某啤酒学校糖化理论课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,湖北啤酒学校,.,二零一一年四月,*,湖北啤酒学校,.,程康 二零一一年四月,糖化工艺,一,、,麦汁生产的目的和要求,1）依据啤酒类型,、,特点、啤酒厂对啤酒质量要求，生产出相应的高质量的麦汁；,2）麦汁生产的成本低；,3,）设备利用率高,;,糖化收得率高，是指从麦芽或辅 助原料中溶出有益的浸出物多；,在保证麦汁质量，有利于糖化、麦汁过滤的前提下，使用价格低的麦芽和辅料，提高辅料比例，不仅提高糖化收得率，而且还会大大降低生产麦汁成本。,麦汁生产中初始能源消耗低，水或其它添加剂消耗少，污水负担轻，劳动力成本低。,湖北啤酒学校,.,程康 二零一一年四月,二、糖化定义、糖化任务,1,、糖化：通过酶的分解作用、机械物理手段，将粉碎原料中不溶性内容物质溶出；并按啤酒（麦汁）质量要求，将内容物质进行分解的过程称为糖化。,2,、人们习惯地将原料内容物质经糖化后，进入到水中的各类物质称为浸出物。将含有浸出物的澄清的水溶液称为麦汁。粉碎的原料与水混合为醪液（麦芽醪、辅料醪、总醪液）。,3,、糖化是麦汁生产过程中最主要的分解过程，是制麦过程中所发生分解过程的继续。,湖北啤酒学校,.,程康 二零一一年四月,酵母营养基础物质,：,酵母代谢基础物质,：,产品组成物质：,风味组成物质：,还原物质：,缓冲物质：,湖北啤酒学校,.,程康 二零一一年四月,湖北啤酒学校,.,程康 二零一一年四月,二、糖化任务,应按照啤酒类型，啤酒厂对啤酒质量的要求，采用经济，高效的手段将原料内容物质溶出，分解，并且形成的有益浸出物越多越好；,使糖化完醪液有利于麦汁过滤，,使生产出的麦汁有利于麦汁煮沸，有利于麦汁处理，有利于啤酒发酵，有利于啤酒过滤，有利于啤酒口味，质量。,湖北啤酒学校,.,程康 二零一一年四月,三、糖化过程中主要物质的变化,糖化时发生水解、变化物质：淀粉、含氮物质、半纤维素、磷酸盐、,Zn,2+,多酚物质和类黑素、脂肪和脂肪酸变化。,制麦,糖化,淀粉水解的比例,1,12,蛋白质分解的比例,1,0.8,半纤维素分解的比例,9,1,麦汁过滤、麦汁煮沸、麦汁处理还会发生一系列的变化，影响麦汁质量。,湖北啤酒学校,.,程康 二零一一年四月,酶化学分解作用：通过在有利于酶的最适作用条件下进行休止或者为酶的作用尽可能创造最佳条件。,物理溶解：通过加强原料胚乳的粉碎、部分醪液进行煮沸，促进原料内容物质的分解。,糖化时水解数量最多的物质是淀粉；,对啤酒质量影响大的变化是蛋白质、多酚物质、脂肪酸等物质；,湖北啤酒学校,.,程康 二零一一年四月,一）淀粉水解,1,）淀粉水解要求,1.,淀粉全部水解，以确糖化收得率高；,2.,糖化完的醪液碘检合格、且定型麦汁的碘检合格；碘值小于,0.25,；,3.,淀粉水解时形成的可发酵性糖能满足啤酒类型、质量要求的麦汁最终发酵度且稳定。,4.,麦汁中可发酵性糖合理，麦芽三糖的比例应在,12%,左右。,5.,在保证上述目标前提下，淀粉水解速度快。,湖北啤酒学校,.,程康 二零一一年四月,2,）评价淀粉水解方法及控制,糖化过程中淀粉分解的情况可在糖化保温结束前后检查糖化醪的质量，在停止搅拌后或取样后，上层液体很快澄清，麦汁应清亮，口尝可觉香又甜，无任何异味，碘反应呈无色反应，碘检合格时间短，可说明糖化基本完全，糖化醪质量好。,湖北啤酒学校,.,程康 二零一一年四月,2,）评价淀粉水解效果及控制,麦糟分析中要求可分解浸出物,0.8%,，说明淀粉彻底水解；,总醪液、头道麦汁、满锅麦汁、煮沸终了麦汁碘检合格，才说明淀粉水解达到碘检合格，或煮沸终了麦汁的碘值小于,0.25.,通过测麦汁最终发酵度来反映麦汁中可发酵性糖含量,;,碘检合格的时间长短,;,湖北啤酒学校,.,程康 二零一一年四月,3,）淀粉结构、分类、性质,淀粉是谷物原料（大麦 玉米 大米）中含量最高的贮藏物质，按化学结构可分为支链淀粉和直链淀粉；,大麦麦芽中的淀粉是以淀粉颗粒形式,在 不同谷物的淀粉颗粒，其淀粉颗粒的形状，大小不同， 大麦的淀粉颗粒可分为大淀粉颗料和小淀粉颗粒，一般小淀粉颗粒可分解性差些；,湖北啤酒学校,.,程康 二零一一年四月,湖北啤酒学校,.,程康 二零一一年四月,2,）直链淀粉与支链淀粉比较,直链淀粉 支链淀粉,化学,-14,葡糖苷键,-16,葡糖苷键占,4,5,-14,葡萄糖苷键占,95,结构,-,螺旋体 树根状,分子量,60-2000G,，,6000,4,万,G,。