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小型精酿啤酒酿造--麦芽糖化工段

糖化是指将碾碎的麦芽与热水混合后,利用麦芽内部的酵素,将麦芽中的淀粉分解为短链结构的过程。

麦汁糖化

那么糖化过程主要发生了什么呢?

*淀粉的分解

*蛋白质的降解

*β-葡聚糖的降解

淀粉的分解

淀粉的分解分为三个小过程:

糊化→ 淀粉颗粒在热溶液中膨胀破裂

液化→ α-淀粉酶作用,降低淀粉液粘度

糖化→ 淀粉+淀粉酶→麦芽糖(主酵中被分解)

                                      麦芽三糖(后酵中被分解)

                                      葡萄糖(起酵中被分解)

蛋白质的降解

   蛋白质+蛋白酶→高分子氮—泡沫、物理及化学稳定性、啤酒的醇厚性

                             ↓

                         中分子氮—“CO2的载体”、口味(杀口力)、缓冲物质

                          ↓

                    低分子氮→氨基酸—“酵母的营养”、美拉德反应、色度变化

β-葡聚糖的降解

β-葡聚糖是构成啤酒酒体和泡沫性能的主要成分,同时也会导致啤酒和麦汁过滤困难。

糖化方式

1、单步浸泡出糖法

这种糖化方式广泛的运用在酿造啤酒过程中。基本上是把碾碎的麦芽与水混合后,温度保持在62℃-70℃之间,维持一段时间后再过滤出麦汁。只需让麦芽与水混合后的温度保持在目标温度即可,操作简单

2、多步浸泡出糖法

除了单步出糖法,还可以选择不同段不同温度的方法来糖化,以达到特殊效果。

3、熬煮出糖法

将碾过的麦芽混合水后取出一部分麦芽煮沸后投回糖化锅中,反复几次,就可以得到最好的结果。熬煮糖化法有两个优点

  • 可以获得更好的淀粉转化率

  • 可以增加麦芽香气。

4、分段式糖化法

属于相对特殊的糖化方式,特殊体现在一次糖化操作下可以做出两种,甚至更多比重的麦汁。使用分段式糖化法时,针对温度的控制与前述的糖化方式并无不同,差别指出仅是用这种方法时必须要加大总麦汁的收集量,而糖化结束后的第一道麦汁,第二道麦汁和第三道麦汁都需要分别处理。第一道麦汁收集在第一个煮沸锅中,等到收集到足够的麦汁时停

糖化温度及其效应

为了防止麦芽中各种酶因高温而引起破坏,糖化时的温度变化一般是由低温逐步升到高温.糖化不同阶段所采取的主要温度及其效应:

35-37℃:酶的浸出,有机磷酸盐的分解。

40-45℃:有机磷酸盐的分解;β-葡聚糖的分解;蛋白质分解;R-酶对支链淀粉的解支作用。

45-52℃:蛋白质分解,低分子含氮物质多量形成;β-葡聚糖的分解;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,低分子含氮物质的形成

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

65-70℃: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。

70℃:麦芽α-淀粉酶的最适温度,大量短链糊精生成;β-淀粉酶、内肽酶、磷酸盐酶等失活

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

糖化温度的控制

糖化温度可分几个阶段进行控制:

1)35-40℃浸渍阶段:此时的温度称浸渍温度,有利于酶的浸出和酸的形成,并有利于β-葡聚糖的分解

2)45-55℃蛋白质分解阶段:此时的温度称为蛋白质分解温度。其控制方法如下:

1、温度偏向下限,氨基酸生成量相对地对一些;温度偏向上限,可溶性氮生成量较多一些

2、对溶解良好的麦芽来说,温度可以偏高一些,蛋白质分解时间可以短一些

3、对溶解特好的麦芽,也可放弃这一阶段

4、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

3)62-70℃糖化阶段:此时温度通称糖化温度,其控制方法如下:

1、在62-65℃下,生成的可发酵性糖比较多,非糖的比例相对较低,适于制造高发酵度啤酒;同时在此温度下,内肽酶和羧肽酶仍具有部分活力

2、若控制在65-70℃,则麦芽的浸出率相对增多,可发酵性糖相对减少,非糖比例增加,适于制造低发酵度啤酒

3、控制65℃糖化,可以得到最高的可发酵浸出物收得率

4、通过调整糖化阶段的温度,可以控制麦汁中糖与非糖之比

4)75-78℃糊精化阶段:在此温度下,α-淀粉酶仍起作用,残留的淀粉可进一步分解,而其他酶则受到抑制或失活。

最后提醒一句:

