麦芽汁的制备

第一节概述麦芽汁制备：就是将固体的原辅料通过粉碎、糖化、过滤得到清亮的麦汁，再经过煮沸、后处理等几个过程成为具有固定组成的成品麦汁。主要设备：糖化锅、糊化锅、过滤槽、煮沸锅、回旋沉淀槽和薄板换热器大米粉碎大米粉糊化麦芽粉碎麦芽粉麦芽醪糖化酒花冷凝固物水过滤煮沸回旋沉淀冷却冷麦汁去发酵氧气麦汁的制备工艺流程麦汁制备的工艺要求1.原料的有效成分得到最大限度的萃取。2.原料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.在以上原则基础上，缩短生产时间，节省工时，节能。麦芽汁制备工艺流程一、麦芽与谷物辅料的粉碎二、糖化方法与设备三、麦芽汁的过滤四、麦汁煮沸和酒花添加五、酒花槽及热凝固物的分离六、麦汁的后处理一、麦芽与谷物辅料的粉碎粉碎的目的：增加原辅料与水的接触面积，使麦芽可溶性物质浸出，有利于酶的作用，促使难溶物质溶解。要求：考虑经济性和酿造的特殊性。粉碎度要适当，要求麦的皮壳破而不碎，胚乳、辅助原料越细越好。粗粒与细粉之比是1：2.5以上。粉碎度：麦芽粉碎后，按无聊的颗粒大小，一般可分成：皮壳、粗粒、细粒、粉及细粉，其各部分的质量分数，称为粉碎度。粉碎度的调节：主要依据麦芽的溶解度、糖化方法、过滤设备等灵活控制。粉碎度对浸出物的影响：皮壳：难溶，占浸出物比例低；麦芽粗粒：胚乳溶解较差部分，比例大，收率低；粉和微粉：胚乳，比例大，浸出物收率高；不可过度，否则过滤困难或麦汁不清。麦芽粉碎的方法：一、干法粉碎二、回潮干法粉碎蒸汽回潮和喷水回潮三、湿法粉碎四、连续浸渍湿式粉碎干法粉碎：指将大麦经过合适的干燥处理，使其水分含量降低至一定限度在进行粉碎的方法。其中包括单独粉碎、混合粉碎和后加处理粉碎。湿法粉碎预浸槽温水20~50℃浸泡10~20min水分达到25~35%，加料辊加到对辊粉碎机中，带水粉碎，均浆槽中加30~40℃的糖化水送入糖化锅。一般0.5~2h完成一次投料，每天糖化次数8~12次，否则易污染。放弃浸泡水可提高啤酒质量，但浸出物损失0.5~1.0%。优点：皮壳不易粉碎，胚乳粉碎均匀，糖化速度快，可提高过滤速度或投料量（滤层厚度50~60cm）不影响过滤。缺点：1、电耗增加20~30%2、每批料同时浸渍，粉碎时间最少30min，前后麦芽的浸渍时间不同，溶解有差异，影响糖化的均一性。连续浸渍湿式粉碎主要过程为：存放干麦芽—加料棍—浸渍室、斗，浸60s，水分23~25%—粉碎机，边喷水边粉碎——糖化锅或粉碎机混合室调浆后泵入糖化锅。二、糖化糖化：指将麦芽和辅料中的高分子物质及其分解产物（淀粉、蛋白质、核酸、植酸盐、半纤维素及其分解产物），通过麦芽中的各种水解酶类的作用，及水和热力作用使之水解，并溶于水中，此过程称为“糖化”。糖化的目的：将原料中的可溶性物质浸渍出来，并创造有利于各种酶作用的条件，使不溶性物质在酶的作用下变成可溶性物质溶解，得到尽可能多的浸出物，含有一定比例物质的麦芽汁。浸出物：是指溶于水中的各种干物质。麦芽汁：是指由浸出物构成的澄清的溶液。糖化方法的选择依据：麦芽的质量、辅料的种类和比例；啤酒的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因素。