啤酒辅料膨化工艺的研究进展

6· 1999年铕 4期 6一了 《食品工业》 酿酒工业特辑／啤酒I业 香，口味纯正无异昧 ，爽口秉和。 5．2 理化指标 酒精(w／w)≥3 4％；原麦汁浓度(w／w)≥11％{色 度(EBc)44～46；总酸(10&~d黑啤需1N碱 ml数)≤ 2 6；总二氧化碳(w／w)≥o 4％；双乙酰( ／1)≤0 14。 5．3 卫生指标 细菌总数(个／m1)≤50 大肠菌群(个／100m1)≤3 6． 讨 论 6．I 在酿造黑啤时，是否可以使用大米等辅料来部分 取代麦芽 ．目前一些酿酒专业人士对此有不同的看法。 柯人认为使用辅料会增大着色麦芽的用量而给成品黑 啤带来不良苦昧和焦粘味。怛生产的实践表明：只要着 色麦芽的制造方法得当，糖化措施合理，使用不超过原 料20％量的大米等辅料 ，可以生产出比较满意的黑色 啤酒产品。这种使用好处主要体现在以下二个方面：第 一 ，大米中的多酚物质含量较麦芽为低．能衬托出成品 黑啤的酒花香味．非生物稳定性良好；第二，大米的淀 粉含量远高于麦芽，可以提高麦汁的浸出物含量，而且 大米价格远低于麦芽．这样可以降低黑啤的生产成本． 提高企业的经济效益。 6．2 焦糖麦芽、黑色麦芽在制造过程中固高媪将其内 的各种酶几乎全部破坏．胚乳带硬粒，琏粉红胞不易 破裂，渗透作用受到阻碍，从而导致麦芽醪液难以进行 正常的糖化 ．所以在麦汁制取过程中雨加 COI~ER- TAsE GAP复合酶．该产品是由蛋白酶 、n一淀粉酶 、 p一葡聚糖酶等组成 在麦汁制取时采用部分醪三敬 煮沸(包括辅料的糊化)．可以弥补着色麦芽溶解不良 的缺陷，有利于淡色麦芽，浓色麦芽内部酶以及外加酶 能在相应的适温下有充裕的时间产生良好的分解效 果。 6 3 酿制黑色啤酒．由于使用着色麦芽．回收的酵母 因细胞组织残留的焦糖不能消失而滞留积累，再用以 接种，将影响正常发酵，固此，一般不宜再作种酵母。 6．4 影响黑啤非生物稳定性的因素是多方面的，但其 中最重要的因素就是黑啤中所台的多酚类物质同可溶 性大分子蛋白质络合形成沉睫析出．目l起啤酒非生物 浑浊．使黑啤的稳定性迪到破坏。而加人高纯度的五倍 子单宁，可以有选择性地与黑啤 中的大分子蛋白质结 合．生成不藩于水的复台物．形成絮状沉淀而析出，从 而延长了黑啤的保质期．但这种单宁对黑啤中的中、小 分子蛋白质几乎不产生作用．因此对黑啤中的营养成 分没有消}噩的影响，不会破坏黑啤的咆持性。此外，黑 啤中的类黑精能催化乙醇为乙醛，从而使黑啤产生不 愉快的刺徽昧，而加入的五倍子单宁能够降低类黑精 的含量，这不但免除了类黑精本身给黑啤带来的苦涩 味 ．而且也有效地防止了由后期产生的乙醛给黑啤带 来的刺激味。单宁使用时应预先用少量啤酒被溶解后 再加入到待处理的黑lI卑中 ，以提高其处理效果 。回 TS 2 外 ；嚎一 漕 辅 料 鼍 一 譬 。 ：。 一 0 ： 膨 化 工 艺 的 研 究 进 展 东北农业走学食品学院(150030) 孟 阳 申德起 √ 丽娟 - _ — — — — 一 摘 要 利用挤压膨化代替蒸煮来处理啤酒辅料 ，是啤酒 酿造的一项新技术．它具有原料利用率高、能耗低 、发 酵速度幔等恍，最．但在糖化、过滤等方面还存在一些亟 待解决的问题 。本文对国内外在此方面的研究进展做 了全面综述。 ^ 关键词 塑型化些塑熊 墼出 睁 目前否面穗努孑 _磊 -者 至至过蒸煮等 }圭谴 其实现糊化 ，这种方法具有能耗高等缺点⋯．多年来 ． 人们一直在寻找辅料处理的新方法。8O年代初．Fi本 学者提出利用挤压膨化工艺代替蒸煮工艺来处理辅料 ．之后，各国学者对此展开了广泛研究 -JS]。研究表 明，挤压嘭化辅料 (EI【州1ed Adjunct)在啤挡酿造中有 广阔的应用前景 ，但也存在一些亟待解决的{Ijj翘 ，本文 将对此做全面综述。 1． 糖化及麦汁 1．1 糖化与麦汁过滤 在糖化时，采用挤压膨化代替辅料蒸煮 ．倥工艺过 程大为简化，在国内外学者的研究中，对挤压嘭化 辅料的糖化大多采用了浸出糖化法进行操作 (挤压膨 化辅料与麦芽粉一井加入)。 I，I，I 存在问题 前苏联学者 ’以膨化大麦为辅料 ．采HJ是出社和 一 次煮出法制备麦汁时发现，使用膨化大麦时麦芽醚 的 化时间较对照延长．且麦芽醪的过雄也变得缓慢， 维普资讯 http://www.cqvip.com 酿酒工业特辑／啤酒I业 《食品工业》 l999年第4期 -7 膨化大麦用量增加时，这一变化更为明显。 Delc啪 等人0 为改善挤压膨化辅料的糖化与过滤 速度，在糖化时加入酶制剂 (最大用量为正常用量的2 倍)，糖化与过滤速度均有提高，但与对照相比，仍很不 理想 埴得一提的是，DeJeer在报告中指出，在各种不 同挤压嘭化辅料的糖化试验中，均未观察到糖化的终 点 。 其他学者的研究报告也对这一问题给予了关注。 对挤压膨化辅料在糖化与麦汁过稳中出现的问 题，人们从不同的角度进行了解释。 Delccur口 在研究中发现，挤压嘭化辅料在糖化前 进行预煮，对糖化与过滤特性的改善优于加酶，故认为 挤压膨化辅料中生淀粉颗粒的存在是导致这一问题的 一 个原因 但Delcm 同时指出，即使采用预煮工艺，糖 化与过l穗问题仍不能根本解决，因而认为这一问题不 能只归于淀粉分子的不完全糊化。他提出，直链淀粉 与9目类物质在挤压过程中形成复台物是导致这一问翘 的主要原因。这种复台物十分稳定，难以实现栅化，且 酶无法对其进行 分作用“ -13] ’ 前苏联学者 对包含20％一30％挤压嘭化大麦的 糖化醪的过滤进行了研究 并以复式提出法制的全麦 糖化醪做对照，结果挤压膨化辅料麦糟中皮壳 、粗拉和 细粒较对照减少 ，而粉末含量增加到 55 2％ 一 62 4％，其中细粉末含量增加到 19．I％一24．7％。这种 囡挤压瞄化而导致的麦糟滤层结构的变化是其过滤困 难的主要原因。这份报告还认为，挤压膨化辅料麦汁 粘度的提高并非是过螅困难的主要原因，f ]在试验 中通过使用酶制剂降低了挤压嘭化辅料麦汁的牯度， 但过旃特性改善不大。Dale的试验结果 ‘也证实了这 一 点。 1．1_2 解决的办法 国内外学者在解决挤压嘭化辅料糖化与过l穗方面 所做的努力主要集中于以下两方面： 第～，寻找制备挤压膨化辅料的最佳工艺参效 Dales‘在试验中用 70％麦芽与30％挤压膨化的黍 米配台，以 l∞％麦芽做对照，通过浸出法进行橹f七试 验。结果表明，在 175~C条件下所得的挤压膨化黍米， 于其他温度条件下所得的样 品。而且当该辅料用量为 10％时，其糖化与过滤特性 与对照相差无几。申穗超 以40％未脱胚玉米大碴子 膨化物为辅料，用浸出法进行糖化，以 30％未嘭化大 米为辅料，用复式浸出珐进行糖化，所制样品为对照， 以挤压温度、进料水分、螺杆转速等为考查因素，得出 最优参数 该条件下所得样品的过滤特性及麦汁主要 指标优于对照。 