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糖化

添加8,276字节, 2017年1月19日 (四) 02:56
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=糖化工艺=
糖化就是讲醪液的温度提高到酶的最佳作用温度进行休止,使酶充分发挥作用
 
[[文件:糖化阶段各种酶的最适环境.jpg]]
 
根据不同的升温方式,人们将糖化工艺划分为两类:
*浸出法
:浸出法工艺就是把总醪液加热至几个休止温度阶段进行休止,最后达到并醪糖化终止温度,此工艺没有分醪煮沸过程。
 
*煮出法
:煮出法工艺则是分出一部分醪液进行煮沸,然后把煮沸的醪液重新泵入余下的未煮沸醪液中,使混合醪液的温度达到下一个较高的休止温度。
 
==糖化工作的几个要点==
选择糖化工艺时,为使生产处的醪液和麦汁在组成上达到所期望的啤酒类型的要求,必须要重视几点。如决定最终发酵度高低的可发酵糖含量和影响啤酒风味(口感的醇厚性以及甜味)和泡持性的高分子蛋白质分解产物。由于糖化工艺会影响啤酒特性,所以需要讨论几个重点以下几个重点。
 
===麦芽质量===
特别是用新品种大麦制成的麦芽,其蛋白溶解度通常很高,这样的麦芽在50℃长时间休止,就会导致过多的高分子蛋白质被分解,啤酒口味过于淡薄,而且泡持性差,如果麦芽的细胞溶解性很好,就不应在45~50℃休止,应选择58~62℃的糖化投料温度。
 
如果麦芽细胞壁溶解不足,糖化时需要继续分解,但又不希望蛋白质继续分解,可选择35℃的糖化下料温度,因为在此温度下对温度敏感的β-葡聚糖酶可以作用,使胚乳得到很好的分解,而蛋白质却不被分解。
 
===添加热水升温===
制作浅色啤酒时的料水比为1:4~5,如果在35℃(或50℃)进行浓醪投料(料水比=1:2.5),然后往醪液中加入82~85℃的热水,使醪液温度升到下一次的休止温度50℃(或者63℃),便可抑制一定的分解过程,特别是蛋白质分解过程,添加热水后正常的料水比也达到了。
 
===酶与麦芽组分的最佳接触===
良好的糖化工作是让麦芽组成部分与溶于水中的酶保持最佳接触,充分发挥酶的分解作用,这点十分重要。为了使酶促反应完全,糖化下料时应使麦芽粉和水充分混合。
 
搅拌器在糖化中起着重要作用:如今不再进行强烈搅拌,而是根据锅内容积通过变速(频率调节)电动机以分级方式或无级方式提高搅拌器的转速。为了分出浓醪,搅拌器要先停止运行5~10min,使未溶解的麦芽组分沉降到锅底,合醪后搅拌器应以中速再搅拌30min。强烈搅拌会将空气带入醪液中,还会产生剪切力,剪切力在此意味着:醪液、麦汁和啤酒中含有许多由高分子化合物组成的物质,或者类似结构复杂的酵母细胞之类的物质,较大的压差挤压着这些小颗粒,导致其结构改变或完全消失。若泵或搅拌器叶片的旋转速度远远高于液体旋转的速度,就会产生较大的压差,旋转醪液中的颗粒均匀运动,形态保持不变。若出现压差,颗粒受变形力作用,形态会完全改变,出现严重破裂,特别是在叶轮涡流边缘层处、管道的强弯曲处、管道的粗糙表面上和泵的窄面处。这样形成的力叫“剪切力”,这样的剪切力随处可见,由于快速运动形成的压差,也会出现在下列设备中:
:*所有形式的泵
:*离心机
:*会导致涡流出现的所有管道和容器
 
由剪切力导致结构和性质产生不利变化的例子之一是β-葡聚糖,剪切力会使其分子扩张,形成凝胶,β-葡聚糖凝胶也可通过强烈的剪切力直接产生,前提是有一定量的高分子β-葡聚糖存在。β-葡聚糖的含量高与啤酒的难滤性有着内在联系,所以要避免形成β-葡聚糖凝胶。但凝胶的形成也取决于酒精的形成,因此β-葡聚糖凝胶后期才会形成。有目的地调节搅拌器能够克服以上问题,反之搅拌过弱会形成温差,不利于麦芽内容物的浸出,这就是说,搅拌器必须有针对性地使用。为了尽可能减少剪切力,必须使用转数少、圆周速度低于1m/s的大型搅拌翼。
 