糖化方法与设备糖化的主要方法为浸出糖化法和煮出糖化法。浸出糖化法：浸出糖化法是完全利用麦芽中酶的生化作用进行糖化的方法，即是将醪液从一定温度开始升温至几个不同的酶的最佳作用温度进行休止，最后达到糖化终止的温度。由于醪液不经煮沸，浸出糖化法要求麦芽质量必须优良，适合于全麦芽的糖化，而添加谷类辅料的糖化一般不采用此法。煮出糖化法：煮出糖化法是先利用低温35--37℃水浸渍麦芽，时间为15--20min，促进麦芽软化和酶的活化以及部分酸解然后升温至50℃左右进行蛋白质水解，保持40min，再缓慢升温到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）；最后升温至76--78℃，终止糖化。糖化工艺的控制环节1、选择麦芽的质量、辅料的种类及其配比、配料。2、麦芽及非发芽谷物的粉碎度。3、控制麦芽中各种水解酶的作用条件：温度、Ph、加水比（底物浓度）、作用时间。4、加热的温度和时间。5、有时还需要通过外加酶制剂、酸、无机盐调节控制。糖化控制的原理酸休止：利用麦芽的磷酸脂酶水解菲汀，酸性磷酸盐，35~37℃，pH5.2~5.4，30~90min蛋白质休止：内切肽酶分解蛋白成多肽和氨基酸，羧基肽酶分解多肽成氨基酸。45~50℃，pH5.2~5.3，10~100min糖化分解：α淀粉酶最适温度70℃β淀粉酶最适温度60~65℃，联合最适pH5.5~5.6，30~120min。糖化终了：使酶失活，α淀粉酶除外，70~80℃100℃煮出：部分醪液加热煮沸，促进物料水解，使生淀粉彻底糊化、糖化，提高浸出物收率。糖化时的主要物质变化1、非发芽谷物中淀粉的糊化和糖化糊化：淀粉受热吸水膨胀，致使淀粉颗粒破裂，淀粉分子溶于水中形成带有粘性的淀粉糊。液化：淀粉在热水中糊化形成高黏度凝胶，如继续加热或受到淀粉酶的水解，是淀粉长链断裂成短链，黏度迅速降低，此过程称为液化。老化:糊化后的淀粉凝胶或初步液化后的淀粉糊，降温至50℃以下，产生凝胶脱水作用，即淀粉分子重新整齐规则排列、重叠形成新的氢键结合，结构紧密，称为淀粉的老化或“回生”。2、淀粉的糖化糖化要求:要保证淀粉最大限度水解为低聚糊精(无色)，碘不呈色。同时保证形成适度的可发酵性糖。a酶β酶糖化过程的其他变化1、β-葡聚糖水解2、麦芽谷皮成分的溶解3、滴定酸度和pH的变化一般滴定酸度略有增加，pH变化受缓冲液的影响变化较小，只有在外加酸调整才明显。三、麦汁的过滤麦汁的过滤目的是：将糖化醪液中的原料溶出物质和非溶性的麦槽分离，得到澄清的麦汁。麦汁的过滤设备：过滤槽、麦汁过滤机、快速渗透槽工艺基本要求：迅速较彻底分离可溶性浸出物，尽可能减少有害于啤酒风味的麦壳多酚、色素、苦味物及麦芽的高分子蛋白、脂肪酸、β葡聚糖等物质被萃取，尽可能获得澄清麦汁。过滤的方法设备：1过滤槽法：以液柱静压为推动力2压滤机法：醪液泵压为推动力3渗出过滤槽法：液柱静压和局部麦汁泵抽吸负压过滤程序：1、过滤前78℃热水预热过滤板、槽、排除筛底空气。2、送糖化醪，开耕糟机3~5r，糟均匀。