1-3麦芽制备

第三章麦芽制备大麦的清选和分级大麦的浸渍大麦的发芽绿麦芽的干燥麦芽质量的评定目标与要求掌握大麦的预处理；大麦浸渍及浸渍设备；大麦发芽及发芽设备；绿麦芽干燥；熟悉麦芽制造的目的、麦芽质量评定和特种麦芽制备主要授课内容麦芽制造的目的；大麦的预处理；大麦浸渍及浸渍设备；大麦发芽及发芽设备；绿麦芽干燥；麦芽质量评定；特种麦芽制备。教学重点与难点大麦预处理方法；浸麦方法浸麦度与啤酒生产的关系；发芽过程及发芽过程中的特质是变化；发芽条件控制方法；绿麦芽干燥条件、干燥过程及干燥过程中的物质变化。概述制麦:由原料大麦制成麦芽。制麦过程:大体可分为原料清选分级、浸麦、发芽、干燥、除根等过程。绿麦芽:发芽后制成的新鲜麦芽。干麦芽:经过干燥焙焦后的麦芽。基本术语一.麦芽制造的目的1、通过发芽过程使大麦中固有的酶活化，并产生各种类型的酶。2、在发芽过程中，由于酶的作用，使大麦胚乳中贮存的物质进行适度分解。3、通过绿麦芽的干燥，除去麦芽中多余的水和生腥味，产生香味。二、麦芽制造的工艺过程原料大麦→粗选机→分级机→→精选大麦→浸麦槽→发芽箱→→绿麦芽→干燥炉→除根机→成品第一节大麦的清选和分级一、大麦的清选清选操作有如下几种方式：(1)筛析一除去粗大和细碎夹杂物。(2)震析一震散泥块，提高筛选效果(3)风析一除灰尘和轻微杂质。(4)磁吸一除去铁质等磁性物质。(5)滚打一除麦芒和泥块。(6)洞埋一利用筛选机中孔洞，分出圆粒/半粒杂谷二、大麦的分级1、分级标准Ⅰ号大麦：颗粒厚度2.5mm以上Ⅱ号大麦：颗粒厚度2.2mm以上Ⅲ号大麦：颗粒厚度2.2mm以下2、精选大麦的质量选择大麦精选率大麦整齐度3、分级设备圆筒分级筛、平板分级筛平板筛第二节大麦的浸渍一、大麦浸渍的的目的提供大麦发芽所需的水分。要求胚乳充分溶解，含水必须达到43-48％。可充分洗涤、除尘、除菌。在浸麦水中适当添加石灰乳、甲醛等可杀菌。加速酚类、谷皮酸等有害物质的浸出。二、浸麦理论及影响因素1．大麦的休眠和水敏感性大麦的休眠：新收大麦具有特殊的休眠机制。低温(7一l5℃)贮藏对消除休眠比高温有利。水敏感性：大麦吸收水分至某一程度发芽受到抑制的现象。水敏感性和休眠现象的直接原因之一：是在大麦表面形成水膜，它阻碍了氧进入内部。解决方法：在浸麦时采用断水通风，即消除了水膜，也提供了氧，若配合喷雾则水氧齐备。2．大麦的吸水速度与麦粒大小有关：麦粒越小，吸水愈快与温度有关：温度高吸水快。正常浸麦水温为14一18℃。与大麦品种有关：发芽快品种，吸水快，但水扩散慢；发芽慢品种，吸水慢，但水扩散快。浸麦时间与水分的关系3．通风与吸氧大麦吸水后呼吸强度激增，需大量供氧。水中氧只够供1h之需。若过时不供氧，将导致分子间呼吸，产生CO2、乙醇、醛、酸和酯类，最后将导致胚的生命被破坏．故浸麦过程必须定时通风供氧，或从浸麦槽底吸出CO2。4．浸麦用水及添加剂浸麦耗水量为大麦的3—9倍浸麦水必须符合饮用水标准添加剂：0.1％(对大麦)的石灰0.1％的NaOH0.1％一0.15％甲醛5．浸麦度(1)浸麦度：浸渍后的大麦含水率，一般43一48％，可按下式计算:浸麦度(％)＝{(浸麦后质量-原大麦质量)+原大麦水分}/浸麦后质量×100％（2）浸麦度的控制一般为43一48％，应根据生产需要定大麦性质：二棱六棱、四棱麦芽的种类：浓色淡色发芽方法：地板式通风式制麦季节：春秋冬季（3）浸麦时间和要求时间通常为48-72小时，要求露点率越高越好，一般为85-95%。6．露点率露点率：当浸麦结束后，麦粒开始萌发而露出根芽，露出白色根芽占总麦粒的百分数。三、浸麦的主要设备-浸麦槽国内最流行的传统浸麦槽上部圆柱体高1.2—2m，下部圆柱体锥角锥底设沥水假底。传统浸麦槽新型自动化平底浸麦槽1.平底槽特点直径大于高度，高3m，直径5-20m，投料量为20-400吨底部全部为筛板，通风较均匀生产能力大，自动化操作进出料用一多臂的可上下移动的特种搅拌器协助拌料较锥形槽更适合于长时间空气休止，短时间浸水的工艺平底槽图2．