,可溶性淀粉 糊化性淀粉,淀粉颗粒内部 淀粉颗粒外部,I,2,检 纯蓝色 呈紫色至红色,湖北啤酒学校,.,程康 二零一一年四月,支链淀粉,直链淀粉,籼米,60-70%,30-40%,粳糯米,100%,0%,粳米（非糯）,80-83%,20,17%,玉米,74,26,大麦,76,24,高直链玉米,15-50%,50-85%,蜡质玉米,99%,1%,湖北啤酒学校,.,程康 二零一一年四月,4,）淀粉水解的方法及过程,淀粉水解的方法一般可分为酸法水解和酶法水解,麦汁生产过程中的淀粉水解是酶法水解。,淀粉水解一般可分为三个过程：,淀粉颗粒的吸水膨胀,淀粉颗粒的糊化,糊化淀粉的酶水解（液化 糖化）,湖北啤酒学校,.,程康 二零一一年四月,5,）糊化,A,）糊化的定义：已粉碎的麦芽与一定温度的，一定量的水混合后，淀粉颗粒吸水，膨胀，随着温度上升，淀粉颗粒的体积明显上升，最终使淀粉颗粒中外层淀粉逐步进入水中，呈胶体状态分布于水中，形成粘度高的白色糊化物的过程为糊化。,B),形成糊化物的临界温度称为糊化温度。不同谷物的糊化温度是不同的，同种谷物的不同类型糊化温度也有区别。,湖北啤酒学校,.,程康 二零一一年四月,糊化,温度,糊化,温度,大米,65-85,玉米,65-75,小麦,60-85,大麦,70-80,粳米,：,直链淀粉,22.8%,65.8,籼米,：,直链,淀粉,33.6%,79,谷物种类与糊化温度,湖北啤酒学校,.,程康 二零一一年四月,C,、糊化的意义及本质,淀粉糊化是糖化时淀粉水解不可缺少的步骤，淀粉水解酶只能作用于糊化的淀粉，淀粉糊化效果不好，淀粉水解效果差。,淀粉颗粒糊化时，如果醪液温度在淀粉水解酶的作用范围内，可以边糊化边酶水解,糖化时淀粉糊化可分为麦芽淀粉的糊化和辅料的淀粉糊化。,湖北啤酒学校,.,程康 二零一一年四月,D,、麦芽与辅料淀粉的糊化,构成麦芽的淀粉细胞壁等半纤维素、组织蛋白质应在制麦时分解，改善淀粉的可分解性，并有利于麦芽粉碎，使麦芽淀粉的糊化温度下降，糖化时能较早出现糊化，糊化彻底，能边糊化边酶水解，淀粉水解效果好。,辅料（大米，玉米）的糊化温度高，高于麦芽中主要淀粉水解酶的作用范围，必须单独进行糊化处理。糊化彻底的辅料醪与麦芽醪混合后才对糊化淀粉的酶水解。,湖北啤酒学校,.,程康 二零一一年四月,G,）促进淀粉糊化的因素,原料本身的糊化温度低。,在不影响麦汁过滤的前提下，原料粉碎较细。反之，易剥皮糊化、不彻底。,醪液温度高于糊化温度，且温度越高；,在高温下醪液休止或煮沸时间长；,稀醪,辅料醪中添加耐高温,-,淀粉酶，添加有利于,-,淀粉酶作用的添加剂且辅料醪的,PH,为,5.8-6.0,，可通过淀粉水解酶的液化作用降低醪液粘度，促进淀粉彻底的糊化。,湖北啤酒学校,.,程康 二零一一年四月,5,）淀粉的老化,已糊化的淀粉经降温，如果醪液温度明显下降且大大低于糊化温度，在低温下时间长，会使糊化淀粉从醪液中溶解状态转化为不溶性高晶化状态的过程为淀粉老化。,注意：在糖化过程中淀粉水解酶不能作用于老化的淀粉。,湖北啤酒学校,.,程康 二零一一年四月,6,）淀粉的酶水解,在糖化时糊化淀粉在,63,72,休止时，发生强烈的淀粉酶水解。,酶主要由蛋白质构成，酶的作用具有高效性、专一性，影响酶作用的因素是温度、醪液,pH,、醪液浓度，酶数量、休止时间、抑制剂、激活剂。,湖北啤酒学校,.,程康 二零一一年四月,淀粉酶,淀粉酶,最适温度,60-65,（,63,）,70-75,（,72,）,最适,pH 5.4-5.6 5.6-5.8,失活温度,70 80,作用的键,-1.4G,糖苷键,-1.4G,糖苷键,作用方式 外切酶 内切酶,分解产物 麦芽糖、界限糊精,6-7G,糊精、界限糊精,分解的速度 慢 快,I,2,检,合格时间 短 长,粘度下降速度 迅速，液化型 缓慢,对麦汁,EV,影响 相对小 影响大糖化型,对麦汁,I,2,影响 相对大 影响相对小,湖北啤酒学校,.,程康 二零一一年四月,（,1,）液化、糖化,在,-,淀粉酶作用下糊化淀粉迅速水解，醪液粘度迅速下降的过程称为液化。,糊化淀粉在,-,淀粉酶作用下，水解为大量的可发酵性糖的过程称为糖化。,糊化是淀粉水解过程中液化，糖化的前提，可边糊化，边液化，边糖化。通过液化作用降低粘度作用，促进糊化，通过液化作用产生大量的低聚糖，为,淀粉酶作用提供大量的非还原性末端促进,淀粉酶的分解效果，既有利于淀粉彻底水解，又有利于形成大量的麦芽糖。