有经验的酿酒师,在糖化过程中,当需要65℃或者72℃的温度时,他会升温至64℃或者70℃,然后利用余热使其达到目标温度。

麦汁过滤

糖化完成的麦汁要进行过滤,糖化醪液转移要迅速。

*迅速、彻底分离糖化醪液中可溶性浸出物

*滤去麦皮多酚、色素、苦味物质、麦芽中高分子蛋白质、脂肪、β-葡聚糖等,进醪液之前,要从过滤锅底部打入78℃的水来补充筛板与底部的空气,防止麦汁氧化!

以麦糟为滤层,过滤糖化醪的到的麦汁→第一麦汁用热水将麦糟中的可溶性浸出物洗出得到的麦汁→第二麦汁(洗糟麦汁)

洗糟:第一麦汁过滤后要进行洗糟

洗糟水温度78℃左右,温度过低:残糖洗不干净,易染菌

温度过高:α-淀粉酶失活,淀粉不能进一步分解,麦汁氧化,色度加深,影响过滤

洗糟水用量

一般分三次进行(全麦啤酒)

第一次:用约20%的水,加多了无用,只用20%即可洗糟

第二次:用约50%的水,已进行搅拌,多加水冲洗麦糟

第三次:用约30%的水,冲冲残糖即可,无需多加

小麦啤酒一次洗糟水较多一点。

过滤时间:浸泡:20-40min+过滤:40min左右=60-80min左右

时间过长,麦汁易氧化。

麦汁煮沸

过滤完成后,我们要进行麦汁的煮沸,在这个过程中还要添加酒花。

这个过程又发生了什么咧?

酒花苦味物质的溶解和转化→α-酸异构化

蛋白质凝结→便于后续取出

蒸发多余水分→达到所要麦汁浓度

灭菌、灭酶

色度上升→美拉德反应生成了一种叫做类黑素的物质

不理想的芳香化合物的蒸发

煮沸时间

煮沸时间——不同精酿所需时间也不同

小麦啤酒+皮尔森:60-80min左右→初沸:10min→煮沸:60min→后沸:10min

世涛、波特等:60-120min左右

煮沸时间过长,酒花油蒸发过多,色度增加,凝固的蛋白重新溶解

煮沸时间过短,不利于蛋白质变性凝固和啤酒稳定性

酒花添加

这个味啤酒提供苦味的物质,不同品种,其先后顺序也是有讲究的。

煮沸时间越长,苦味就越浓郁但香气就会被损耗,So,先加苦型酒花,充分利用其α-酸,后添加香型酒花以保持香味。

一般在初沸10min后加苦花,香花在煮沸结束前10min左右添加。

回旋沉淀

沸麦汁要迅速进入回旋沉淀锅,把煮沸过程中产生的热凝固物沉淀下来,以便除去。

热凝固物(蛋白质、苦味物质、单宁、灰分等)的去除是必须的,因为它会抑制麦汁的发酵,使保质期变短。

整个过程控制在20-40min左右。

麦汁冷却、充氧

回旋沉淀后的麦汁必须迅速冷却至酵母接种温度,并作通风处理,使麦汁中溶氧充分。

麦汁的冷却通过板式换热器进行。

低于60℃的麦汁会变浑浊(蛋白质和单宁等),进而形成冷凝固物,可进行适宜的分离,他可赋予啤酒醇厚的口味,除去的过多会导致啤酒口味寡淡。

给麦汁充氧是为了让后续的酵母进行繁殖,氧气不能太多,防止氧化!

