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第二章麦芽
麦芽是酿造啤酒的主要原料,麦芽的成分和质量对啤酒的色、香、味、泡沫、原料收得率以及稳定性都有根本性的影响。
通常情况下100公斤大麦可制成80公斤麦芽。
以下图2.1、图2.2、图2.3、图2.4直观地展现了大麦、带根麦芽、成品麦芽及粉碎麦芽的具体形态。
图2.1图2.3
图2.2图2.4
第一节麦芽的主要理化指标及意义
一、麦芽的物理指标
1.千粒重
即指1000粒麦芽的重量。
一般麦芽的千粒重为29~38g。
麦芽溶解程度越大,千粒重越低,因而可以通过比较大麦和麦芽的千粒重来衡量麦芽的溶解程度。
如果麦芽颗粒饱满,千粒重却很低,则属于溶解过度;反之,如果麦芽颗粒较小,千粒重却很高,则属于溶解不良。
2.麦芽比重
麦芽的比重表明麦芽的松软程度。
麦芽质量越好,就越松软,比重也越小。
可以通过沉浮试验表明麦芽的比重情况,即取定量麦芽粒倒入水中,观察沉降情况:
沉降粒<10%,优良
沉降粒介于10~25%,良好
沉降粒介于25~50%,满意
沉降粒>50%,不佳
3.切断试验
切断试验是用来检查胚乳状态的,一般常分为粉状粒和玻璃质粒。
粉状粒指断面呈乳白色、不透明、切断疏松不平整的麦粒;玻璃质量粒指断面呈透明或半透明状、且有光泽的麦粒。
可以通过200粒麦芽胚乳断面情况进行分析评价,粉状粒愈多者愈佳,玻璃质量粒越多者越差。
计算玻璃质粒的方法是:
一个全玻璃质粒为1,半个玻璃质粒为1/2,尖端玻璃质粒为1/4。
计算其百分粒,指标规定如下:
玻璃质粒介于0~2.5%,优秀;
玻璃质粒介于2.6~5.0%,良好;
玻璃质粒介于5.1~7.5%,满意;
玻璃质粒介于7.5以上为不佳。
4.叶芽长度
叶芽长度也是评价麦芽溶解度的一种方法。
浅色麦芽:
叶芽长度为麦粒长度的2/3~3/4者占75%以上,说明该麦芽溶解良好。
浓色麦芽:
叶芽长度为麦粒长度的3/4~1者占75%以上,说明该麦芽溶解良好。
5.脆度试验
通过脆度仪来测定麦芽的脆度,以麦明麦芽的溶解程度。
其指标如下:
81~100%优秀
71~80%良好
65~70%满意
<65%不佳
二、化学指标
1.水分
浅色麦芽:
3.5~6.0%
深色麦芽:
2.0~5.0%
2.糖化时间(协定法麦汁)
在麦汁制备过程中,从70℃保温开始,每隔5分钟,用0.1N碘液检查一次糖化情况,直至糖化彻底无碘液反应为止,该段时间称为糖化时间。
优良的浅色麦芽,糖化时间为10~15min,
优良的深色麦芽,糖化时间为20~30min。
如果糖化时间过长,说明麦芽溶解不足,会导致浸出率下降。
如果糖化时间过短,说明麦芽溶解过度,也会导致浸出率下降。
3.过滤速度及透明度
溶解好的麦芽过滤速度快,麦汁澄清;
溶解差的麦芽过滤速度慢,麦汁浑浊。
4.色度
麦芽色度与其生产过程有关,发芽温度高,干燥;时间长,色泽深。
浅色麦芽2.0~5.7EBC
中等深色麦芽11~17EBC
深色麦芽17~27EBC
5.浸出率
表示麦芽经过糖化过程溶解成分的数量,数量越高,说明麦芽质量越好。
浅色麦芽的无水浸出率为:
78.5~83.5%
深色麦芽的无水浸出率为:
78.5~82%