第二，改进挤压机结掏参数 前苏联学者 对挤压机出口模板的结构参数进行 了改进，之后，所制挤压膨化辅料的麦芽露糖化良好， 过滤遮度大大提高。包含20％膨化大麦的麦糟中，柑 状物含量降至 38％ ～40％。 申德超 对模口尺寸的选择也进行了研究。 挤压嘭化辅料对不同糖化方珐的适应性问题需要 进一步探讨。另外 谤领域大部分的研兜{展告部是在 单螺杆挤压机上获得的，这可能与双螺杆挤压机目前 生产能力不大有关。 1．2 麦汁成分 1．2．1 挤压膨化辅料麦汁与蒸煮工艺麦汁的对比 前苏联学者 利用挤压膨化辅料制取麦汁的分析 结果见表 l。 可见，以大麦为辅料，采用膨itI艺与蒸煮工艺相 对比 所制麦汁组分无大的变化，只是 p一葡疑铋和多 酚增加较多，这也是麦芽醪过滤慢的一个原因。另外， 用挤压膨化辅料制取麦汁的浸出物得率较对照有提 高，但用量增加时 ，得率却有下降，对这一点，下面还将 谈到。 裹 1 挤压膨化辅料麦汁主要指标 时熙辑品 试验样品 指标 25％太麦 20％太麦 25％太麦 斟}太麦 唐化特 占If化物 色度(O．1N唾液 ／|O~1) 0．引 O 84 O 85 0 82 醢度(】 aO 】∞ 】 1 5I 】52 I 6。 I 6。 粘度 厘泊) 1 73 1 80 I g9 I 93 8一番末糖(m ) 450 5 439 3 980．9 1伽 8 总氯(哪 10 d) 4 】∞ 3 】10 2 89 6 毒}(m ) I拈．5 177．6 2晒 3 235．3 氨态氯(哪 10 d) 20．5 19 7 19 2 20 7 浸出轴顿失(％) 2 27 3．94 2 03 3 I9 申德超⋯以 40％不脱胚 玉米大碴子嘭化物为辅 料，浸出法制取麦汁，以 30％大米复式浸出法制取麦 汁为对照。结果见表 2 可见，样品与对照各项指标相近；该报告盼另一项 试验结果还表明，以玉米为辅料，在相同的添加量条件 下，挤压膨化工艺较蒸煮工艺所制麦汁，浸出物得率高 出 6一10个百分点。 襄 2 麦汁检测结果 样品 对 照 浓度 ％ 12．38 12 03 指 色度EBC 9．57 10．56 总馥 lNNa0H ／10嘶d 1 55 I 65 标 麦芽糖g／lO嘶d 9 70 9 12 糖与非糖比 1：0．34 1：0 38 l_2．2 挤压膨化辅料的制取参数与糖化时挤压瞄化 辅料用量对麦汁的影响 Dale⋯以不同温度条件下所 制得的大麦膨 化物 为 辅料，利用浸出糖化法研究了挤压温度及挤压膨化辅 维普资讯 http://www.cqvip.com 8·1999年第4蚶 《食品工业》 酿酒工业特辑／啤 I业 料用量对麦汁质量的影响，结果见表 3 可见，随着挤压温度的提高 浸出物得率提高 ．其 他指标变化不大。随挤压膨化辅料用量提高．麦汁粘 度提高，总氯和氨态氮浓鏖下降．同时l陧出物得率也有 所下降。 表 3 挤压温度与挤压膨化辅料用量对麦汁质量 的影响 表 4 啤酒品质分析 指 标 样 品 对照 指标 样 品 对照 粘度(cP) 1 43 1 47 氨盎氮(,ngA) 32 78 色度(EBC) 4 4 苦昧lB U ) 22 24 口H(20 ) 4．0 4．