶体状态分布于水中而形成糊状物的过程称为糊化。
糊化时在淀粉酶的参与下,糊化温度可降低20℃左右,这是在辅料中添加少量麦芽粉或淀粉酶的原因之一。
液化:
经糊化的淀粉,在α-淀粉酶的作用下,将淀粉长链分解为短链的低分子的α-糊精,并使粘度迅速降低的过程称为液化。
生产过程中,糊化与液化两个过程几乎是同时发生的。
表4-1糖化时主要酶作用的最适pH、温度
酶
最适pH
最适温度/℃
失活温度/℃
酸性磷酸酶
α-淀粉酶
β-淀粉酶
麦芽糖酶
界限糊精酶
R-酶
内-β-葡聚糖酶
外-β-葡聚糖酶
β-葡聚糖溶解酶
内肽酶
羧肽酶
氨肽酶
二肽酶
多酚氧化酶
4.5~5.0
5.6~5.8
5.4~5.6
6.0
5.1
5.3
4.5~5.0
4.5~5.0
6.6~7.0
5.0~5.2
5.2
7.2~8.0
7.8~8.2
—
50~53
70~75
60~65
35~40
55~60
40
40~45
27~30
60~65
50~60
50~60
40~45
40~50
—
70
80
70
>40
>65
>70
>55
>40
72
80
70
>50
>50
95
糖化:
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称为糖化。
①辅料的糊化与液化在啤酒生产中,辅料的糊化与液化是在糊化锅中进行的。
辅助原料主要是淀粉质原料(如大米、玉米淀粉等),没有经过发芽,其淀粉颗粒被外围的蛋白质层和细胞壁包围。
为了提高糊化、液化的效果,生产上通常在辅料中加入15%~20%麦芽或少量的α-淀粉酶(6~8u/g原料),配以适量的水,使其在55℃起就开始糊化、液化。
有时还将辅料升温到105~110℃,保温一段时间,促进胚乳细胞破裂和淀粉的溶出。
辅料糊化要注意避免出现淀粉的老化(或称回生)现象。
老化现象是指糊化后的淀粉糊,在温度降至50℃以下时,产生凝胶脱水,使其结构又趋紧密的现象。
②淀粉的糖化在啤酒生产中,淀粉的糖化是指辅料的糊化醪和麦芽中的淀粉受到淀粉酶的作用,产生以麦芽糖为主的可发酵性糖和以低聚糊精为主的非发酵性糖的过程。
在糖化过程中,随着可发酵性糖的不断产生,醪液粘度迅速下降,碘液颜色反应由蓝色逐步消失至无色。
可发酵性糖是指麦芽汁中能被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。
非发酵性糖是指麦芽汁中不能被啤酒酵母发酵的糖类,如低聚糊精、异麦芽糖、戊糖等;非发酵性糖,虽然不能被酵母发酵,但它们对啤酒的适口性、粘稠性、泡沫的持久性以及营养等均起着有益的作用。
在淀粉分解时,应控制好麦汁中可发酵性糖与非发酵性糖的比例。
一般浓色啤酒可发酵性糖与非发酵性糖之比应控制在1:
0.5~0.7,浅色啤酒控制在l:
0.23~0.35。
必须指出在成品麦汁中不允许有淀粉和高分子糊精存在,因为它们容易引起啤酒混浊。
(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。
在糖化过程中,麦芽蛋白质继续分解,但分解的程度远不及制麦时分解得多。
因此,蛋白质溶解不良的麦芽,靠糖化时的蛋白质休止来弥补其不足是难以达到要求的。
但这并不意味着不需要进行蛋白质的继续水解。
麦汁中含氮物质可分为:
高分子氮、中分子氮和低分子氮,它们对啤酒的影响是不同的。
高分子氮含量过高,煮沸时凝固不彻底,极易引起啤酒早期沉淀;中分子氮含量过低,啤酒泡沫性能不良,过高也会引起啤酒混浊沉淀;低分子氮含量过高,啤酒口味淡薄,过低则酵母的营养不足,影响酵母的繁殖。
因此麦汁中高、中、低分子氮组分要保持一定的比例。