,湖北啤酒学校,.,程康 二零一一年四月,湖北啤酒学校,.,程康 二零一一年四月,6,）影响淀粉水解的因素,麦芽质量,酶的数量,粉碎物的组成,酿造用水的质量及醪液的,pH,值,醪液的温度,醪液的浓度,休止时间,辅料的比例及辅料的糊化效果,湖北啤酒学校,.,程康 二零一一年四月,6,）影响淀粉水解因素,-,温度,糖化时淀粉水解一般在,63-72,范围内进行，选择不同的休止温度，淀粉水解效果不同。,37,45,投料温度具有以下优点，促进淀粉水解，适合于溶解差的麦芽。,有利于淀粉水解酶溶出、活化、耐温性的提高，提高糖化休止时淀粉水解酶的数量,改善淀粉水解效果。有利于淀粉颗粒吸水,.,，促进淀粉彻底糊化。,通过促进蛋白质分解，半纤维素分解，改善淀粉糊化；,湖北啤酒学校,.,程康 二零一一年四月,63,适合,-,淀粉酶作用、形成大量发酵性糖，麦汁发酵度高，要求休止时间长；,与,68-70,休止比较，选择,63,糖化休止时，淀粉糊化程度低，如果麦芽溶解差、粉碎粗些、没有,72,糖化休止，且休止时间短的不良后果：,不有利于淀粉水解彻底；麦汁过滤时后糊化严重、麦汁碘值高、麦汁,EV,会下降；,过滤麦汁易出现雾浊，不利于麦汁过滤；,投料温度,62 50 35,时间,30,分钟,62/70 50/62/70 35/50/62/70,麦汁,EV 81.3% 83.1% 84.7%,碘值,0.38 0.25 0.15,湖北啤酒学校,.,程康 二零一一年四月,66-68,：,-,淀粉酶活力下降，,-,淀粉酶活力上升，碘检合格时间短些，形成可发酵性糖数量下降，相对于,63,而言，淀粉颗粒糊化程度高，有利于淀粉水解彻底。,72,：选择,72,糖化休止,-,淀粉酶活力高，形成可发酵性糖数量少，麦汁最终发酵度低，适合发酵度低，乙醇含量低啤酒生产。,在,63-68,休止完后，选择,72,休止并做碘检，可达到以下目的：,a),确保糖化完毕的醪液碘检合格,b),有利于淀粉彻底水解，降低过滤时的后糊化程度，,c),有利于浸出率提高，但麦汁,EV,会下降。,湖北啤酒学校,.,程康 二零一一年四月,100,：采用分醪煮沸的措施，醪液温度高，淀粉水解酶会失活，但有利于淀粉糊化，改善淀粉水解效果，可提高糖化收得率。,不同的糖化休止温度，碘检合格所需时间不同，在,63-70,休止或浓醪糖化 必须保证足够休止时间，才能确保淀粉彻底水解。,在,63-70,休止的时间一定时，可调整糖化休止温度，既有利于淀粉的糊化、,-,淀粉酶作用，又有利于,-,淀粉酶作用，使淀粉水解彻底，且形成可发酵性糖多，满足麦汁组成的要求,湖北啤酒学校,.,程康 二零一一年四月,（,2,）酿造用水的质量及醪液的,pH,值,醪液,pH,值为,5.4-5.6,，既适合,-,淀粉酶作用，又适合,-,淀粉酶作用,醪液,pH,值受麦芽,pH,麦芽比例，料水比、酿造用水的质量，醪液酸化的影响，因此有必要检查酿造用水质量，检查糖化休止时醪液,pH,值。,醪液,pH 5.85 5.6 5.4 5.2,糖化时间,25 15 20 25,麦汁,EV% 76.5 77.0 77.4 69.9,湖北啤酒学校,.,程康 二零一一年四月,3,）醪液浓度,浓醪：可提高淀粉水解酶的耐温性，特别,-,淀粉酶的耐温性，如果延长糖化休止时间，提高麦汁最终发酵度；,浓醪：降低淀粉酶水解速度，必须延长糖化时间，醪液浓度过高，会影响淀粉糊化效果；,稀醪：可加快淀粉水解酶水解速度，有利于淀粉糊化，可缩短糖化时间，在糖化时间一定时，稀醪促进淀粉彻底水解，麦汁最终发酵度高。,湖北啤酒学校,.,程康 二零一一年四月,料水比,1,：,2 1,：,3 1,：,4 1,：,5,协定麦汁,EV 83.7% 81.5% 79.9% 80%,64,30,分钟休止,82.8% 82.8 84.0% 84.8%,70,糖化时间 分钟,30 20 12 10,粗细粉差,(EBC)%3.5 3.1 1.4 1.0,糖化力,WK 259 354 392 420,糖化时间,20 15 15 10,麦汁,EV% 3.9 76.9 81.2 82.1,湖北啤酒学校,.,程康 二零一一年四月,4,）麦芽质量,酶的数量,糖化时：溶解好麦芽易粉碎，易彻底糊化，糖化时间短，麦汁发酵度高，糖化收得率高，对于溶解差，不均匀的麦芽应加强麦芽粉碎，延长糖化休止时间，降低投料温度，分醪煮沸等措施。,醪液中淀粉水解酶的活力高，有利于淀粉水解，麦芽的糖化力低，协定麦汁的最终发酵度低，辅料比例高，都会导致醪液中淀粉水解酶的活力低，影响淀粉水解效果，可适当添加酶制剂，或者降低辅料比例，或者与好的麦芽混合使用，确保淀粉水解效果。