6.粗细粉浸出率差
利用粗粉和细粉糖化浸出率的差值来评价麦芽胚乳的溶解情况。
麦芽粉碎机一般采用EBC粉碎机。
EBC粉碎机Ⅰ号筛粉碎的细粉(细粉占90%左右)与Ⅱ号筛粉碎的粗粉(细粉仅占25%左右)分别按协定糖化法进行糖化,计算其浸出率的差值。
评价如下:
浸出率差麦芽溶解度
<1.3%很完全
1.3~1.9%完全
2.0~2.6%正常
2.7~3.3%低
>3.3%很低
7.麦汁粘度
麦汁粘度可以反映出麦芽胚乳细胞壁半纤维素(β—葡聚糖)和麦胶物质的降解状况,因而也能表示麦芽的溶解程度。
根据麦汁粘度的大小,可预测麦汁和啤酒过滤的难易。
测定方法是将协定法麦汁的浓度调至8.6°P后进行测定。
粘度指标如下:
<1.53mPa·s优秀
1.53~1.61mPa·s良好
1.62~1.67mPa·s一般
>1.67mPa·s不佳
8.pH值
溶解良好和干燥温度高的麦芽,其协定法麦汁的pH值较低;溶解不足和干燥温度低的麦芽,其协定麦汁的pH值较高。
浅色麦芽协定法麦汁的pH值为5.55~6.05
浓色麦芽协定法麦汁的pH值为5.30~5.80
9.最终发酵度
用以检查可发酵浸出物和非可发酵浸出物的关系。
麦芽溶解越好,其最终发酵度越高。
一般来说,正常麦芽协定法麦汁的外观最终发酵度应为75~85%。
(1)发酵度
即麦汁中浸出物浓度下降的百分率,也就是被酵母消耗的部分与原麦汁浓度的比值,公式如下:
发酵度(%)=
E-E’
E
×100%
E——发酵前的麦汁浓度
E’——发酵后的麦汁浓度
(2)发酵度可分为真正发酵度、外观发酵度、最终发酵度
真正发酵度——是将麦汁中的酒精蒸出后,用水补充至原来体积,测其浓度,代入公式计算出的发酵度。
外观发酵度——生产现场用糖度表测其浓度,代入公式后计算出的发酵度,由于测外观发酵度,不去掉酒精和CO2,而这两种物质比重都小于水和麦汁,所以外观发酵度要比真正发酵度高,二者之间的关系为:
真正发酵度=外观发酵度×0.819
最终发酵度(又叫最大外观发酵度)——向协定法麦汁中加1%的强壮酵母,在25~30℃保温箱中使之发酵至不发生气泡、发酵液澄清为止,然后测其浓度,代入公式,计算出的发酵度。
10.蛋白质溶解度(又叫库尔巴哈值)
用麦芽协定法麦汁中可溶性氮与总氮之比的百分率来表示。
其值越高,说明蛋白质分解越完全,其指标如下:
>41%优
38~41%良好
35~38%满意
35%以下一般
11.甲醛氮
可用来检查麦芽中可溶性蛋白质的分解情况。
甲醛氮含量低,说明蛋白质溶解较差;
甲醛氮含量高,说明蛋白质溶解良好。
测定100g无水麦芽甲醛氮含量,指标如下:
>220mg,优
200~220mg,良好
180~200mg,满意
180mg以下,不佳
12.α—氨基氮
其含量多少反映麦芽中蛋白质的溶解度,也间接反映蛋白酶类的活性。
α—氨基氮主要供给酵母的生长繁殖,也构成啤酒的风味物质。
通常,麦芽中的α—氨基氮为每100g干麦芽120~160mg,具体指标如下:
>150mg优
130~150mg良好
120~135mg满意
<120mg不佳
13.哈同值
哈同值又叫四次糖化法,是指麦芽在20℃、45℃、65℃和80℃下,分别保温糖化1小时,求得四种麦汁的浸出率,然后与协定法麦汁浸出率之比的百分数,取其平均值,以此值减去58,所得差即为哈同值(VZ)
