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啤酒《酿酒师》职业资格培训教材二级《酿酒师》第二章麦汁制备第一节麦汁制备工艺条件的控制一、学习目标了解糖化工艺的制定原则，能针对原料、啤酒品种制定糖化工艺；了解麦汁制备过程中的工艺检查点，了解麦汁制备设备的结构特征，级根据工艺方案计算糖化各段水量和麦汁浓度（如水比、洗糟水量、原麦汁浓度、满锅浓度）二、相关知识及生产技术管理方法1、糖化工艺控制点糖化是一个生化变化过程，在此过程中，应提供一切可能的技术条件来发挥麦芽中各种酶的最适作用。但是这些酶的最适作用条件并不完全一致，因此要运用其综合性的有利条件，使制成的麦汁达到质量要求。糖化所要控制的主要工艺技术条件有以下几个方面：（1）糖化温度表2-1-1糖化时的温度及其效应温度（℃）效应35-37酶的浸出：有机磷酸盐的分解40-45有机磷酸机的分解：β-葡聚糖分解；蛋白质分解；R-酶对支链淀粉的解支作用45-52蛋白质分解，低分子含氮物质的形成；β-葡聚糖分解；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50有利于羧肽酶的作用，低分子含氮物质形成55有利于内肽酶的作用，大量可溶性氮形成，内-β-葡聚糖酶、氨肽酶等逐渐失活53-62有利于β-淀粉酶的作用，大量麦芽糖形成63-65最高量的麦芽糖形成65-7070有利于α-淀粉酶的作用，β-淀粉酶的作用相对减弱，糊精生成量相对增多，麦芽糖生成量相对减少；界限糊精酶失活麦芽α-淀粉酶的最适温度，大量短链糊精生成；β-淀粉酶、肽肽酶、磷酸盐酶失活70-75麦芽α-淀粉酶的反应速度加快，形成大量糊精，可发酵性糖的生成量减少76-78麦芽α-淀粉酶和某些耐高温的酶仍起作用，浸出率开始降低80-85麦芽α-淀粉酶失活85-100酶的破坏为了防止麦芽中各种酶因高温引起破坏，糖化时的温度变化一般是由低温逐渐升至高温的。糖化不同阶段采取的主要温度及其效应如（表2-1-1）所示。糖化温度的控制为：①35-40℃：此时称为浸渍温度，有利于酶的浸出和酸的形成，并有利于β-葡聚糖的分解。②45-55℃：此时的温度称为蛋白质分解（或蛋白质休止）温度，温度偏向下限，氨基酸生成量相对多一些，偏上限，可溶性氮生成量相对多一些；对溶解良好的麦芽来说，温度可以偏高一些，分解时间短一些；溶解好的麦芽可以放弃这阶段；对溶解不良的麦芽，温度应控制偏低，并延长蛋白质分解时间。在上述温度下，内β-1，3葡聚糖酶仍具活力，β-葡聚糖的分解作用继续进行。③62-70℃：此时的温度称为糖化温度。在62-65℃下，可发酵性糖比较多，非糖的比例相对较低，适合制造高发酵度啤酒；若控制65-70℃，则麦芽的浸出率相对增多，可发酵性糖相对减少，非糖比例提高，适于制造低发酵度啤酒；控制65℃糖化，可以得到最高的可发酵浸出物收得率；糖化温度偏高，有利于α-淀粉酶的作用，糖化时间（指碘试时间）可以缩短。④75-78℃：此时的温度称为过滤温度（或糖化最终温度），在些温度下，α-淀粉酶仍起作用，残留的淀粉进一步分解，其它酶则受到抑制或失活。（2）糖化时间糖化时间有两种解释：①广义指从投料起，至麦汁过滤这一段时间；②狭义指醪液温度达到62-70℃后，至糖化完全（碘反应完全）这一段时间。广义的糖化时间，因糖方法不同而异。缩短糖化时间意味着提高设备利用率，减少麦汁热负荷，降低能源消耗，提高麦汁和啤酒质量。如何合理安排糖化操作，缩短糖化时间，非常有意义。糖化时间与麦芽质量、是否使用辅料及其添加量有密切关系。狭义的糖化时间与麦芽质量有很大关系，在正常操作条件下，醪液温度达到65℃后，在15min左右糖化完全的，麦芽质量为好，麦汁过滤一般很顺利；在30min左右糖化完全的，麦芽质量一般，麦汁过滤不会遇到困难；1h仍不能糖化完全的，麦芽质量差，酶活力不足，麦汁过滤会有困难，需要改用质量好的麦芽或使用相应的酶制剂。