0 泡沫穗定性(s) 89 98 总氮(mE／1) 365 6O6 用量 粘度 总氮 氧 志氢 }B重 浸 出物 色度 ％ d mg／I mg／I 得率 EBC pH 0 1．s2 638 123 1033 66 314 3 5 5 110oC l0 l，56 577 l22 1032 08 300 3 5 7 挤 压 20 1 68 529 97 1∞2 49 304 3 5．7 30 1 83 462 9l 103l 68 296 4 5．7 犬麦 40 2 01 422 89 1031 26 292 4 5 7 50 2．20 365 77 1030．72 289 4 5 8 0 1．53 635 125 1033．73 3l5 3 5．7 130℃ 10 1 62 574 124 1032 8o 307 3 5 7 挤 压 20 1 73 515 109 1032 80 307 4 5 7 30 1 91 412 100 1032 68 305 4 5．7 犬麦 40 2 16 410 87 1032 57 304 4 5 ． 7 50 2 44 384 76 1032 37 302 4 5．8 0 l 53 644 122 lo33 80 3I5 3 5 7 150℃ 10 1 68 557 104 1033．47 317 3 5 6 挤 压 20 1．75 487 91 1033 25 3l0 4 5 6 30 1 86 480 93 1033 29 3l2 4 5，7 戈麦 40 2 09 434 79 1∞2 88 307 4 5．7 50 2 32 3 82 71 1033 21 311 4 5．7 *计算方法见文献l】 1．2．3 4取挤压嘭化辅料的原料种类对麦汁的影响 Dale 以黍米和小麦为辅料．制取挤压膨化辅料 进行糖化试验，结果发现．浸出物得率髓挤压膨化辅料 用量增加变化不大．且与复式l埕出法所制全麦麦汁相 差不大，这与大麦挤压膨化辅料的试验结果形成了鲜 明的对比．Briggs⋯等人也得到了类似的结论。他们认 为 ，这是由于挤 压大麦的皮壳对浸出液发有贡献而导 致的。 De1co l3 以玉米淀粉和黍米为辅料制取挤压膨化 辅料和相应麦汁．结果玉米淀粉相应麦汁中浸出物得 率高；Briggs⋯也通过试验认为——淀粉含量高聍物料 经挤压后．所制麦汁的浸出物得率也高。 2． 发酵及啤酒质量 2．1 发酵遮度 挤压嘭化辅料所制麦汁与辅料蒸煮工艺相比．均 具有明显较快的发酵速度，国内外学者的试验报告均 证实了这一点 。 2．2 啤酒品质 Dale 以 30％黍米膨化物为辅料，糖化采用浸出 法，所制啤酒指标见表 4；并以复式浸出法所制垒麦啤 样品与对照相比 ．总瓤与量悉 氯显著降低 ，其他指标相差不大 值 得注意的是，其味淡．巨泡沫稳定性 { 差。 利用挤压膨化辅料所 4啤酒的 风味问题引起了人们的关注。火多 数研究报告认为．挤压膨化辅科所 制啤疆完全可为人接受，而其风味 与普通啤酒确有差异。 DeleourIx)利用 50％挤压黍米所 制啤酒具有类似 “咖啡”、“焦糊 的 呋道；10％挤压大麦所制啤酒也有 类似味道 ；而 50％挤压玉米淀粉所 制啤酒却没有任何不好的味道。 Delcour认为这是因为黍米和大麦中 的含氪物质在挤压过程中生成一种 叫“Alkylpyrazlnes”的物质 利用挤压膨化辅料所制啤酒的 风味及其形成原因有待进一步研 究 ，同时对挤压膨化辅料的发酵过 程及特性的研究也需进一步搽人 3． 