,湖北啤酒学校,.,程康 二零一一年四月,5,）粉碎物的组成,麦皮比例,43 34 27 18,糖化时间,(,分钟）,27 22 20 20,EV,（）,81.7 81.1 82.1 82.4,碘值,0.48 0.42 0.30 0.20,麦糟可分解浸出物,%,0.89 0.70 0.65 0.60,在不影响麦汁过滤的前提下，保证麦皮完整，麦皮体积大于,650ml/100g,麦皮，细粉比例小于,12%,，原料的粉碎物的组成中粗粒比例小于,10%,，麦皮上的胚乳少，麦皮所占比例在,18,22%,时，才能保证糖化时淀粉彻底水解。,湖北啤酒学校,.,程康 二零一一年四月,7,）提高成品啤酒发酵度途径,（,1,）生产高发酵度啤酒,选择高发酵度、适当凝聚性的酵母、麦汁质量好；生产高发酵度麦汁；在发酵的麦汁中添加淀粉水解酶；,应注意,葡萄糖苷酶经巴氏杀菌后，啤酒中还残留一定酶活性，使啤酒口味变甜。生物稳定性下降；生产纯生啤酒时考虑口味和保存期，一般不在发酵时添加酶制,（,2,）生产高发酵度麦汁的方式,添加蔗糖,a,选择酶活力高、溶解好、均匀麦芽,湖北啤酒学校,.,程康 二零一一年四月,B,、辅料比例适当且糊化效果好,C,、原料粉碎物组成合理,D,、稀醪糖化且醪液,pH5.5,e,、,选择,63,糖化长时休止或分步糖化,62,度,45,分,/65,度,45,分,/68,度,30,分,/ 70,度,30,分,f,、采用,73,74,的酶终止温度,G,、添加酶制剂,湖北啤酒学校,.,程康 二零一一年四月,八）降低麦汁碘值的途径,成品啤酒要求啤酒碘值较低,0.2,，定型麦汁,0.25,，麦汁碘值低具有以下优点：,有利于淡爽啤酒口味干净,麦汁、啤酒可滤性提高,有利于热冷凝固物的排除及酒液澄清,啤酒非生物稳定性提高,降低啤酒过滤的费用,湖北啤酒学校,.,程康 二零一一年四月,八）降低麦汁碘值的途径,选择溶解好,糖化时间短的麦芽，,确保辅料糊化效果好,原料粉碎后确保总粉碎物中粗粒比例,10%,麦皮比例在,18-22%,麦皮体积至少大于,650ml/100g,酿造用水,RH0-5dH,，醪液,pH,值为,5.5;,稀醪糖化有利于淀粉快速彻底水解；制定糖化工艺时有足够的休止时间,合理的糖化温度,并根据麦芽的质量和辅料的比例确定是否分醪煮沸以及酶终止温度。,湖北啤酒学校,.,程康 二零一一年四月,麦汁过滤： 要求过滤麦汁清亮：固形物含量,50mg/l,洗糟用水温度,78,度以下，麦汁过滤的温度选择,73,74,度，使麦汁中残留的,-,淀粉酶活力高，大于淀粉后糊化程度，有利于麦汁的,I,2,值低；,麦汁煮沸：过早对头道麦汁预热至,100,度以上，麦汁的,淀粉酶活力下降，经洗糟洗出的糊精难以后糖化，,I,2,值上升。,麦汁混浊，其中的淀粉颗粒经煮沸后糊化，使定型麦汁,I,2,值升高。,湖北啤酒学校,.,程康 二零一一年四月,二）蛋白质分解,1,、蛋白质结构性质组成,1),蛋白质主要由,C.N.O.H,等元素构成，大麦麦芽的蛋白质中氮元素含量平均为16，构成蛋白质最小结构单元是氨基酸；,2）蛋白质结构可分为基本结构和空间结构，蛋白质的基本结构反映了肽链上氨基酸的连接方式,(,肽键,),、连接顺序，蛋白质空间结构决定了蛋白质的生物活性及性质；,3,）氨基酸，蛋白质性质：两性化合物、等电点、蛋白质的盐析作用、蛋白质受热凝聚变性蛋白质与多酚物质结合形成冷凝固物在低温下析出；氨基酸与还原糖在高温下反应形成类黑素、,Strecker,醛；,湖北啤酒学校,.,程康 二零一一年四月,4) 蛋白质的分类,a),按大麦中分布：贮存蛋白、胶质蛋白、组织蛋白。,b),在蛋白质的溶解性：麦白蛋白、球蛋白、醇溶蛋白、谷蛋白 。,C),按氨基酸数量：氨基酸、二肽、三肽、寡肽、聚肽、多肽,d),蛋白质的分解产物：蛋白质,、,月示、胨 、 肽 、氨基酸。,球蛋白的等电点低，析出不彻底，会直接影响啤酒的非生物稳定性。,糖蛋白、疏水性蛋白质会影响啤酒泡持性,;,可同化氮是指能被酵母利用的含氮物质,;,氨基氮、甲醛氮是分析过程中测定出能被酵母利用的低分子含氮物质,.,可凝固性氮、硫酸镁氮是高分子氮；,隆丁区分：可测定麦汁或啤酒中高中低含氮物质比例。,湖北啤酒学校,.,程康 二零一一年四月,2、蛋白质分解意义和控制,（,1）蛋白质分解产物意义,高分子蛋白质分解产物： 起泡性、 非生物稳定性、 醇厚性；,b),中分子蛋白质分解产物：,CO,2,载体、杀口力、泡持性；,c),低分子蛋白质分解产物： 酵母营养、代谢产物、啤酒口味，,湖北啤酒学校,.,程康 二零一一年四月,糖化完醪液中高分子蛋白质分解产物多，会影响以后的酿造过程，生产成本上升，间接影响啤酒质量。