VZ20+VZ45+VZ65+VZ80
-58
4
哈同值=
VZ代表不同温度的浸出率与协定法麦汁浸出率之比的百分数。
利用哈同值,可以评价麦芽的酶活性和溶解情况,指标如下:
0~3.5溶解不良
4.0~4.5一般
5满意
5.5~6.5良好
6.5~10优秀
14.糖化力
100g无水麦芽在20℃、pH4.3条件下,分解可溶性淀粉30分钟,产生1g麦芽糖汁为1个糖化力(WK)。
指标如下:
浅色麦芽200~450WK
浓色麦芽100~250WK
三、麦芽的主要理化指标及意义
以上任何一种理化指标都不能做全面评价,进行综合评价较为可靠。
在实际生产中麦芽的主要理化指标及意义见表2.1。
11
2.1麦芽的主要理化指标及意义
项目
单位
浅色麦芽
深色麦芽
小麦麦芽
在实际生产中的意义
实际值
理论值
实际值
理论值
实际值
理论值
水分
%
3.5-6.0
<5.0
2.0-5.0
<3.5
3.5-6.0
<5.0
计算绝干麦芽
无水浸出率
%
78.5-83.5
>80.5
78.5-82.0
80.5
82.0-86.5
>83.5
涉及到糖化室收得率,啤酒产量,计算绝干麦芽
最终发酵度(外观)
%
76.5-83.0
81.0
63.0-78.0
>75.0
75.0-82.0
>79.5
麦汁质量,对酵母活性的影响,啤酒的口味
pH值
5.55-6.05
5.70-5.95
5.30-5.80
5.50-5.70
5.70-6.30
5.90
糖化时酶的活性,麦汁的缓冲性,硫化物的挥发
色度
EBC
2.0-5.7
比尔森型<2.5
贮藏啤酒<3.5
11.0-17.0
17.0-27.0
根据用途确定
2.5-6.5
根据用途确定
啤酒的色度,麦芽投料量
煮沸色度
EBC
3.0-7.0
<5.5
2.0-6.0
根据用途确定
3.5-8.0
根据用途确定
啤酒的色度,麦芽投料量
粗细粉差
%,EBC
0.5-3.5
1.2-2.2
0.5-4.5
1.2-2.2
0.5-3.5
1.2-2.2
细胞溶解度,收得率,对糖化过滤和啤酒过滤的影响
粘度
mPa·s
1.43-1.65
1.48-1.55
1.48-1.65
1.48-1.55
1.50-2.20
<1.75
对麦汁过滤和啤酒过滤的影响
脆度仪值
%
75.0-95.0
82.0-90.0
75.0-95.0
>82.0
无分析意义
麦芽溶解度
全玻璃粒
%
0.0-6.0
<2.0
0.0-6.0
<2.0
无分析意义
不能发芽的麦粒,β—葡聚糖
β—葡聚糖(绝干计)
mg/100g
100-700
<250
哈同45℃麦汁
不经常分析
无分析意义
对麦汁过滤和啤酒过滤的影响
全蛋白质
%
8.5-13.0
比尔森型<10.5
贮藏啤酒<11.5
8.5-13.0
<12.0
10.5-14.0
<12.5
糖化室收得率,细胞溶解度,啤酒的稳定性等
可溶性氮(绝干计)
mg/100g
580-800
相当于库尔巴哈值为38-42%
530-750
相当于库尔巴哈值为
650-950
<730
啤酒的泡沫及稳定性
库尔巴哈值
%
33.0-48.0
38.0-42.0