（3）PH值糖化醪的PH值随温度而变化，温度越高，PH值越低。因此糖化的实际PH值，较20℃测定的值要低。糖化醪在不同温度下的PH值见（表2-1-2）所示。表2-1-2糖化醪液温度与PH值的关系糖化醪温度（℃）PH值糖化醪温度（℃）PH值185.79705.17405.65805.05505.54854.91605.29PH值是酶反应的一项重要条件，麦芽各种主要酶的最适PH值一般都低于糖化醪的PH值，为了改善酶的作用，有时要调节糖化醪的PH值。①调节糖化醪PH值的方法处理酿造用水：对残余碱度较高的酿造用水加石膏、加酸或其他处理方法；取部分醪液进行生物酸化，培养戴氏乳杆菌（lactobacillusdelbrueckii），加入糖化醪中；添加1%-5%的乳酸麦芽。适当调低糖化醪的PH值后，可以使：淀粉酶分解淀粉的作用更快、更完全一些，麦汁收得率比较高；有利于蛋白酶的作用，麦汁所含永久性可溶性氮多一些，麦汁澄清好，啤酒的非物质稳定性也比较好；多酚物质浸出少，麦汁色泽浅，啤酒口味柔和，不苦杂；-葡聚糖分解比较好，有利于麦汁过滤。糖化醪PH值降低后，酒花树脂浸出率低，-酸的异构率也较低，会影响酒花的利用率，但酒花的苦味比较柔和。②糖化过程中的最适PH值（表2-1-3）③糖化过程中的PH值变化示例（表2-1-4）表2-1-3糖化过程中的最适PH值项目最适PH值最高的植酸酶活力5.2左右（糖化醪）最高的蛋白酶活力4.6-5.0（糖化醪）最高的α-淀粉酶（Ca2+存在）5.3-5.7（糖化醪）最高的β-淀粉酶活力5.3（糖化醪）最短的糖化时间5.3-5.6（麦汁）最高的永久性可溶性氮含量4.6左右（糖化醪），4.9-5.1（麦汁）最高的甲醛氮含量4.6左右（糖化醪），4.9-5.1（麦汁）最高的可发酵性糖含量5.3-5.4（糖化醪）最高浸出率（浸出法）5.2-5.4（糖化醪）最高浸出率（煮出法）5.3-5.9（糖化醪）表2-1-4糖化过程中的PH值变化糖化过程PH值硬度较大的糖化用水硬度较小的糖化用水糖化用水7.5-7.76.6-6.7糊化（50℃）6.5-6.76.0-6.1糊化（70℃）5.9-6.05.8-5.9糊化（100℃）5.8-5.95.6-5.8蛋白分解6.0-6.15.5-5.7糖化（68℃）5.7-5.95.7-5.8糖化（75℃）5.7-5.85.75-5.85原麦汁5.6-5.85.68-5.71混合麦汁5.6-5.85.5-5.65煮沸并加酒花后麦汁5.5-5.65.42-5.49（4）糖化用水和洗糟用水糖化所需要的用水量，包括糖化用水和洗糟用水两部分，用量由糖化用料量及其浸出率，麦汁容量和浓度、糖化方法和洗糟方法以及麦汁煮沸蒸发量（取决于煮沸时间和煮沸强度）所定。①糖化用水直接用于糊化锅和糖化锅的水，使原料组成得以溶解，并进行化学生物转化所需的水量，称为糖化用水。糖化用水量：如不使用谷类辅助原料，糖化用水量则以糖化锅用水量计算；如使用谷类辅助原料，糊化和糖化用水量分别计算。糖化用水量多以原料和水之比（料液比）表示之，如每100kg原料用水的升数或公斤数，不同类型啤酒的糖化用水量有差别，如（表2-1-5）所示。表2-1-5不同类型啤酒的糖化用水量啤酒类型料液比100kg原料的用水量（L）淡色啤酒1：4～5400～500浓色啤酒1：3～4300～400糖化锅的料水比应比较低，一般控制在1：3.5左右，浓醪有利于蛋白质分解。糊化锅的料水比则较高，一般控制在1：5.0左右，稀醪有利于淀粉的糊化和液化。根据辅料添加比例和兑醪后所要达到的温度适当调整两者用水的比例。辅料用量过高，兑醪发生困难时，可采用两次兑醪办法，即糖化锅在35℃时兑入一部分糊化醪，使达蛋白质休止温度。经过蛋白质休止后，再将其余部分醪液兑入，使其达糖化温度。但第二部分糊化醪的温度，不能降至80℃以下，防止淀粉回生，难以酶分解。实际生产中，因醪液在生产过程中，有部分水分被蒸发，其用水量应较计算量略高些，蒸发量多少按生产条件另外估定。料液比的影响糖化醪液浓度对酶的反应、浸出物收得率和麦汁成分影响很大。