结 论 啤酒辅料挤压膨化技术具有广]词的应用前景。与 蒸煮工艺相比，其原 ’I-~'J甩率高．能耗低．发酵建度快． 风味特别。挤压膨化辅料在糖化过程中遇到的问题是 可以解决的。对挤压嘭化辅料在啤疆酿造中的许多细 节问题还有待人们进一步探讨。 参考文献 【1】章克昌主编，酒精与蒸馏酒工艺学，中国轻工业出 版社 ．1995 【2]王秀道泽．膨化原料在啤酒酿造中的应用，食品与 发酵工业 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泵人沉淀槽，利用热麦汁灭菌；另一方法是热麦汁玲却 输送管道中混台。总的讲．回收稻均应进行灭菌处理， 不允许直接兑人清酒中。 孟领纲 王志坚 为 r减少回收酒操作过程污染 应做好以下几项 工作 - ①凡瓶装啤酒瓶外部应冲冼干净； ②收集次糟的容器容积不宜 大，以 50～60HI为 宜 。 ③回收酒进回收罐前应过德处理 ； ④回收时应在低堀洁净的环境中完成； ⑤回收酒所用容器、设备、管道应定期消毒与灭 菌。 2． 添加麦汁的质量要求 尽前 ，回收糟处理主耍有两种途径。一是添加新 鲜麦汁，二是添加高泡稻。本文仅就添加麦汁再发酵 工艺谈一点看法。 在叵收碴中酵母所需的营养物质已基本耗尽．加 之酒精、二氧化碳在回收过程中的损失很大 ，含氧量增 高，使酒液酒体、风昧受到严重影响。当新制备的麦汁 加入回收酒后，原有的麦汁成分如 n一氨基氮、可发酵 糖等均发生变化。如果控制不当，势必影响酵母发酵 与代谢，特别是双乙酰发酵度。所以，制备的新自 麦汁 必须达至0一定质量标准。内控标准如下：n一氨基氟≥ 20~ng／L，不低于 180mg／L；氧含量 8mg／L 可发酵糖 lOC1~ 。这就要求提高糖化质量，改善糖化效果 糖 化时采取低媪下料 ，阶段升温 的糖化方法 ：即 35～ 38℃下料 ，45—50℃蛋白休止 ，63／65~ 68／70℃两段 糖化方法，以提高麦汁中n一氨基氮、可发酵糖含量， 降低非糖比例．达到应有发酵度。蛋白分解时媪度原 则上不高于 48℃，时间不少于 60min。必要时添加蛋白 酶制 剂，使麦汁中 a一氨基氮含量达到 2oo,~／ L左 右。 若需制备高浓度 【)14％)麦汁时 ，应尽量在麦汁 煮沸结束时舔加糖或糖浆．以减少埕出物损失，克q匣麦 汁过旋困难等问题 ； ；； ；{ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ 一 ⋯ i _L ；； ； ；； ；=；⋯ ⋯ ：- ‘ ，⋯ ，·- = ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ～ 1⋯ ⋯ 1 ⋯ ： ： ：!{ E ． Vo1．93：496 I 8]s M Fc*s，ere．Journal ofthe Science of Food and ^ culture ，1986，Vo1．37：991 [9】申德超，‘膨化啤酒辅料新工艺与设备的研制)鉴定 材料，黑龙江省科委 1997 l1O]申德超 ，膨化玉米作啤魑辅料的可行性试验研究， 农业工程学报 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