31.0-45.0
38.0-42.0
31.0-45.0
<36.0
蛋白质的溶解性
α—氨基氮(绝干计)
mg/100g
120-190
135-155
大约为20%的可溶性氮
110-170
135-155
85-150
>90
大约为17%的可溶性氮
酵母的营养,啤酒的泡沫和口味
哈同45℃
%
28.0-50.0
>35.0(36)
32.0-52.0
>35.0(36)
30.0-45.0
>35.0(36)
蛋白酶活力
α—淀粉酶
ASBC
25-80
>45
15-40
>30
25-65
>40
发酵速度,碘值,最终发酵度
糖化力
WK
200-450
>250
100-250
>150
200-450
>250
最终发酵度
DMS—前驱体
ppm
2.0-11.0
<7.0开口煮沸
无分析意义
无分析意义
麦芽中蛋白质的溶解,煮沸强度
第二节麦芽质量与啤酒质量的关系
图2.5麦芽与啤酒
在实际生产过程中,根据目前所掌握的经验,麦芽质量中所涉及的浸出率、粗细分差、糖化时间、过滤时间、色度、总氮、库尔巴哈值、煮沸麦汁色度等技术指标直接影响着啤酒的质量,现将麦芽的质量进行分述讨论。
一、浸出率
麦芽浸出率的多少取决于原大麦的品种,与它种植的年份和地点有关,与蛋白质含量也有一定的关系,优质麦芽浸出率通常规定在79.5~81%。
浸出率高低固然重要,不测定浸出率,就无须做麦芽分析。
从技术上看,浸出率低常常是因为蛋白质溶解不足。
蛋白质溶解度较高,浸出率也较高,浸出率的提高不意味着碳水化合物溶解的好,因此浸出率是一个重要的参数,细胞溶解的既好又均匀更为重要。
二、粗细粉差
粗细粉差表示大麦细胞壁的溶解程度。
粗细粉差小表示细胞壁溶解的好,有利于糖化麦汁的过滤和改善,粗细粉差影响到原料利用率以及麦汁和啤酒过滤速度,也影响到麦汁组成。
优质麦芽的粗细粉差<1.8%,利用粗细粉差低的麦芽可以提高啤酒的产量。
三、糖化时间
尽管糖化是α、β淀粉酶共同作用的结果,糖化时间仍可间接显示麦芽中α—淀粉酶的存在量。
如果麦芽的糖化时间超过10~15分钟,糖化会有困难。
溶解不好的麦芽会使糖化时间拖长。
适当提高浸麦度,实施低温长时间发芽,发芽后期提高麦层中二氧化碳浓度等有利于酶的生成与积累,提高酶的活力可以缩短糖化时间。
四、色度
色度在行标中作为一般指标,淡色麦芽色度要求2.5~3.5EBC,但随着淡色啤酒的流行,啤酒厂对麦芽色度的重视程度似乎已成为各项指标的首要因素,有些厂家要求麦芽色度越低越好,这与客观上大麦的底色和焙焦着色相违背,还有的厂家认为麦芽外观亮白,麦芽色度就浅。
我们对采集的小样分析,有些麦芽外观虽然亮白,但实测麦芽色度高达9.5EBC,对于色度,国内实验室检测设施不一,有EBC比色法,同一麦芽样品,在不同实验室可能有如下读数:
3.0、3.1、3.25、3.3、3.5EBC,其中3.0与3.5EBC可能由视觉误差造成,3.1、3.25、3.3EBC则是估计读数造成误差。
另外还有碘液比色法,操作误差较大,应予淘汰,所以应统一使用EBC色度计。
标色盘定期校正,建议逐步采用EBC数字显示计。
五、煮沸色度
