第四章麦芽汁制备

第四章麦芽汁制备 • 第一节概述 • 第二节麦芽与谷物辅料的粉碎 • 第三节糖化方法与设备 • 第四节糖化方法与设备 • 第五节麦芽醪的过滤 • 第六节麦汁煮沸和酒花添加 • 第七节麦汁处理 • 第八节麦汁收率和麦汁质量

【教学目的与要求】了解麦芽及谷物粉碎的方法，掌握麦芽汁制备工艺 。【教学重点与难点】麦芽汁制备工艺。

第一节概述 • 麦芽汁制备：将固态的麦芽、非发芽谷物、酒花用水调制、加工成澄清透明的麦芽汁的过程。麦芽汁制备工艺过程：麦芽、辅料——粉碎——糖化锅、糊化锅——过滤 ———加酒花煮沸——回旋沉淀槽（去除酒花糟、热凝固物）——薄板换热器冷却（去除冷沉淀物）——通风——发酵

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研究的核心是麦汁的质量和产率。研究的主要内容：麦汁制造工艺原理、调控方法、麦汁组成、生产设备的特点、热利用。

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。相同体系，每天生产批数是反映生产效率的指标，四器组合先进水平8~9次，一般5~6次。

第二节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。

标准筛：测定粗细粉 EBC标准筛：实验室和啤酒厂1、2、3、4、5号 1号:每平方厘米筛孔数 36、2号64、3号106、4号961、5号2704。 • 美国ASBC标准筛、与美国泰勒筛相似每平方英寸筛孔数为筛号 18号粗粒 30、60细粒 100细粉 • 布勒氏（Bu hter）筛：筛底号数等于每厘米筛的细孔数，每平方厘米的细孔数等于筛底号数的平方。常用6号-粉

粉碎度检测： 在粉碎中取样 150~200g ，转速300r/min，筛5min，各筛上物称量评价。按教材表1-4-5标准控制。

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

光辊一、干法粉碎：对辊粉碎机对辊、四辊式、五辊式和六辊式每100cm辊产率：对辊：150~200 kg/h 四辊：200~300 kg/h 刘辊：300~500 kg/h 每吨麦芽的电耗在1.5~4.5kW.h 粉碎机类型和粉碎细度有关。拉丝辊

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：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。

糖化方法对粉碎度的要求： 快速糖化或浸出糖化法，粉碎度应大（细）一些；采用长时间糖化法或二次、三次煮出糖化法粉碎度可小一些。 • 麦芽性质和粉碎度的控制：溶解好的麦芽胚乳疏松，富含水解酶，糖化方便，粉碎可粗一些；溶解不良的麦芽，胚乳坚硬，含水解酶少，糖化困难，可适当粉碎细一些。刚出炉的麦芽比较脆；水分超过10%的麦芽粉时易扎成片状，也不容易达到要求。

麦汁过滤方法对粉碎度的要求： 过滤槽法，过滤的推动力是液体静压，粉碎要求严格，粉碎要求皮壳尽量完整，胚乳以粗、细粉为主，粉和微分比例小，过滤顺利。压滤机过滤，过滤的推动力是泵送压力，压力大，过滤介质是滤布和皮壳，对粉碎要求低，麦芽粉碎细一些，不影响过滤速度，反而可提高浸出物收率。

二、回潮粉碎 (Malt Conditioning ) 很短时间通入蒸汽或热水，使麦壳增湿，胚乳水分不变，粉碎皮壳完整，可缩短过滤槽过滤时间10~15%。 • 蒸汽回潮： 3m螺旋输送机通入50kPa的饱和水蒸气，30~40s，增湿0.7~1.0%，麦芽温度在40~50℃。太高酶易失活。 • 喷水回潮：两条3~4m输送机第一条用麦芽重的3~4%、40~50℃热水喷雾，1~2min，增重1.5%~2.0%，落入第二条输送机，40℃热风吹干表面游离水。回潮后增重1.0~1.5%，主要麦皮、胚乳水分不变。

三、湿法粉碎(Wet milling) • 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。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：改进型 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。两种湿法粉碎粉碎机结构复杂，价格高，维修费用大，电耗高。

非发芽谷物辅料的粉碎 未经发芽，胚乳较坚硬，工艺只要求较高的粉碎度，以利于糊化、糖化。粉碎机：三或四辊粉碎机（拉丝辊）第一对辊间距0.2~0.3mm 第二对辊间距0.15~0.25mm 磨盘式磨米机（金刚砂磨盘）粉碎比1：20，电耗10kw.h/t

第三节糖化原理 • 一、目的要求控制方法：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”。

溶于水中的各种干物质（溶质）称为 浸出物，而由浸出物构成的澄清的溶液称为麦芽汁。无水浸出率：麦芽汁中的浸出物含量与原料干物质的质量比。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。