,醪液严重吸氧，二硫键形成，蛋白质分子变大，影响麦汁过滤、非生物稳定性,醪液分醪煮沸，促进蛋白质变性，有利于啤酒非生物稳定性；,啤酒中高分子蛋白质分解产物影响啤酒的非生物稳定性，有利于啤酒泡沫、醇厚性,湖北啤酒学校,.,程康 二零一一年四月,（2）蛋白质分解控制目标,A),按啤酒类型、啤酒口味、啤酒质量要求控制稳定麦汁总氮：,醇厚型啤酒 700800,mg/L,淡爽型啤酒 600700,mg/L,（ 辅料生产）,8501150,mg/L,（全麦啤酒）,B.,在保证麦汁总氮稳定的前提下，使定型麦汁中的高中低含氮物质的比例25%：15%：60% ，只有这样才能使不同蛋白质分解产物所起的有利的酿造作用充分体现，对酿造过程，啤酒质量产生的不利影响小。,C.,麦汁中可凝固氮含量1525,mg/l,麦汁中高分子蛋白质氮数量,200-220mg/l,湖北啤酒学校,.,程康 二零一一年四月,D),保证麦汁,FAN,含量，要有利于啤酒酵母繁殖，发酵、啤酒口味。在发酵时酵母一般会利用约10,0mg/l,可同化氮，所以12麦汁,FAN 180mg/l；,全麦麦汁中 220 240,mgl,麦汁中,FAN,含量过多的后果。,酵母性能不稳定,形成高级醇数量多,麦汁中,FAN,含量过多的后果,酵母营养不足，酵母繁殖不好、发酵缓慢,;,形成双乙酰峰值高，还原双乙酰慢，发酵周期延长,;,回收酵母质量差，数量少,成品啤酒发酵度低,高级醇含量升高，,啤酒口味稳定性下降,湖北啤酒学校,.,程康 二零一一年四月,（2）蛋白质分解酶,A,、,蛋白质分解酶作用键是肽键，按作用方式分为：,a.,内肽酶；,b.,外肽酶：氨肽酶、羧肽酶、二肽酶,在糖化过程中蛋白质分解主要依赖内肽酶和羧肽酶，二肽酶、氨肽酶由于耐温性差, 最适,pH,偏高, 在糖化过程中发生的蛋白质的分解作用非常小。,湖北啤酒学校,.,程康 二零一一年四月,（2）蛋白质分解酶,内肽酶 羧肽酶 氨肽酶 二肽酶,最适温度 45-50 50 45 45,最适,pH 3.9,或5.5 4.8-5.6 7.0-7.2 8.8,失活温度 60 70 55 50,作用方式 内切 羧基端 氨基端 二肽,分解产物 短肽 氨基酸 氨基酸 氨基酸,湖北啤酒学校,.,程康 二零一一年四月,3,、,Pr,的分解过程及其变化,蛋白质分解过程：制麦、糖化；,由于不能要求蛋白质彻底分解,所以糖化时的蛋白质分解,必须以麦芽蛋白质可溶性氮、,-,氨基氮含量、麦汁质量为依据。,麦汁含氮物质,制麦,蛋白质分解,蛋白质合成、蛋白质凝聚,糖化,蛋白质分解、蛋白质氧化、蛋白质凝聚、,3,、,Pr,的分解过程及其变化,麦芽蛋白质溶解过度、,-,氨基氮含量高：糖化时应放弃通常蛋白质休止,投料温度高。,麦芽蛋白质溶解较好,氨基氮含量，适当的蛋白质分解；,麦芽蛋白质溶解差、,氨基氮含量低,辅料比例高：应加强蛋白质分解, 投料温度低；,湖北啤酒学校,.,程康 二零一一年四月,3,、,Pr,的分解过程及其变化,a)37,：有利于蛋白质分解酶溶出、活化、耐温性提高，促进蛋白质分解,b)45-55,：通常蛋白质休止范围, 休止时间长，发生强烈蛋白质分解，麦汁总氮增加，有利于,氨基氮积累以及所占比,c)62,70, 在糖化休止范围内也发生一定程度的蛋白质分解，形成的,氨基氮仅占麦汁,氨基氮的10,15%，使麦汁中高分子蛋白质分解产物所占比例上升。,湖北啤酒学校,.,程康 二零一一年四月,5)加强糖化时蛋白质分解,在,45-50,休止时间长,分步蛋白质休止,47-50-53,37,投料温度，,浓醪蛋白质休止，,醪液,pH5.2，,添加酶制剂，与好的麦芽混合使用,使用,VZ45,大于,38%,、溶解好的麦芽,麦芽粉碎效果好,减少氧负荷,湖北啤酒学校,.,程康 二零一一年四月,4、糖化时限制蛋白质分解措施,在45,55,休止时间短。,投料温度高,至少大于55, 放弃45,-,55,蛋白质休止,5,、影响麦汁中,FAN,含量的因素,(l),麦芽质量,:,60,来自制麦过程,麦汁中,FAN,25来自蛋白质休止,15来自糖化休止时,Pr,分解,湖北啤酒学校,.,程康 二零一一年四月,6影响麦汁中,FAN,含量的因素,麦芽蛋白质溶解度 过度 良好 不足,蛋白质休止5030分,（,mg/100ml,） 35.4,22.0 19.5,湖北啤酒学校,.,程康 二零一一年四月,50休止时间 0 30 60 120,总氮,mg/100ml 78.6 86.2 89.6 96.9,硫酸镁氮,mg/100ml,17.9 19.0 19.2 19.6,硫酸镁氮/总氮,%,22.8 22.1 21.4 