第八章麦芽汁制备工艺.ppt

第八章 麦芽汁制备工艺,第八章 麦芽汁制备工艺,1.麦汁制造包括哪些环节，对麦汁制造总的有哪些要求，知道淀粉、蛋白质在麦汁制造中分解深度的基本要求2.知道麦芽粉碎的要求有哪些3.何为糖化浸出物，糖化过程为了质量和产率符合要求通过哪些环节来进行4.知道淀粉糊化、液化、老化或回生概念以及产生这些现象的条件5.了解-淀粉酶、-淀粉酶在糖化过程的最适条件以及影响淀粉水解的主要因素6.了解蛋白水解产物和啤酒的关系以及在糖化过程影响蛋白质分解的主要因素7.了解糖化方法，知道各种糖化法的糖化曲线，并了解国内啤酒厂常用的糖化方法,第四章 麦芽汁制备工艺,8.掌握配料估算9.知道目前啤酒厂常用的过滤设备，了解过滤过程的要求，知道过滤程序及工艺控制原理10.知道麦汁煮沸和酒花添加的目的，学会计算煮沸强度，知道煮沸强度高低对啤酒质量的影响11.知道过滤麦汁通过煮沸以后有哪些变化12.知道麦汁充氧的意义及通氧的方法13.正确理解最终麦汁质量对啤酒质量起关键作用,第四章 麦芽汁制备工艺,第一节 概述,一.流程,麦芽粉碎,糖化,过滤,煮沸，加酒花,大米粉碎,糊化，液化,沉淀,冷却,充氧,水,糖化锅,糊化锅,水醪,过滤槽,麦糟,麦汁,煮沸锅,沉淀槽,去热凝固物,定型,去发酵,第一节 概述,二.麦汁制造的工艺要求（1）原料中有用成分得到最大限度地萃取（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）保证上述三原则下，缩短生产时间，节省工时，节能是本车间的要求,第二节 麦芽与谷物辅料的粉碎,一.目的与要求目的：增加物料的比表面积要求：皮壳等不碎，淀粉等贮藏物尽量粉碎,第二节 麦芽与谷物辅料的粉碎,粉碎特点：（1）麦芽皮壳若粉碎过细，会增加皮壳有害物质溶解，影响啤酒风味。（2）皮壳和原料中不溶性物质粉碎过细，会造成过滤阻力。（3）淀粉等贮藏物质粉碎细度会影响酶促反应速度和麦汁组成。,第二节 麦芽与谷物辅料的粉碎,二.方法（1）麦芽的干法粉碎（2）麦芽回潮粉碎（3）麦芽湿法粉碎（4）连续浸渍湿式粉碎,第二节 麦芽与谷物辅料的粉碎,第二节 麦芽与谷物辅料的粉碎,干法粉碎调节原理 麦芽粉碎后，按物料的颗粒大小，一般可分成：皮壳、粗粒、细粒、粉及微粉，其各部分的质量分数，谓“粉碎度”。（1）麦芽粉碎各部分对浸出率的影响（2）麦芽性质和粉碎度的控制（3）糖化方法对粉碎度的要求（4）麦芽醪过滤方法对粉碎的要求,第二节 麦芽与谷物辅料的粉碎,麦芽粉碎各部分对浸出率的影响：麦芽皮壳部分，主要由纤维素、半纤维素、木质素、无机盐、色素物质组成，在糖化时很少溶解，占浸出物的比例低。粗粒部分由麦芽中胚乳溶解较差的部分组成，糖化时溶解困难，如这部分比例大，浸出物收率就会降低。麦芽粉和微粉是溶解特别好的胚乳，糖化时极容易被酶分解成麦芽糖，如这部分比例大，浸出物收率就高。,第二节 麦芽与谷物辅料的粉碎,麦芽性质和粉碎度的控制：溶解良好的麦芽，胚乳物质已经得到良好和适当的分解，并且富含水解酶，糖化时十分方便，因此，这种麦芽可以粉碎得粗一些。溶解不良的麦芽，含水解酶少，糖化比较困难，就应当粉碎的细一些。但如果粉碎过细，则导致麦芽醪过滤困难。,第二节 麦芽与谷物辅料的粉碎,糖化方法对粉碎度的要求：采用快速糖化或采用浸出糖化法，麦芽的粉碎度应大一些；若采用长时间糖化法或二次、三次煮出糖化法，粉碎度就可以小一些。,第二节 麦芽与谷物辅料的粉碎,麦芽醪过滤方法对粉碎的要求：采用过滤槽法，推动力是液体静压，过滤介质是麦芽皮壳等不溶物质，对麦芽粉碎要求严格，要求皮壳等尽量完整，胚乳部分以粗、细粒为主，粉和微粉比例适当小些。采用压滤机过滤，推动力是泵送压力，比静压力大很多，过滤介质是涤纶滤布和皮壳，对粉碎要求低，麦芽粉碎细一些可提高浸出物收率。