平底槽与锥底槽的比较费用加工通风效果浸麦质量生产能力设备清洗平底多复杂好好大烦锥底少简单稍差稍差小简单3．现代浸麦槽的特点1除空压机外均增设吸风机2增设喷淋设备四、浸麦方法1．湿浸法只是将大麦单纯用水浸泡，不通风供气，只是定时换水。此法吸水较慢，发芽率不高。由于不通风排CO2，不能克服休眠期和水敏感性的影响，制麦周期长，麦芽质量低。2．间歇浸麦法（1）特点：在浸麦全过程中，时而浸水，时而去水，让大麦暴露于空气中静置，反复数次，直到大麦达到所要求的浸麦度止。（2）流程：以浸二断六为例：↓石灰乳↓通风大麦→投料→2次洗麦→上水浸渍（2h）→→断水（6h）→浸渍（2h）→断水（6h）→……→下麦(浸麦度43-48%)（3）流程说明洗麦加石灰去浮麦浸渍（4）浸麦工艺浸三断六，浸二断六、浸二断四、浸三断三等。（5）浸麦水用量1t大麦约需9-12m3水3．喷雾浸麦法特点：耗水量减少（只有一般浸渍法的1/4），供氧足，发芽速度快。流程:大麦浸洗后→放水→水雾喷淋→每隔8-16h洗麦1次并供氧喷雾浸麦示例①投料后水洗和浸渍6h，每隔2h通风20min。②断水喷雾18h，每隔1—2h通风10一20min。③水浸2h，通风搅拌20min。④断水喷雾l0h，每隔1—2h通风10—20min。⑤水浸2h，通风20min。⑥断水喷雾8h，每隔1h通风20min。⑦停止喷雾，空休2h出槽第三节大麦的发芽发芽目的使麦粒生成大量的各种酶类，并使麦粒中一部分非活化酶得到活化增长。随着酶系统的形成，胚乳中的淀粉、蛋白质、半纤维素等高分子物质得逐步分解，可溶性的低分子糖类和含氮物质不断增加，整个胚乳结构由坚韧变为疏松，这种现象被称为麦芽溶解。一、大麦和麦芽中的酶类巳发现大麦中的酶类达数百种，而且每年都有新酶种发观。经过发芽的大麦所含酶量和种类大量增加。1．α-淀粉酶α-淀粉酶作用于直链淀粉，产物为短链糊精、麦芽糖和葡萄糖。α-淀粉酶作用于支链淀粉只能任意水解α-1，4键，但不能分解α-l，6键，也不能越过α-1，6键。作用接近α-1，6键时速度放慢，其分解产物为α-界限糊精、麦芽糖和葡萄糖。界限糊精的分支键只有2—3个葡萄糖基。2．β-淀粉酶β-淀粉酶是一种含-SH基的外酶，作用于淀粉分子的非还原性末端，依次地水解一分子麦芽糖，故作用速度缓慢。β-淀粉酶也只能作用于α-l，4键，遇α-1，6键即停止水解。作用于淀粉产生β-麦芽糖，界限糊精。3．支链淀粉酶支链淀粉酶又名R-酶、界限糊精酶或脱支酶，或总称为脱支酶。4．蛋白分解酶4、蛋白分解酶分为内肽酶、端肽酶、二肽酶内肽酶切断蛋白质内部肽键，产生小分子肽端肽酶又分为羧肽酶和氨肽酶，羧肽酶从游离羧基端切断肽键，氨肽酶从游离氨基端切断肽键。二肽酶分解二肽为氨基酸5．半纤维素酶类半纤维素是胚乳细胞壁的主要组成分，而细胞壁在制麦过程的分解是大麦胚乳分解的主要内容。在众多的半纤维素酶类中，最主要的是β-葡聚糖酶。二、发芽的简单理论（一）发芽时的呼吸作用呼吸作用：生物体摄取氧气和营养，排出CO2和水的过程。结果：内容物下降。控制：控制发芽条件如，水分、温度和供氧等。减少不必要的损失。（二）麦粒发芽时的代谢作用代谢过程：发芽开始→胚释放赤霉酸→分泌至糊粉层→诱导形成一系列水解酶→作用胚乳中的淀粉、蛋白质、半纤维素等→形成低分子物质→胚部供发芽（三）胚乳的溶解大麦胚乳组织：由无数蛋白质联结的胚乳细胞所构成，胚乳细胞的细胞壁由半纤维素所组成，细胞内包含着在大小不同的淀粉颗粒。溶解过程：蛋白酶溶解联结胚乳细胞的蛋白质→胚乳细胞分离→露出胚乳细胞壁→半纤维素酶分解细胞壁→蛋白质酶分解淀粉颗粒的蛋白质支撑物→淀粉颗粒与淀粉酶接触而分解胚乳溶解次序：溶解先从胚部开始，沿上皮层向麦尖发展，而后由内向外逐渐遍及全部胚乳。