煮沸色度行业标准要求甘油温度l08℃±2℃,根据我们试验很难保证如此精度,甘油温度一旦升上去,再降下来需很长时间,另外甘油上中下层温度相差较大,有的实验室采用了饱和食盐水作为恒温水浴,沸腾状态温度可达108℃±1℃,且各点温度一致,效果是可以的,但需统一起始温度。
煮沸色度与成品啤酒色度的相关性很好,由此对可溶性氮数值作逆向检查,通常规定浅色麦芽煮沸色度最高为7EBC,不同实验室测定值往往差异很大,说明这项测定要十分小心才能做好。
作为一般原则,不同批次的麦芽煮沸色度不能变化太大,否则会带来啤酒的色度差异太大。
六、总氮
为测定库尔巴哈指数,需要知道麦芽的蛋白质含量,蛋白质含量对啤酒产出量的影响众所周知,蛋白质含量越高,啤酒产出量越低,但蛋白质含量对啤酒质量的影响却要比人们设想的程度低得多,单看蛋白质含量,实际上范围相当大(10~12%)都没有影响,重要的是要与可溶性蛋白质一起评价,
七、可溶性氮
可溶性氮是衡量蛋白质溶解程度的重要指标,对麦汁品质有较大影响,一般以库尔巴哈指数表示,在一定程度上也反映了麦芽细胞壁溶解程度。
麦芽的可溶性氮既不能太高也不能太低,以650~750mg/L为宜。
如果数值低于这个范围,麦芽的蛋白质溶解度就太低了,虽然这对发酵和酵母繁殖没有影响,但会反映啤酒的香气类型,如会使乙醇含量升高,但如果可溶性氮的含量太高,其香气类型不会有什么变化,却对啤酒味道有影响,尤其是酒体会增厚。
使用未发芽谷物的作用,降低溶解蛋白含量,会使啤酒具有“干”的味道。
使用蛋白质溶解度低的麦芽也可以达到这种效果,也会使啤酒的酒体变窄。
糖化对蛋白质溶解有一半影响,因此麦芽的蛋白质显得特别重要。
八、库尔巴哈值(指数)
库尔巴哈指数是指可溶性氮与总氮的比值,用百分比表示,这个指数用于测定蛋白质降解,在考虑到总蛋白含量的同时,能很好地评价蛋白质的各种关系。
该指数通常规定为38~45%。
如果总蛋白偏离通常的10~l1%的含量范围,应更多注意的是可溶性氮而不是库尔巴哈值。
九、pH值
pH值表示麦芽的酸度,麦芽的pH值通常为5.90左右,当用含硫原料在加热炉直接加热时这个值会减至5.75。
pH值低使得协定糖化醪的大多数酶的活性提高,因此也得到较高的浸出率和较好的45℃哈同值,但蛋白溶解较多,现在普遍采用间接加热方式,pH值会在5.85~5.90之间,测pH值应注意:
(1)pH计每天使用前应进行校正,校正时的温度与使用时的温度相差不得超过l℃,由于许多实验室没有空调,冬季、夏季温差较大,pH值测试有较大误差。
(2)应该统一使用20℃恒温进行校正和测量,报出的pH值也应统一规定为20℃时的实测值,没有温度限定的pH值没有意义。
十、脆度
脆度反映了麦芽的溶解度和酿造性能,国际上一般要求在80%以上。
实验室测定时应定期检查辊距、筛网,定期进行实验室之间的对比试验,麦芽经过贮存运输,含有量不同以及皮壳厚薄不同,对检测结果有影响,所以商品麦芽的验收,应视品种水分进行同比验收,生产厂家的出炉麦芽脆度分析值可作为质量证明,
十一、粘度
麦芽汁的粘度与溶解度相关,粘度值超过1.60mPa·s表示细胞溶解较差。
粘度低于1.48mPa·s说明部分过分溶解。
十二、α—氨基氮
α—氨基氮指氨基酸类低分子氮类,α—氨基氮对麦汁组成、啤酒发酵有重要意义,是酵母发酵时所需的主要氮源。
影响麦芽中α—氨基氮含量的主要因素是大麦品质与特性、浸麦度、发芽温度时间、干燥前期时间长。