,第二节 麦芽与谷物辅料的粉碎,第二节 麦芽与谷物辅料的粉碎,湿法粉碎就是将麦芽通过喷水浸渍和充以空气，使水分达到2535，然后在增加水分的条件下，用对辊粉碎机粉碎，一面粉碎，一面加水调浆，泵入糖化锅。湿法粉碎由于麦芽皮壳充分吸水变软，粉碎时皮壳不易磨碎，胚乳带水研磨，被磨成浆状细粒，糖化速度较快，既有利于加速麦汁过滤（提高过滤速度2025），又可增加麦芽浸出率。,第二节 麦芽与谷物辅料的粉碎,湿法粉碎有两个缺点：（1）每吨麦芽粉碎电耗比干法高2030。（2）由于每批投料麦芽全部同时浸渍，而每批投料粉碎时间最短需30min，有的更长，这样前后粉碎的麦芽，浸泡时间不一，其溶解有差异，影响糖化的均匀性。,第二节 麦芽与谷物辅料的粉碎,第二节 麦芽与谷物辅料的粉碎,连续浸渍湿式粉碎改进了原来湿法粉碎的两个缺点。每批糖化麦芽贮存在料斗是干的，在送至粉碎机前，进入浸渍室，用温水浸渍60s，使麦芽水分达到2325，在进入粉碎机，边喷水边粉碎，粉碎后直接落入糖化锅。或在粉碎机混合室调浆，再泵送至糖化锅。该法电耗接近干法粉碎，麦芽浸渍时间几乎相等，溶解均匀性一致。,第三节 糖化原理,糖化是指将麦芽和辅料中高分子贮藏物质及其分解产物（淀粉、蛋白质、核酸、植酸盐、半纤维素等及其分解中间产物），通过麦芽中各种水解酶类作用，以及水和热力作用，使之分解并溶解于水，此过程称“糖化”。溶解于水的各种干物质（溶质）称为“浸出物”，而构成的澄清溶液称“麦芽汁”或“麦汁”。麦芽汁中浸出物含量和原料中干物质之比（质量比）称“无水浸出率”。,第三节 糖化原理,糖化中的工艺控制（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，如温度、pH、底物浓度（加水比）、作用时间（4）加热的温度和时间（5）有时还需通过外加酶制剂、酸、无机盐进行调节控制,第三节 糖化原理,糖化过程中原料和辅料的分解深度即分解产物的基本要求：淀粉的分解产物是构成麦汁浸出物的主要成分（占90以上）。麦汁中以麦芽糖为主的可发酵性糖类供酵母发酵后形成酒精及其发酵副产物，低聚糊精是构成啤酒残余浸出物的主体，它给啤酒带来粘度和口味的浓醇性。啤酒酿造中原料的利用率主要取决于淀粉的利用率，优良的糖化工艺将使原料中淀粉分解后99以上进入麦汁。,第三节 糖化原理,非发芽谷物中淀粉的糊化和液化糊化：淀粉受热吸水膨胀，从细胞壁中释放，破坏晶状结构，并形成凝胶过程称“糊化”。液化：淀粉在热水中形成高粘度凝胶，如继续加热或受到淀粉酶的水解，使淀粉长链断裂成短链状，粘度迅速降低，此过程称“液化”，其本质是淀粉水解形成糊精的过程。,第三节 糖化原理,一.淀粉水解1.要求：保证淀粉最大限度水解成可溶性低 聚糊精（-淀粉酶）又保证能形成适当的可发酵性糖（-淀粉酶）,第三节 糖化原理,生产中鉴定方法：（1）麦汁极限发酵度大于7075。（2）糖：非糖。国内12P浅色啤酒麦汁控制在1：0.230.35之间。这里糖是指麦汁用还原法测定的还原糖，包括麦芽糖、葡萄糖、果糖、麦芽三糖及其他有还原性的戊糖和低聚糊精。非糖指麦汁浸出物中除了还原性糖类以外的所有浸出物，主要是低聚糊精、含氮化合物、无机盐、多酚类化合物等。,第三节 糖化原理,糖化工艺就是通过选择麦芽，配料，调节酶种类、酶活性及通过工艺控制，调节酶作用条件（pH、温度、作用时间）来实现淀粉水解。,第三节 糖化原理,第三节 糖化原理,2.影响淀粉水解因素麦芽的质量及粉碎度非发芽谷物的添加糖化温度的影响糖化醪pH的影响糖化醪浓度的影响,第三节 糖化原理,麦芽的质量及粉碎度：糖化力强（WK250）、溶解良好的麦芽，糖化时间短，形成可发酵性糖多，可采用较低糖化温度作用（一段式）。如果麦芽糖化力低，意味着它的-淀粉酶活性差，不适宜采用一段式糖化温度，应首先给予63糖化休止，然后采用6870继续糖化。优质麦芽或溶解良好的麦芽，粉碎度的粗细对糖化影响很小，反之，麦芽质量差，应使麦芽胚乳粉碎细一些，增加淀粉和淀粉酶接触面积，加速其分解。