据研究,以高分子氮比例为25%左右、中分子氮为15%左右、低分子氮为60%左右较为合适。
应当指出的是,这个比例随大麦种类不同而有所变动。
对溶解良好的麦芽,蛋白质分解时间可短一些;对溶解不良的麦芽,蛋白质分解时间应延长一些,特别是增加辅料用量时,更需要加强蛋白质的分解。
(3)β-葡聚糖的分解在制麦过程中,已有80%左右的β-葡聚糖被分解,但在麦芽中,特别是在溶解不良的麦芽中仍有相当数量的高分子β-葡聚糖未被分解,糖化中它们在35~50℃时溶出,会提高麦芽汁的粘度。
因此,糖化时要创造条件,通过麦芽中β-葡聚糖分解酶的作用,促进β-葡聚糖降解为糊精和低分子葡聚糖。
糖化过程中,控制醪液pH在5.6以下、在37~45℃休止,都有利于促进β-葡聚糖的分解和降低麦芽汁的粘度。
当然,β-葡聚糖不可能、也不需要完全被分解,适量的β-葡聚糖也是构成啤酒酒体和泡沫的主要成分。
(4)酸的形成糖化时,由于麦芽所含的有机磷酸盐(植酸钙镁)的分解和蛋白质分解形成的氨基酸等缓冲物质的溶解,使醪液的pH值下降。
(5)多酚类物质的变化溶解良好的麦芽,游离的多酚物质较多,在糖化时溶出的多酚也多。
糖化中,多酚物质通过游离、沉淀、氧化和聚合等多种形式不断地变化。
游离出的多酚,在较高温度(50℃以上)下,易与高分子蛋白质结合而形成沉淀;另外在某些氧化酶的作用下,多酚物质不断氧化和聚合,也容易与蛋白质形成不溶性的复合物而沉淀下来。
因此,在糖化操作中,减少麦汁与氧的接触、适当调酸降低pH值、让麦汁适当的煮沸使多酚与蛋白质结合形成沉淀等,都有利于提高啤酒的非生物稳定性。
3.影响糖化的因素
(1)麦芽的质量及粉碎度溶解良好的麦芽,酶的含量高,内含物易受酶的作用。
使用这种麦芽时,糖化时间短,生成可发酵性糖多,可采用较低的糖化温度。
但在蛋白质休止时,应予以适当限制,避免麦芽中的中分子肽类被过多分解成α-氨基氮,导致啤酒泡持性降低。
溶解度差、玻璃质粒多的麦芽,糖化力低,酶的活性也低,麦芽粉碎后粗粒多,内容物不易受到酶的作用。
使用这种麦芽时,糖化时间长,过滤困难,制得的麦芽汁透明度及色泽都差,最好采用二段法糖化,并延长蛋白质休止时间,尽量提高麦汁的收得率。
麦芽的粉碎必须适度,不能太细,否则细粉太多,麦芽与水混合时易结块,增加糖化的困难。
(2)温度的影响温度是糖化过程的重要影响因素。
各种酶的活性都对温度很敏感。
温度的影响不仅表现在高低上,还表现在升温速度的快慢上。
①在蛋白质休止时,蛋白酶作用的最适温度为40~65℃。
当蛋白质休止温度较高(50~65℃)时,可溶性高、中分子氮含量增多,但影响非生物稳定性的高分子氮也相应增加,这类高分子氮与低温时容易形成细小凝固物,悬浮于麦芽汁中,影响发酵与酒液的澄清;当休止温度偏低(45~50℃)时,有利于形成较多的α-氨基氮,但中分子肽类物质也随之减少。
休止时间愈长,高分子蛋白质的残留量愈少,α-氨基氮的积累愈多,啤酒的稳定性愈好,但不利于啤酒的泡沫形成。
在麦芽溶解较好的情况下,通常采用较高的休止温度(例52℃,10~15min,再升至63℃30min)和较短的休止时间;如果麦芽溶解较差,只能采用较低休止温度(45~50℃)和较长休止时间(1h)。
蛋白质休止时,pH比温度更具有重要性。
通常将麦芽醪调至pH至5.2~5.4,以得到合适的麦芽汁组分。
②α-淀粉酶作用的最适温度是60~65℃,β-淀粉酶作用的最适温度是45~52℃。
在淀粉水解时,由于糖化醪中有糊精、糖类、蛋白质分解物的存在,增加了淀粉酶的耐热性,所以,实际上α-淀粉酶的适宜温度为65~70℃,β-淀粉酶是60~65℃。
当糖化温度高,升温迅速时,α-淀粉酶起主要作用,产生较多的糊精和少量的麦芽糖,产生可发酵性糖较少;当温度低,升温缓慢时,则有利于β-淀粉酶的作用,产生较多的麦芽糖和少量的糊精,产生的可发酵性糖较多。