20.2,可凝固性氮,mg/100ml,1.7 2.1 2.2 2.3,5030分钟 48/50/52 各10分钟,总氮,mg/100ml,104.5 108.2,甲醛氮,mg/100ml,34.0 36.2,FAN mg/100ml 22.7 24.5,甲醛氮/总氮,%,32.5 33.5,湖北啤酒学校,.,程康 二零一一年四月,50/65/77 35-50/65/77 35/65/77 35/50/65-77,麦汁总氮,mg/100ml,100 105 97 102,高分子氮,mg/100ml,21.7 22.2 21.4 21.3,高分子氮占总氮的百%,21.7 21.1 21.4 21.3,甲醛氮,29.2 36.3 33.4 34.5,湖北啤酒学校,.,程康 二零一一年四月,糖化醪,pH 5.73 5.51 5.40 5.20,甲醛氮,mg/100m l27.9 33.3 35.1 37.5,FANmg/100ml 18.7 19.6 20.8 22.0,高分子氮,mg/100ml,25.8 25.1 27.5 27.9,总氮,mg/100ml,101.1 102.5 111.1 119.2,醪液,pH,：糖化时起分解蛋白质作用的酶是内肽酶，羧肽酶，最适,pH,值为5.05.2，在蛋白质休止时选择相对较低的醪液,pH，,有利于蛋白质分解，可提高麦汁中的,-,氨基氮含量。,湖北啤酒学校,.,程康 二零一一年四月,醪液浓度 1:25 1:4,休止温 50 60 50 60,总氮,mg/100ml709 652 678 647,FANmg/100ml 151 131 148 131,FAN,占总氮,%,21.3 20.2 21.8 20,浓醪可提高蛋白质分解酶的耐温性、醪液,pH,值相对低些，改进蛋白质分解效果，使总氮，,FAN,呈上升趋势。,如果使用蛋白质溶解差、,FAN,含量低的麦芽、辅料比例高，可添加复合酶和蛋白质分解酶促进蛋白质分解或添加酵母营养物，酵母自溶液，提高麦汁中,FAN,含量,湖北啤酒学校,.,程康 二零一一年四月,3,、半纤维素分解,1,）意义,半纤维素的特点,：,半纤维素构成大麦胚乳淀粉细胞的细胞壁、粘度高；制麦时半纤维素分解好坏，直接影响以下过程：,影响麦芽粉碎；溶解差的麦芽，粉碎物中粗粒比例高，麦皮中附着的胚乳比较多。,影响淀粉水解效果，导致淀粉水解不彻底,麦汁,EV,低,I,2,值高。,导致麦汁过滤时间延长，洗糟麦汁收得率低，糖化收得率低，日糖化锅次下降，并影响麦汁质量,影响酒液澄清、啤酒可滤性下降，啤过滤周期缩短，耗土增加，过滤效果差；,湖北啤酒学校,.,程康 二零一一年四月,葡聚糖直接影响：,啤酒泡持性、醇厚性、啤酒非生物稳定性,总结：半纤维物质分解不好，会影响酿造过程、设备利用率、啤酒生产成本，啤酒质量；,目标：,12%定型麦汁,-,葡聚糖含量15,0-,200,mg/L,12%,定型麦汁粘度1.,6,2.2,MPas,湖北啤酒学校,.,程康 二零一一年四月,2,）制麦时的半纤维素分解,粗细粉差,4,1 1.4,葡聚糖,mg/100g,干物质） 948 174,粗细粉差 1.1 2.0 3.8,内-,-,葡萄糖酶（,CP） 0.343 0.315 0.096,50度投料,-G,含量 33 82 595,溶解良好麦芽 溶解差麦芽,不溶性半纤维素 少 多,麦胶物质 少 多,中低,-G,数量 多 少,-G,酶活力 高 低,湖北啤酒学校,.,程康 二零一一年四月,3,）半纤维素分解酶,酶的性质 性质,PH,温度 失活温度 分解产物,内-,1.4G,酶 内酶 4.5-4.8 4045 55 低分子的,-G,内-,1.3G,酶 内酶 4.5/5,.5 60,70 低分子的,-G,溶解酶酶 脂酶 6.6/7.0 62 73 高分子,-G,半纤维素分解发生在制麦和糖化过程，在制麦时半纤维素分解占总的半纤维素分解量的90%，,湖北啤酒学校,.,程康 二零一一年四月,3,）糖化过程中半纤维素分解,（1）,溶解好的麦芽含有较少不溶性半纤维素、高分子麦胶物质，制麦时半纤维素已进行了很好分解，即使在糖化时不加强半纤维素分解，麦汁中,葡糖含量低 。,（2）,溶解差的麦芽含有较多不溶性半纤维素及高分子麦胶物质，制麦时半纤维素分解效果差，即使在糖化时加强半纤维素的分解，麦汁中的,葡聚糖含量高。原因：,葡聚糖酶耐温性差，当不溶性半纤维素在较高温下溶出，,葡聚糖酶 活力大大下降，无法将溶出的半纤维素分解为粘度低的分解产物，麦汁粘度高。