麦芽胚乳溶解过程控制：若要溶解均匀，必须降低溶解速度，所以，传统制麦工艺发芽时间要7-8天。（四）大麦发芽过程中物质的变化1．表观变化浸麦后麦粒吸水膨胀，体积约增加l／4。浸麦后期，绝大部分麦粒露出根芽白点，至发芽终止，根芽长度约为麦粒长的1.5—2倍。麦粒由坚硬富于弹性变成松软，用手指捻麦粒感觉疏松，出现湿润白浆状。2．淀粉的变化淀粉分解为葡萄糖、果糖、蔗糖支链淀粉长度变短，直链淀粉比例增加直链淀粉变为糊精直链淀粉在其分子两端各具有—个简单的还原性和非还性末端，支链淀粉只是在其主链上有一个还原性末端，但支链末端都具有非还原性葡萄糖基，由于长链切断，末端葡萄糖基相应地增加。支链淀粉与碘作用产生特征性红色，直链淀粉与碘作用产生蓝色。碘蓝色反应与葡萄糖的聚合度的关系淀粉变化产物及去处分解成低分子糖类（分解量为原淀粉量的18%）呼吸时被消耗一部分作为低分子糖存于胚乳中一部分转移到胚芽，经生物合成又变成淀粉3．蛋白质的变化分解合成过程：蛋白E作用于蛋白质→低分子肽类和氨基酸→供胚发芽胚乳总蛋白质↓，胚蛋白质↑蛋白溶解度：可溶性氮占麦芽总氮的百分率表1-3-9发芽过程大麦中氮的转移4．半纤维素和麦胶物质的变化(1)β-葡聚糖的变化β-葡聚糖是半纤维素和麦胶物质的主要成分，麦胶物质所含的β-葡聚糖，其相对分子质量较半纤维素的小，易溶于水，成粘性溶液。相对分子质量越小，粘度也越小。β—葡聚糖降解方式（2）戊聚糖的变化大麦中的戊聚糖分布于谷皮、胚和胚乳中。发芽过程中戊聚糖总量几乎不变。谷皮中的戊聚糖含量不变，胚乳中戊聚糖受酶分解成戊糖，输送至胚部，合成新物质，再度成为不溶性戊聚糖。表1-3-11发芽条件对粗细粉差和麦汁粘度的影响5.酸度的变化酸度上升。发芽中4-5天酸度增加最快，6-7天达最高。酸度高的麦芽溶解好。酸的种类：主要是磷酸，其次是甲酸、乙酸、丙酸、丙酮酸、乳酸、氨基酸和苹果酸等。酸度提高的原因：磷酸酶使磷酸从有机化合物中释出糖类缺氧呼吸产生少量的有机酸氨基酸的碱性氨基酸被利用，生成相应的酮酸麦粒中硫化物转化成少量的硫酸表1-3-126、二甲基硫的变化DMS是一种挥发性的含硫物质，大麦发芽时会产生一种非活性、热稳定性较差的DMS前体物，在麦芽干燥时会转化为活性DMS前体物，并能分解产生游离的DMS，使得啤酒有青草味。应尽量避免其产生。措施：采用低麦芽度和低发芽温度、低麦芽溶解度控制。7．其他变化无机盐类稍有下降原因：无机盐向浸麦水和麦根中转移。多酚物质稍有降低原因：由于向浸麦水中扩散。某些维生素在发芽时有增加，但在烘干过程中因受热而被破坏。脂肪的损失为0.16％一0.34％原因：部分为呼吸损失，部分则裂解为甘油和高级脂肪酸。三、发芽方法与设备啤酒厂常用的发芽方式有：地板式、通风箱式和连续式三种。（一）地板式发芽（二）通风式发芽设备1．萨拉丁发芽箱组成：发芽箱、通风装置、搅拌装置箱体：砖砌成钢筋水泥或钢板制成，呈长方形，上方敞开或封闭，金属筛板至箱壁上缘，壁高1—2m，两侧壁上方设齿轮行轨，供翻麦机运行移动。箱底：不锈钢板制，开长条孔。箱底下的空气室高度为1.5—2m以上。空气室底向进风口略有倾斜，以利排水，同时也有调节两端风压之效。翻麦机：翻松麦层，多为螺旋式，冀片由钢板制成，有的则用扁形钢条，这样可以减轻阻力。空调装置：集中的多箱1调；分散的1箱1调图1-3-16萨拉丁发芽箱萨拉丁发芽箱操作要点：前期14℃左右，至第四或第五天，上升至l8—20℃，以后逐渐下降。空气湿度95%以上，共5-7天。最好用连续通风。床层厚0.8-1m通风600m3/t.h。萨拉丁箱发芽条件2．麦堆移动式发芽体系箱体:与萨拉丁箱的结构相同,但箱体长,形成一条作业线.发芽箱隔仓：箱体假底下面的空间根据发芽6—8d的周期，用隔板隔成12一16分室。操作：每隔12h，发芽大麦由翻麦机向前移动一个分室，即完成一次翻麦。经过6—8d，亦即经过l2一l6次移动翻麦．完成全发芽过程，最后入单层干燥炉。翻麦机:类