,第三节 糖化原理,非发芽谷物的添加：优良的啤酒麦芽所含的淀粉酶，不但可以使自身的淀粉糖化，一般还可以负担2535的非发芽谷物糊化醪的淀粉糖化。如果非发芽谷物量超过35，应考虑添加淀粉酶制剂，否则，将延长糖化作业时间，降低麦汁中可发酵糖的比例。,第三节 糖化原理,糖化温度的影响：麦芽中-淀粉酶作用于糊化淀粉的最适温度为62.5，-淀粉酶作用于糊化淀粉的最适温度为70，所以，采用糖化温度趋近于63可得到最高可发酵性糖，趋近于70可有最短糖化时间。,第三节 糖化原理,糖化醪pH的影响：一般在6370温度范围内，-和-淀粉酶的最适pH范围较宽，可以在pH5.25.8范围内波动。,第三节 糖化原理,糖化醪浓度的影响：糖化时，原料加水比愈小，则糖化醪浓度愈大，糖化醪粘度也增大，会影响酶对作用基质的渗透，从而降低淀粉的水解速度，降低反应最终产物还原糖的积累，也会抑制酶对淀粉的作用。因此，在实际生产中，糖化醪浓度一般以2040为宜。,第三节 糖化原理,二.糖化过程蛋白质的水解 大麦在发芽阶段，不少于55的大麦含氮物质得到水解后形成氨基酸，但同时在大麦胚芽中又重新合成新的不溶性蛋白质（约占其中2535）。啤酒麦汁中氨基酸的70以上直接来自于麦芽，只有1030的氨基酸是由糖化过程产生的。,第三节 糖化原理,二.糖化过程蛋白质的水解（1）蛋白质及其水解产物和啤酒的关系（2）定型麦汁含氮组分的要求（3）麦芽中蛋白酶及其性质（4）糖化过程中麦芽蛋白质水解的控制,第三节 糖化原理,蛋白质及其水解产物和啤酒的关系 麦芽蛋白质水解最终产物氨基酸是合成啤酒酵母含氮物质的主要来源，如果麦汁缺乏氨基酸，酵母增殖会困难，增殖倍数降低，最后导致发酵迟缓。麦汁中可溶性氮及其分解中间产物肽类是啤酒风味和泡持性的重要物质，它们赋予啤酒醇厚丰满的口感；反之，缺乏可溶性氮，啤酒寡淡、苦硬、淡泊，缺乏泡沫和泡持性短。,第三节 糖化原理,定型麦汁含氮组分的要求 麦汁总可溶性氮，对全麦芽啤酒一般要求达到9001000mg/L；对添加辅料的啤酒，酿制浓醇性啤酒为700800mg/L；对淡爽型啤酒应达到600700mg/L，如果低于550mg/L的麦汁，酿成的啤酒会显得淡泊。麦汁-氨基氮180mg/L,第三节 糖化原理,麦芽中蛋白酶及其性质 由于麦芽醪偏酸性（pH5.25.6），在糖化时起催化水解作用的蛋白酶类主要是内切肽酶和羧基肽酶。前者作用基质是蛋白质，产物以可溶性氮为主；后者作用基质主要是肽类，产物是-氨基氮。,第三节 糖化原理,糖化过程中麦芽蛋白质水解的控制 麦汁中含氮物质主要来自于麦芽，在糖化过程，控制适当的蛋白质休止（即蛋白质分解）的条件，麦汁中含氮物质可以得到相应的调整和改善。,第三节 糖化原理,影响蛋白质水解因素麦芽的溶解情况糖化过程中温度、pH、糖化时间的影响糖化醪浓度对蛋白质分解的影响,第三节 糖化原理,麦芽的溶解情况 溶解良好的麦芽，已经含有足够的可溶性氮和-氨基氮，在糖化时应限制蛋白质分解，避免麦芽中的中分子肽类被过多分解而形成-氨基氮，导致啤酒缺少泡持性物质。溶解不足的麦芽，在糖化时加强分解。,第三节 糖化原理,糖化过程中温度、pH、糖化时间的影响 在糖化过程中蛋白质分解主要依靠麦芽的蛋白酶和羧肽酶催化水解，其次是氨肽酶和二肽酶，它们的作用温度是4065，蛋白质休止温度较高（5065）有利于积累总可溶性氮，而休止温度偏低（4050），有利于形成较多-氨基氮；休止时间越长，越有利于积累氨基酸。蛋白质休止pH控制在5.05.5。,第三节 糖化原理,糖化醪浓度对蛋白质分解的影响 浓醪有利于蛋白休止。麦芽粉加水比小，麦芽中酸性物质溶解增加，有利于达到麦芽蛋白质分解的pH；加水比小，相对麦芽醪中蛋白酶浓度高，底物浓度也高，在短时期蛋白休止时间内，有利于蛋白质的分解。,第三节 糖化原理,