3、静置10~30min，形成滤层4、打回流10~15min，麦汁澄清5、过滤，调节流量收集头号麦汁，45~90min6、麦糟将露出，开耕糟机耕糟，疏松麦糟。7、喷水洗糟，连续或分2~3次，收集二滤麦汁，回流。8、洗糟的残液达到工艺要求0.7~1.0°P~1.5，结束过滤，打开出糟阀，CIP清洗洗涤排污。过滤工艺控制：1、短时间过滤得到澄清麦汁，要求麦芽溶解良好，正确的糖化工艺、粉碎适度和精良的过滤槽。2、保证滤液温度恒定（73~78℃），冷麦糟收缩，阻力增加，pH5.5~5.75之间3、头号麦汁收率达到总浸出物含量的75~80%4、洗糟水参与二、三次麦汁，洗涤pH下降调节洗糟水的pH和温度。四、麦汁煮沸和酒花添加煮沸目的煮沸强度酒花添加煮沸的目的：稳定麦汁的成分作用：①蒸发水分，浓缩麦汁；②使酒花中的有效成分溶出，赋予麦汁特有香味和苦味；③使麦汁中可凝固性蛋白质凝结沉淀，延长啤酒的保存期；④钝化全部酶和麦汁杀菌。⑤排除麦汁异杂臭味。煮沸设备：煮沸锅不锈钢或内置换热器煮沸条件：煮沸强度、时间、pH煮沸强度：煮沸强度是麦汁煮沸时，每小时蒸发水分的百分数。酒花添加酒花作用：赋予啤酒特有的香味、爽口的苦味，增加啤酒的防腐能力，提高啤酒的非生物稳定性。添加量：根据酒花的质量、消费嗜好、啤酒品种、浓度不同添加。为了提高酒花的利用程度，一般采用多次添加酒花的方法。添加的原则为“先次后好，先陈后新，先苦后香，先少后多。添加方法：分3~4次添加三次添加法（90min）第1次，煮沸5~15min，总量的5~10%，消除煮沸物的泡沫；第2次，30~40min后，总量的55~60%，萃取α-酸，促进异构化，絮凝蛋白；第3次，80~85min，总量的30~40%，萃取酒花油，提高酒花香气。五、酒花槽及热凝固物的分离热凝固物：水溶性清蛋白和盐溶性球蛋白和水溶性高肽，煮沸变性和多酚结合形成的复合物。成分：粗蛋白50~60%，酒花树脂16~20%，多酚等有机物20~30%，灰分2~3%。如不分离，发酵它会吸附酵母，发酵不正常，进入啤酒，影响啤酒的风味和非生物稳定性。分离方法：回旋沉淀槽六、麦汁的后处理麦汁的后处理包括麦汁冷却、冷凝固物的析出分离以及麦汁的充氧。其目的在于：降低麦汁温度，使之达到适合酵母发酵的温度6--7℃；析出和分离麦汁中的冷凝物，改善发酵条件和提高啤酒质量；使麦汁吸收一定量的氧气，以利于酵母的生长发酵。冷凝固物：指冷却到50℃以下重析出的浑浊物质，以25℃左右最多，重新加热60℃就会溶解。成分：多肽45~65%，多酚30~45%，多糖2~4%，灰分1~3%，相对分子量104~105之间，具有两个等电点，pH3.9pH8.0。麦汁中带负电荷。冷凝固物分离方法：1、酵母繁殖槽法2、冷静置沉淀：0℃或6℃无菌贮槽24~48h3、硅藻土过滤：加助滤剂，易污染4、麦汁离心分离5、浮选法：通入无菌空气，形成小细泡，进入浮选罐，冷凝固物被吸附在气泡上，放出麦汁，泡沫留在罐内。冷麦汁的充氧：大多数啤酒厂采用无油无菌的压缩空气，在麦汁冷却的输送路程中，通过文丘里管或不锈钢舌片混合器、钛管混合器，在线通风充氧，送入发酵。经过这一系列处理后就可以将麦汁送进发酵罐了