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。

二、糖化时的主要物质变化 • 糖化过程原辅料分解深度要求：淀粉最大限度分解为可溶性糊精和麦芽糖，二者有一定比例。 • 麦汁浸出物的主要成分，是淀粉的分解产物，主要是麦芽糖、其次是低聚糊精。蛋白质和肽类进一步分解，分解程度不及发芽过程。 • 原料利用率主要是淀粉利用率。 • 好的糖化工艺淀粉水解99%以上进入麦芽汁。

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，从细胞壁中释放，铺破坏淀粉的晶状结构，形成凝胶的过程称为糊化。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”。

啤酒厂辅料的糊化、液化常在低温进行，一般在辅料中加入15%~20%的麦芽粉或淀粉酶，降低糊化温度，缩短糊化、液化时间，糊化、液化同时进行。啤酒厂辅料的糊化、液化常在低温进行，一般在辅料中加入15%~20%的麦芽粉或淀粉酶，降低糊化温度，缩短糊化、液化时间，糊化、液化同时进行。 • 判断糊化程度一般实验室，测定DE值，工业生产一般测定黏度，加水比1:5~6的辅料，黏度在0.04~0.06Pa.s，高温淀粉酶0.01Pa.s 。

a酶 • 2、淀粉的糖化 (C6H10O5)n —— n/x(C6H10O5)x n/x(C6H10O5)x—— x/2 (C12H22O11) ⑴糖化要求: 首先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。两种方法：麦汁极限发酵度＞70%~75% 还原糖：非糖，12°P啤酒在1:0.23~0.35。 β酶

⑵糖化过程的淀粉酶： • ⑶影响淀粉水解的因素麦芽的质量和粉碎度非发芽谷物的添加糖化温度糖化醪的pH

3糖化过程中蛋白的水解 蛋白及水解产物对啤酒风味的影响定型麦汁含氮组分的要求：全麦芽啤酒可溶性氮900~1000 mg/L 加辅料啤酒浓厚性700~800mg/L 淡爽性啤酒600~700mg/L ，低于550淡泊

三、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。

第四节糖化方法与设备 • 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。

三次煮出糖化法 煮出糖化法二次煮出糖化法一次煮出糖化法糖化方法浸出糖化法升温浸出糖化法降温浸出糖化法复式一次煮出糖化法复式煮浸糖化法其他谷皮分离糖化法外加酶制剂糖化法其他特殊糖化法

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。

煮出糖化法： 下面发酵啤酒（Lager型）煮出糖化法：全麦芽的二次煮出糖化法、三次煮出糖化法

典型煮出法又称巴伐利亚安全糖化法

浸出糖化法：升温和降温

复式糖化法： 1.辅料的糊化、液化： a玉米、大米，粉碎，过40目筛 b生淀粉的糊化吸水膨胀过程，加水比1：6以上 c外加酶或麦芽促进谷物糊化、液化，麦芽量为总辅料量的20%~25% 也可采用加压糊化提高淀粉利用率，风味有异议，采用不多。

2.一次复式煮出糖化法：适合各类原料酿造浅色麦汁，常用于酿制比尔森啤酒。2.一次复式煮出糖化法：适合各类原料酿造浅色麦汁，常用于酿制比尔森啤酒。易误认为：二次煮出糖化法，

复式浸出糖化法 • 麦芽皮壳分离、分级糖化法 • 外加酶糖化法

糖化设备 四器组合：糊化锅、糖化锅、过滤槽、麦汁煮沸锅.适合于产量较大六器组合：过滤槽、麦汁煮沸锅八器组合：两组四器组合二器组合：适合于小型啤酒厂和微型作坊

辅料用量：根据麦芽糖化力估算辅料比。 正常操作条件下65~68℃糖化30~45min，每kg混合投料，应有1500~2000WK糖化力。采用上限可缩短糖化时间，得到较高发酵度的麦汁；下限糖化时间长，发酵度低。低于1500WK影响糖化作业、影响原料利用率、影响麦汁组成。

第五节麦芽醪的过滤 • 麦芽醪过滤：糖化结束，必须在最短的时间内把麦汁和麦糟分离，分离过程 • 过滤操作包括三个过程 1.残留的α-淀粉酶，进一步将少量的高分子的糊精液化成无色糊精和糖类，提高原料的浸出率。 2从麦糟中分离头号麦汁 3用热水洗涤麦糟，洗出吸附在麦糟中的可溶性浸出物，得到二滤、三滤麦汁。

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。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，45~90min 6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。耕糟。 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。

第六节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

第四章 麦芽汁制备