醪液愈浓，酶耐温稳定性愈高，但反应在速率则较低，β-淀粉酶在浓醪情况下，能产生较多的可发酵性糖；蛋白分解酶也是在浓醪情况下比较稳定，产生较多的可溶性氮和氨基氮。醪液浓度在8%-16%时，基本不影响各种酶的作用，浓度超过16%，酶的作用逐渐缓慢。因此，淡色啤的头道麦汁浓度以控制在16%以内为宜，浓色啤酒的头道麦汁浓度可适当提高至18%-20%醪液浓度过浓或过稀，对浸出物收得率都有影响。醪液过浓，麦糟中残糖高，影响浸出物收率；醪液过稀，洗糟用水少，洗不净，也影响浸出物收得率。制造淡色啤酒和浓色啤酒所采取的醪液浓度不同。淡色啤酒采取较稀的醪液浓度，洗糟水相对较少，头道麦汁与最终麦汁的浓度差小。浓色啤酒则采取较浓的醪液浓度，洗糟水相对较多，头道麦汁与最终麦汁的浓度差大。一般可根据（表2-1-6）所列情况加以掌握。使用糖化用水应注意的问题表2-1-6麦汁浓度的控制使用溶解不良、糖化力弱和谷皮粗厚的麦芽，糖化醪应适当稀一些，使酶的作用充分发挥。使用碳酸盐含量高的水制造淡色啤酒时，糖化醪液应稀一些，以减少洗糟用水，避免洗出较多麦皮中的不利物质。麦芽粉碎物较细，糖化醪液应稀一些，便于麦汁过滤和减少洗糟用水。啤酒类型头道麦汁浓度（%）最终麦汁浓度（%）浓度差（%）淡色啤酒14～16122～4浓色啤酒18～20126～8采用麦汁过滤槽的糖化醪，应较采用麦汁压滤机者稀一些。采用压滤机，麦芽的粉碎物较细，麦糟内含有多量的可洗脱浸出物，需用较多的洗糟水洗脱，以保证正常收得率。②洗糟用水头道麦汁过滤出后，用水将麦糟中残留的糖液洗出，其所用的水称洗糟用水，洗出的浸出物称洗涤麦汁。洗糟用水量主要根据糖化用水量确定。这部分水约为煮沸前麦汁量与头道麦汁量之差，对麦汁收得率有较大影响，制造淡色啤酒，糖化醪浓度较稀，洗糟用水量则少；制造浓色啤酒，糖化醪液较浓，相应洗糟用水量大。洗糟的技术要点洗糟用水温度75～85℃。洗糟残糖浓度：控制在1.0%～1.5%。对制造高档啤酒，应适当提高残糖浓度在1.5%以上，以保证啤酒的高质量。混合麦汁浓度：低于最终麦汁浓度1.0%～1.5%。过分洗糟，增加麦汁煮沸时的蒸发量是不经济的。③麦水混合（仅用于干粉碎）麦水混合的要求麦芽粉散布水中后，调制成一种无结块的醪浆。麦水混合方式先放水于糖化锅内，调好水温，然后经过一输料筒，将贮箱中的麦芽粉缓慢送入糖化锅中，边混合，边搅拌，防止结块。利用麦水混合器，使麦芽粉和水在进入糖化锅前先行混合，再进入糖化锅。这样处理可以防止麦粉飞扬和结块现象。麦水混合的水温冷水混合法：取2/3糖化用水（冷水）与麦芽粉混合，其他1/3糖化用水采用热水，在不断搅拌的情况下，缓慢兑入麦醪中，使其温度达到要求的麦芽浸渍温度（35-40℃）或蛋白质分解温度（50℃左右）。这种做法一般说无害，但对酶活力很低的麦芽来说不利。冷、热水的数量和温度，可根据具体情况采用之。温水混合法：这是最常用的方法，适用于任何生产情况，即将水放入糖化锅中，水温先已达到或稍高于混合后的要求温度，然后加入麦芽粉，边加边搅拌之。热水混合法：此种方法只适用于快速短时糖化法。其作用是破坏部分蛋白酶活力，防止麦芽过分的蛋白质分解，有利于啤酒的适口性和泡持性。2、糖化工艺的制定原则糖化方法是指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：包括配料浓度、各物质分解温度、PH、热煮出的利用等，常常还包括酶制剂、添加剂的选择使用等。糖化方法选择的依据是麦芽质量、辅料种类和添加比例，啤酒类型对麦汁组成的要求、收得率要求、糖化作业时间的限制等诸因素。但这些因素之间有一定矛盾，如麦汁收率和麦汁质量之间，糖化方法的选择依据主要矛盾兼顾其他要求。糖化方法的选择历来受到酿酒师的重视，酿酒师在大批麦芽进厂后，对麦芽作出全面分析，取得数据后，再依据计算及经验（工厂的习惯和酿造啤酒的要求），制订若干糖化试验方法，在微型糖化试验装置（30-100L）中进行糖化试验，取得的