但醪液的黏度不完全相同,因此搅拌器面临的阻力是变化的。低温时(30~35℃)黏度比较高,50~52℃时黏度降低了很多,超过60℃后由于糊化开始黏度大幅度上升,使用大米时由于大米的糊化温度较高,黏度的上升也比较晚,80℃或更高的温度下达到最高值。搅拌时出现的剪切力可以通过不能水解的细小物质的变化来测定,温度超过57℃时,不能水解的细小物质以及剪切力都会明显增加,而且随着搅拌速度的加快而上升,因此必须通过柔和的搅拌避免剪切力的形成,特别是在较高的糖化温度下。
 
特别需要注意的还有,当温度超过57~58℃时,耐热性好的β-葡聚糖溶解酶会将越来越多的高分子β-葡聚糖溶解出来,这些β-葡聚糖不再能够被分解,通过剪切力这些分子会伸展,变为凝胶形式。因此,当温度超过57~58℃时,为了避免形成剪切力,搅拌速度必须放慢,对此要求搅拌器为调频驱动。
 
===糖化中的氧化过程===
任何形式的吸氧,都会导致如下结果:
*麦汁和啤酒色泽加深
*啤酒的口味粗糙
*啤酒的口味稳定性变差
:''铜制容器中氧化过程要强烈一些。''
 
以上原因促使我们采取一切可行办法来减少或避免醪液吸氧,下面列举了一些吸氧的途径:
:*上部进醪至容器中
:*高速搅拌
:*倒泵时吸入
 
糖化中大量减少氧化的方法有:
:*安装下料管路或在粉碎机中进行料水混合
:*底部泵醪
:*调节搅拌器转速
:*倒泵时避免出现涡流
 
啤酒酿造设备制造业也采取了所有的技术措施来避免或减少有不利影响的吸氧问题。
减少吸氧的工作方式可带来下面这些优点,所有的这些都要求我们尽力避免糖化过程中的任何氧化。
:*改善β-葡聚糖的分解,由此改善淀粉的分解
:*提高最终发酵度
:*加快麦汁过滤
:*麦汁和啤酒色泽变浅
:*啤酒的口味更纯正
:*提高口味稳定性
 
==浸出法工艺==
浸出法是最简单的糖化工艺,醪液始终都在糖化锅中,通过升温使整体醪液达到不同酶作用的休止阶段。浸出法工艺仅需要一个可加热的糖化锅,由于醪液没有泵出,空气摄入量很少,这一点具有积极意义。
 
在浸出法工艺中,搅拌效果起着重要作用,搅拌器应通过可换级的电机具备两种速度以适应各工艺阶段的要求或者可以无级调速。搅拌翼的设计很重要,休止时若停止搅拌器的转动,则淀粉的糖化时间和过滤时间就会延长,浸出率也会降低,因为产生的温差不利于内容物的浸出和酶的作用。
 
加工溶解好的麦芽时,人们只需要先后升温至淀粉酶的最佳作用温度,大约保温20min,碘检合格后便可结束糖化,这说明溶解很好的麦芽可在62℃投料,而不必担心麦汁中高分子β-葡聚糖的含量过高(过滤困难的危险)或者游离α-氨基氮的含量达不到200~220mg/L,投料温度高时,肽酶不再起作用,也不会再生成氨基酸,但较为耐热的蛋白酶会形成对泡沫有利的高分子物质。如今,只要麦芽的溶解很好,很多啤酒厂都能成功地利用高温投料及其糖化时间低于1.5h的优点。
 
阻碍跨越休止阶段的因素是蛋白溶解度,溶解不足或溶解较差的麦芽中已经存在的β-葡聚糖必须通过β-葡聚糖酶进一步分解,问题是β-淀粉酶的休止(62~65℃)不能跨越,因此也不能避免在这一温度下仍有β-葡聚糖通过β-葡聚糖溶解酶溶解出来,而且麦芽的溶解越差溶解出来的β-葡聚糖就越多,对于溶解正常的麦芽而言(黏度<1.52mPa·s,β-葡聚糖含量夏瑜150mg/L),50℃投料,糖化时间最多2h仍是众多啤酒厂采用的比较可靠的方法。浸出法的优点主要有:
:*容易进行自动化操作
:*与煮出法相比,能耗较低
:*工艺一目了然
缺点是浸出法碘反应要差一些,麦芽质量较差时糖化收得率也低一些。鉴于其优点,浸出法如今被越来越多地采用。
 
==煮出法工艺==
===一次煮出法工艺===
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