,湖北啤酒学校,.,程康 二零一一年四月,4,）糖化时加强半纤维素分解措施,（1）,与溶解好的麦芽混合，减少原料带入不溶性半纤维素，又提高醪液中,-,葡聚糖酶活力，可减低麦汁中的,葡聚糖数量。,（,2),对溶解较差麦芽，37投料有利于酶的溶出活化以及耐温性提高，一定程度上有利于,葡聚糖分解，改善效果有限，难以达到理想状态。,溶解差的麦芽 溶解好的麦芽,35 1200,mg/l 200mg/l,50 1240mg/l 215mg/l,62 1330mg/l 233mg/l,糖化因素 5 7,湖北啤酒学校,.,程康 二零一一年四月,5,）糖化时加强半纤维素分解措施,采用煮出糖化法，分出醪液在50、65休止，有利于不溶性,葡聚糖释放，醪液混合后在50左右休止，可改善半纤维素的分解。,37-55休止20-30分钟,浓醪、醪液的,pH,低，,与好的麦芽混合；,添加耐高温的,葡聚糖酶；,湖北啤酒学校,.,程康 二零一一年四月,适当添加,葡聚糖酶，可改善半纤维素分解，特别添加耐温,葡聚糖酶，改善半纤维素分解的效果更好，并促进淀粉水解，淀粉水解彻底，提高麦汁最终发酵度及原料浸出率，降低醪液，麦汁的粘度，有利于麦汁过滤，可提高糖化收得率。,降低粘度，有利于酒液澄清、啤酒的过滤。,湖北啤酒学校,.,程康 二零一一年四月,戊聚糖,不合理的泵、管路设计、过快搅拌、离心，可能出现较强剪切力，导致小分子,葡聚糖分子之间形成氢键，使,葡聚糖逐渐变大，最终形成粘度很高的大分子物质,葡聚糖凝胶，降低啤酒可滤性。,葡聚糖凝胶的形成,4,、,磷酸盐分解,大麦中主要含有机磷酸盐,-,不溶性肌醇六磷酸，主要位于糊粉层，制麦时有机磷酸盐在酸式磷酸盐酶的作用下，会形成大量酸式磷酸盐，,游离出的无机磷酸盐是啤酒酵母的营养物质、能量物质,ATP,的重要组成部分，是麦芽、麦汁、啤酒中的重要缓冲物质之一，并使麦芽、麦汁,PH,值在酸性的范围内。,湖北啤酒学校,.,程康 二零一一年四月,伴随制麦时强烈的蛋白质溶解，游离出的酸式磷酸盐多，麦芽的,pH,值低。尽管很多谷物原料中也含有磷酸盐，但由于没有发芽过程，作为辅料的谷物中磷酸盐是不溶性的有机磷酸盐，很少进入到醪液、麦汁中。,磷酸盐酶,:,最适温度,50-53,最适,pH,值,4.5,5.0,失活温度,70,湖北啤酒学校,.,程康 二零一一年四月,5,、糖化与啤酒风味稳定性,1,）生产口味好、风味稳定性好的啤酒，不仅在啤酒生产后期避免吸氧，冷麦汁通风适当供氧，而且在麦汁生产中应注意：,生产高质量麦汁，使啤酒酵母在繁殖、主酵、还原双乙酰、低温贮酒期间，能形成有利于啤酒口味的代谢产物，尽可能避免啤酒酵母的自溶，减少脂肪酸等分泌、减少对啤酒口味，口味稳定性、泡持性、非生物稳定性的负面影响。,减少导致啤酒口味发生老化的前驱物质脂肪、脂肪酸脂进入麦汁中；,湖北啤酒学校,.,程康 二零一一年四月,在部分醪液煮沸时、麦汁预热、煮沸以及麦汁处理时形成的羰基化合物少。,减少醪液、高温麦汁的氧化，可提高麦汁还原能力，有利于啤酒色度浅，使啤酒具有良好的还原能力，有利于啤酒苦味质量，口味，口味稳定性。,使纯生啤酒的泡沫稳定性好,使淡爽性啤酒的口味不太淡薄、有一定的醇厚性、泡沫好,使啤酒苦味质量好、无后苦味，无粗糙的苦味,湖北啤酒学校,.,程康 二零一一年四月,2,）导致啤酒风味稳定性差的原因,由于在啤酒生产过程中以及在啤酒贮存时会发生一系列氧化还原反应、最后形成羰基化合物，导致啤酒出现老化味；,异律草酮的氧化降解,在类黑素作用下的高级醇的氧化,脂肪酸的酶促氧化和自氧化,高温下氨基酸的,stecker,降解,湖北啤酒学校,.,程康 二零一一年四月,3,）脂肪酸,（,1,）脂肪酸对啤酒质量的影响,成品啤酒中脂肪酸过高，会导致口味不干 净，影响啤酒泡持性。脂肪酸氧化产物影响啤酒口味稳定性。,（,2,）啤酒中的脂肪酸主要来源,发酵时酵母的自溶和麦汁中的脂肪酸，,（,3,）降低麦汁中脂肪酸含量的措施；,麦芽、酒花、辅料 所带入脂肪酸少；,湖北啤酒学校,.,程康 二零一一年四月,大麦中含有,1.5,2.5,脂肪，在发芽时会活化、形成脂肪酶、脂肪酸氧化酶，在麦芽贮存时，麦汁生产中脂肪、脂肪酸的酶促氧化、自氧化会影响啤酒的口味，口味稳定性。,所以关键要求麦芽的脂肪酸氧化酶活力低，而麦芽的脂肪酸氧化酶活力低，必须保证绿麦芽干燥时的焙焦强度适当，使麦芽的发芽率,10%,。麦芽的叶芽在糖化、过滤时浸出的脂肪酸多,湖北啤酒学校,.,程康 二零一一年四月,辅料：,玉米应最好除胚处理，选择脂肪含量越低的玉米越好,大米选择精米且陈谷新米，大米中的脂肪、脂肪酸随贮存时间长而变化，并影响麦汁中不饱和脂肪酸的数量，影响啤酒口味，口味稳定性。