所以可通过改变糖化温度来调节麦汁中可发酵性糖和非发酵性糖成分的比例。
另外从麦芽汁收得率考虑,糖化温度为60~70℃时,麦汁浸出物含量最高。
所以实际生产中,糖化温度确定为60~70℃。
(3)pH的影响蛋白分解酶的pH范围集中在5.0~5.4。
当pH高于5.4时,酶活性受到抑制,可溶性氮下降。
pH低时,产生的低分子氮就多。
考虑到各方面影响因素,确定蛋白分解酶的最适pH为5.2~5.4。
淀粉分解酶的pH范围集中在5.1~5.8之间,实际生产中还受到温度等因素的影响,通常在63~70℃的糖化温度范围内,淀粉酶的pH在5.2~5.6之间比较理想。
如果pH值较高,α-淀粉酶将受到抑制;β-淀粉酶会因钝化而降低活性。
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。
磷酸是中强酸,略有涩味,酸味小,调节效果明显,形成的磷酸盐可作为酵母繁殖所需磷源。
乳酸安全可靠,并对啤酒口味有利,但添加量大,成本较高。
可采取添加一定量的磷酸,辅以一定量的乳酸来调酸。
(4)糖化醪浓度的影响对淀粉而言,糖化醪浓度增加则粘度变大,影响酶对基质的渗透,使淀粉的水解速度变慢;浓度愈低愈有利于糖化,生成的可发酵性糖越多。
对蛋白质水解而言,浓醪因酸性物质溶解增加、pH值降低和酶与基质的浓度提高、相互接触机会多而有利于蛋白休止。
所以在糖化中,糖化料水比为1:
3~4,糊化料水比为1:
5~6。
三、糖化方法
糖化方法很多,传统的糖化方法可分为煮出糖化法和浸出糖化法。
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。
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。
糖化方法是很灵活的,从传统的煮出法和浸出法,还可以衍生出许多新的糖化方法。
现举几例予以说明。
1.全麦芽煮出糖化法
(1)二次煮出糖化法
二次煮出糖化法的特点有:
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。
二次煮出糖化法的示例图解和糖化曲线如图4-5。
糖化醪——――糊化醪
图4-5二次煮出法示例图解和糖化曲线
(2)一次煮出糖化法
一次煮出糖化法的特点有:
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℃。
一次煮出糖化法的示例图解如图4-6所示。
图4-6一次煮出糖化法示例图解
2.全麦芽浸出糖化法浸出糖化法可分为恒温法、升温法两种。
(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30min,再缓慢升温到62~63℃,糖化30min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。
3.双醪糖化法(复式糖化法)双醪糖化法采用部分未发芽的淀粉质原料作为麦芽的辅料,麦芽和淀粉质辅料分别在糖化锅和糊化锅中进行处理,然后兑醪。
兑醪后按煮出法操作进行的,即为双醪煮出糖化法;兑醪后按浸出法操作进行的,即为双醪浸出糖化法。
国内大多数啤酒厂采用双醪浸出糖化法生产淡色啤酒;制造浓色啤酒或黑色啤酒可采用双醪煮出糖化法。
(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双醪一次煮出糖化法的示例图解和糖化曲线见图4-7。
图4-7双醪一次煮出糖化法示例图解和糖化曲线
③双醪二次煮出糖化法双醪二次煮出糖化法的示例图解和糖化曲线如图4-8。