如浸麦度低,发芽前期温度过高,后期又过低;干燥前期温度高,升温过快,熔焦温度高,时间长等,都会减少麦芽中α—氨基氮含量。
十三、糖化力
糖化力行业标准QB—1686—93对糖化力提出明确的要求,并作为限定指数加以考核。
麦芽糖化力低是因为原大麦本身糖化力低,蛋白质含量低,发芽时间短,发芽温度低,干燥温度高、升温过快、焙焦温度高、时间长。
麦芽糖化力过高是因为干燥温度低,焙焦温度低、时间短、出炉水份高等。
这种麦芽缺乏香味,麦汁过滤困难,浑浊不清。
啤酒易发生浑浊沉淀。
麦芽是生产啤酒的主要原料。
高品质麦芽是生产高品位啤酒的物质保证。
如何生产出高质量麦芽是摆在酿酒科技工作者面前的一个课题,值得我们去不懈地努力探讨。
第三节麦芽的感官鉴定方法
一般情况下,我们可以从麦芽的外观、色泽和香味等方面综合进行鉴定。
详见表2.2。
表2.2
项目
感官鉴定
外观
麦芽应外观整齐、除根干净,不含杂草、谷粒、尘埃、枯芽、半粒、霉粒、损伤残缺粒等杂质。
色泽
麦芽应有一定的颜色及光泽,如浅色麦芽,与大麦一样应具淡黄色而有光泽;
深色麦芽,应呈琥珀色、深褐色且有光泽。
发霉的麦芽呈绿色、黑色或红斑色;含铁质的水也能影响麦芽色泽,使其发暗。
香味
麦芽应有特殊的香味,不应有霉味、潮湿味、酸味、焦苦及烟熏味等;麦芽香味与麦芽类型有关,浅色麦芽香味轻一些,深色麦芽香味浓一些;长期贮存或保管不善的麦芽会逐渐失去其固有的香味。
第四节麦芽的运输、保存和管理方法
一、麦芽的运输
1.一般认为麦芽运输前,至少需要贮存四周,然后轻微去皮、抛光,以提高糖化收得率。
至少需要贮存四周的原因在于:
(1)在制麦干燥过程中,操作不当产生的玻璃质麦芽,在贮存期间会发生变化,向好的方面转化;
(2)在贮存过程中,蛋白酶活力会有所提高,能够增进含氮物质溶解;
(3)在贮存过程中,麦芽酸度会有所提高,利于糖化;
(4)在贮存过程中,淀粉酶的活力会有所提高,增强了麦芽的糖化力;
(5)麦芽贮存吸水后,麦皮失去原来的脆性,粉碎时破而不碎,有利于麦汁过滤。
去皮、抛光的目的在于:
主要是除去麦芽表面的水锈或灰尘,保证麦粒的外表美观、口味纯正、收得率高。
去皮、抛光通过抛光机进行。
2.麦芽运输方式有:
散装运输和袋装运输。
其中散装运输如铁路运输、底卸卡车、搬运仓、卡车、半牵引车、气动运输卡车等;袋装运输更适于出口,但要注意轻拿轻放。
3.运输工具必须清洁、干燥,以防麦芽在运输过程中增加湿度,发生霉变、酸败。
4.运输时,用于包装的材料必须清洁无毒,并且不得与有毒、有害、有异味的物品混装、混运。
二、麦芽的保存及管理方法
1.保存麦芽的仓库,必须通风良好、清洁干燥;地面、墙壁应采用水泥或其它不透水材料建造;具有防蝇蚊虫、防鼠、防热、防潮措施。
2.麦芽应按不同品种离墙、离地分类堆放,不得接触和靠近有腐蚀或易于发霉、发潮的货物,严禁与有毒物品堆放在一起。
3.保管时要注意检查麦芽温度和水分,必要时进行通风、降温。
温度要小于20℃,水分不宜超过5%。
4.保管的麦芽要做到先进先出,避免某些麦芽积存时间过长,造成损失。
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