,酒花：老化的酒花含有的脂肪酸多,.,湖北啤酒学校,.,程康 二零一一年四月,麦汁生产时尽可能脂肪酸与麦汁分开：,保证过滤麦汁清亮，固形物含量少。,热凝固物彻底分离，小于,25-50 mg/L 25mg/L,）,适当的冷凝固物排出；,50-100mg/L,；,最适,pH,最适温度（）,失活温度（）,脂肪酶,6.8,35-40,60,脂肪酸氧化酶,6.5,40,70,多酚氧化酶,-,60-65,80,过氢氧化酶,-,40-50,65,湖北啤酒学校,.,程康 二零一一年四月,（,1,）麦汁生产中减少醪液、麦汁吸氧及氧化意义,提高麦汁的还原能力，,减少老化的前驱物质的形成,有利于啤酒的风味稳定性,降低色度,改善啤酒的苦味质量,4,）啤酒生产中减少醪液、麦汁高温氧化,湖北啤酒学校,.,程康 二零一一年四月,（,2,）减少醪液、麦汁高温氧化的措施,选择焙焦强度充足的麦芽，可降低麦芽中的多酚氧化酶，过氧氢酶、脂肪酸氧化酶的活力，可大大降低麦芽贮藏时，麦汁生产过程中的氧化。,投料：湿法粉碎时，依据液位高度迅速泵走醪液，从底部进入糖化锅。,干、增法粉碎：配有合理的料水混合器，下料口在液面之下，并根据液面高度，浓度确定合理搅拌速度或者底部进入锅内。粉碎后的麦芽贮藏的时间短。,湖北啤酒学校,.,程康 二零一一年四月,搅拌：在升温时、合醪、倒醪等糖化过程中合理采用快搅，慢搅，适当采用筷搅，在糖化休止时采用间歇搅拌，可减少从麦皮中浸析的多酚物质，减少吸氧。,麦汁生产设备（糖化锅、过滤糟、煮沸锅 等）采用密封式设备，同时要求输送泵的密封性能好。投料用水、洗糟用水采用脱氧水或二氧化碳保护。,湖北啤酒学校,.,程康 二零一一年四月,在保证糖化时主要物质分解以及满足麦汁过滤、麦汁煮沸、热凝固物除去工艺要求的前提下，麦汁生产的周期缩短，可减少醪液、麦汁的氧化。,醪液、麦汁底部进入糖化锅、过滤槽采用如下结构，使醪液底部出，底部进入，减少醪液吸氧 。麦汁低速进入回旋沉淀槽，或采用外加热煮沸锅。既减少打麦汁的时间，又减少热麦汁的吸氧。,自动的麦汁过程控制,;,在线的麦汁浓度测定，自动的酒花添加系统。,湖北啤酒学校,.,程康 二零一一年四月,5,）多酚物质（,1,）酿造意义,啤酒,质量：成品啤酒中的多酚物质是属于形成,混浊的,潜在物质,，但多酚物质具有还原性，啤酒中应含有适当的多酚物质：全,麦啤酒,150mg/L,；辅料啤酒,100mg/L,如果啤酒中含过多的多酚物质，特别是高聚合度多酚，会影响啤酒色度，苦味质量，啤酒非生物稳定性。在啤酒过滤时采用,pvpp,除去啤酒中多余的多酚物质，可提高啤酒非生物稳定性，降低啤酒色度，改善口味。,反之，如果啤酒中多酚物质过低，会影响啤酒口味、啤酒口味稳定性,。,湖北啤酒学校,.,程康 二零一一年四月,酿造,过程,：在,麦汁煮沸时多酚物质与高分子蛋白质分解产物反应，在低温下以冷凝固物形式析出，可降低麦汁高分子蛋白质分解产物，提高啤酒的非生物稳定性,。,大量实践证明：,来自保存良好的酒花中的多酚物质，在麦汁煮沸沉降蛋白质性质好于麦芽中的多酚物质。因此在糖化时要减少麦芽的多酚或高聚合度的多酚浸析，降低醪液 ，麦汁中多酚物质。,总结：多酚物质会影响啤酒口味、色度、泡沫、非生物稳定性、风味稳定性以及酿造过程。,湖北啤酒学校,.,程康 二零一一年四月,蛋白质,PVPP,湖北啤酒学校,.,程康 二零一一年四月,Protein,Gerbstoff,Affinitt,H,2,O,H,2,O,H,2,O,H,2,O,H,2,O,Solvatationswasser,湖北啤酒学校,.,程康 二零一一年四月,P-berschu,Gerbstoff-berschu,Gleichgewicht,湖北啤酒学校,.,程康 二零一一年四月,（,2,）减少麦芽多酚物质浸析的途径,选择,腹径大，皮薄的酿造麦芽，使麦皮所占比例,少多酚,物质少的,大麦；,在,不影响糖化、麦汁过滤、麦汁质量的前提下使用,较多辅料,（大米、,玉米；）,采用残余碱度低的酿造用水并适当调酸并降低,pH ,减少麦汁过滤时多酚物质的浸析,选择溶解好均匀、酶活力高麦芽，稀醪糖化，性能好麦汁过滤设备 使糖化时间、麦汁过滤时间尽可能短，减少麦皮与醪液、麦汁接触时间。,湖北啤酒学校,.,程康 二零一一年四月,采用酶,法液化大米或玉米，与采用麦芽相比，则多酚物质浸析,少；,麦皮分离糖化法,:,前提是胚乳与麦皮分离彻底，麦皮上附着胚乳少；,过滤麦汁中含有的细小麦皮少；,酒花中的多酚残留少；,生产低浓度啤酒。,湖北啤酒学校,.,程康 二零一一年四月,湖北啤酒学校,.,程康 二零一一年四月,