图4-8双醪二次煮出糖化法示例图解和糖化曲线
(2)双醪浸出糖化法双醪浸出糖化法的示例图解见图4-9。
双醪浸出糖化法的特点有:
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。
图4-9双醪浸出糖化法示例图解
4.外加酶制剂糖化法外加酶制剂糖化法示例图解见图4-10。
外加酶糖化法是指麦芽用量小于50%;使用双辅料:
其中大麦占25%~50%,大米或玉米占25%;并添加适量酶制剂制备麦汁的方法。
此法可以大幅度降低成本,生产的啤酒质量与正常啤酒相近。
此法要注意的工艺问题有:
选用优质麦芽,糖化力≥250ºWK,α-氨基氮≥140mg/100g干麦芽。
大麦和麦芽占总料的55%~70%,以保证麦汁过滤时有适当的滤层厚度。
大麦粉碎方法,可用45℃热水浸渍大麦20min,吸水25%左右后湿法粉碎。
也可采用对辊式粉碎机干粉碎,大麦粒压扁,裂开,麦皮基本完整不碎,粗细粉得当。
用大麦替代麦芽应外加β-葡聚糖酶、α-淀粉酶和蛋白酶。
麦芽汁过滤在120min内完成。
糊化锅加耐高温α-淀粉酶(酶活力20000u/g),每1吨大米用0.5kg。
麦芽及大麦粉投入糖化锅预浸时,加入α-淀粉酶6~7u/g大麦,中性细菌蛋白酶60~80u/g大麦,β-葡聚糖酶(酶活力200BGU/g)2kg/t大麦及少量糖化酶。
图4-10外加酶制剂糖化法示例图解
糖化锅配料:
50%大麦粉,22%麦芽粉,52℃热水[(大麦粉+麦芽粉):
热水=1:
3.5],乳酸150mg/kg,pH5.3,复合酶0.3%(大麦量)。
糊化锅配料:
大米粉25%,麦芽粉3%,47℃热水[(大米粉十麦芽粉):
热水=l:
5],α-淀粉酶4u/g大米,pH6.0~6.2。
5.糖化方法选择的依据生产实际中,采取什么样的糖化方法,取决于原料的质量,产品的类型和生产设备条件。
糖化方法的选择应考虑以下因素。
(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)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。
(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。
(1)糖化温度及其相应温度下的酶效应,见表4-2。
表4-2各种酶在不同条件下的作用效应
温度/℃
效应
35~37
40~45
45~52
50
55
53~62
63~65
65~67
70
70~75
76~78
80~85
85~100
浸出各种酶,提高酶的活力
有机磷酸盐分解,β-葡聚糖的分解,蛋白质的分解,R-酶对支链淀粉的解支作用
蛋白质的分解形成多量的低分子含氮物质,β-葡聚糖继续分解,R-酶和界限糊精酶对支链淀粉的解支作用,有机磷酸盐的分解
有利于甲醛氮的形成
有利于内肽酶的作用,形成大量的可溶性氮,内β-葡聚糖酶和氨肽酶等逐渐失活
有利于β-淀粉酶的作用,形成大量麦芽糖
蛋白酶的分解能力下降,β-淀粉酶的作用最强,形成最高量麦芽糖
有利于α-淀粉酶的作用,β-淀粉酶的作用减弱,糊精生成量相对增加,麦芽糖生成量相对减少,界限糊精酶失去活力
α-淀粉酶的最适温度,生成大量短链糊精,β-淀粉酶,内肽酶和磷酸酯酶等失活
α-淀粉酶的反应速度加快,形成大量糊精,可发酵性糖的生成减少
α-淀粉酶等耐高温的酶仍起作用,浸出率开始降低
α-淀粉酶开始失活
麦芽中的酶基本都被破坏
(2)糖化温度的阶段控制
浸渍阶段:
此阶段温度
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