澄清的麦汁制备出来,当然不是直接喝的,而是用于发酵的,也就是给酵母吃的。

尊皇两体三器糖化设备使用糖化使用方法

一、麦汁糖化

1、设备检查:检查糖化锅过滤槽、旋沉槽、管件、阀门、仪表及水、电、供应是否正常,无异常,清洗干净,准备投料。

2、 制备投料水:在糖化锅内加够一次投料量的水250 L,同时开蒸汽发生器加热,设定糖化投料温度,加热至糖化投料设定的温度(一般为50-55℃)。

3、投料(蛋白分解):先启动糖化锅搅拌,将大麦芽粉投入糖化锅内,搅拌均匀,停止搅拌,开始计时;小麦啤酒先投入大麦芽,搅拌均匀后,再投入小麦芽,然后搅拌均匀;保持温度52±1℃,时间70分钟。

4、 糖化:蛋白分解结束,设定糖化温度,启动糖化锅搅拌,启动糖化锅蒸汽加热阀,以1-1.5℃/min速度升温到设定温度(一般为66℃)进行糖化,糖化时间约为60-70分钟。

5、 糖化结束后,设定杀酶温度,启动搅拌,启动糖化锅加热阀,升温至78℃,同时将过滤槽底部夹层内充满78℃的热水,使水漫过过滤筛板0.3-0.5厘米,开始泵送醪液至过滤槽,送醪完毕,停搅拌,静止10-15分钟,让其形成自然过滤层。

二、 过滤

1、 麦汁回流:注意静止时间,到时要及时回流,开启有关阀门和麦汁泵,将麦汁在过滤锅内回流5-10分钟,观察视镜内麦汁清亮后,切换回流阀到过滤阀,将麦汁泵入煮煮沸锅

★特别注意:采用抽滤法过滤时,要调节变频器,谨慎控制麦汁流量,保持回流的稳定性。

2、 测原麦汁浓度:过滤20分钟后,取样测原麦汁浓度。

A.热麦汁处理:从煮沸锅内取一测量筒麦汁,慢慢放入事先备好的自来水筒内,降温至30℃以下(可以用其他方法冷却,但不能误入冷水),摇匀、放稳;

B.糖度测量:取量程为020 BX的糖度表一只,将有水银包的一端慢慢插入麦汁,接近预计读数值(12 BX左右)时再松手,5分钟后读取麦汁凹液面处糖度表的数值;轻轻取出糖度表,检查表上麦汁温度值,对应查出糖度修正值,获得原麦汁浓度值;糖度计要轻拿轻放,用后清水洗净、擦干,妥善保管;

3、制备洗糟水:蒸汽发生器加热开关,使内水温升到78℃,停止加热备用。

4、洗糟:原麦汁过滤至将近露出糟面时进行洗糟,开启耕糟机,加洗糟水,加完水后,停止耕糟,待形成新的滤层,再重复前面的过滤程序,洗糟一般为2-3次,总加水量约120-150L

5、 混合浓度测定:洗糟2-3次后,测定混合麦汁浓度(按麦汁总蒸发量为10%,煮沸时间为60分钟计算,若控制沸终麦汁浓度为12 BX,则混合麦汁浓度控制在10.8-11.0 BX)。

6、 排糟:洗糟2-3次后,测混合麦汁浓度达到要求时,停止过滤,打开排污阀将残余淡麦汁排出,再打开出糟门,用出糟耙将麦糟排出。出糟门的打开方式为:先将位于出糟门中部的螺栓拧出,然后再将出糟门右侧的栓子打开,即可完成出糟门的开启。(注意:切勿野蛮、暴力开启出糟门,否则会造成出糟门的变形或损坏!)

特别注意:麦汁过滤过程中,若麦汁不清或过滤困难,可搅起醪液静止10分钟,重新打回流,直至麦汁清亮。

7、 清洗:排糟完毕,即用水清洗过滤壁、过滤筛板及耕糟机,打开过滤底阀进行排污。

三、麦汁煮沸

1、加热:麦汁液位超过煮沸锅加热夹套后,开始加热升温,

2、 麦汁煮沸:加热至麦汁沸腾时开始计时,煮沸时间60分钟,麦汁始终处于沸腾状态;控制沸终麦汁浓度,若在规定时间内浓度未达要求,可适当延时。

3、添加酒花:麦汁煮沸开锅5分钟和沸终前10分钟,分别添加苦型和香型酒花,加量分别为0.120kg0.04%)和0.06kg0.02%)。

特别注意:

A. 煮沸过程中,谨慎控制源,避免热麦汁溢出,防止烫伤!

B. 酒花称量完后,原包立即密封包装放入冰箱,以防氧化。

四、 麦汁旋沉

煮沸结束,关闭阀门,打开煮沸锅锅底阀和旋沉槽切线打入阀,同时开启麦汁泵,在将煮沸锅内的物料打完后,静止沉淀30分钟,进行麦汁冷却。



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