中試與放大啤酒糖化工藝的一致性

李 慧 靈，　曹 　 芳，　欒 　 靜，　張 宗 申，　金 朝 霞

( 大連工業(yè)大學 生物工程學院, 遼寧 大連　116034 )

中試與放大啤酒糖化工藝的一致性

李 慧 靈，曹 芳，欒 靜，張 宗 申，金 朝 霞

( 大連工業(yè)大學 生物工程學院, 遼寧 大連116034 )

摘要:以頭道麥汁和冷麥汁的理化指標和感官品評為依據(jù)，比較兩種不同規(guī)模的啤酒廠糖化工藝的一致性。結果顯示，中試和放大后冷麥汁的麥汁濃度平均值分別為15.99和16.1°P；α-氨基氮為205和203 mg/L；色度為4.24和4.66 EBC；苦味值為15.3和21.7 mg/L；多酚為199和215 mg/L，與目標值比較，中試酒廠麥汁指標更接近目標值。品評結果顯示，放大后酒廠冷麥汁在酒花味、苦味和谷殼味上比中試酒廠強烈，而在麥芽香味上中試酒廠麥汁更強烈，其他風味沒有顯著差異。

關鍵詞:啤酒廠；糖化工藝；一致性

0引言

在啤酒的研發(fā)到放大生產(chǎn)的過程中,即使是相同的原料配比和相同的工藝，由于設備的尺寸、徑高比不同，所得到的產(chǎn)品也會有差異。因此，探索中試與放大之間的差異，不僅可以指導生產(chǎn)，而且能夠提高中試和放大后生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量的一致性，節(jié)約成本，縮短產(chǎn)品試生產(chǎn)的時間。本研究采用相同的工藝和原料配比，對啤酒中試及放大規(guī)模的糖化工藝結果的一致性進行研究。

1材料與方法

1.1材料

原料：麥芽、大米、酒花、ZnSO4、CaCl2。

中試設備：輥式粉碎機，糖化鍋(550L)，糊化鍋(550L)，過濾槽(750L)，煮沸鍋(620L)，回旋沉淀槽(750L)。

放大設備：輥式粉碎機、糖化鍋(60t)、糊化鍋(40t)、過濾槽(75t)、煮沸鍋(80t)、回旋沉淀槽(60t)。

1.2檢測方法

采用Antonpaar啤酒全自動分析儀測定原麥汁濃度[1]；采用Skalar麥汁自動分析儀測定α-氨基氮和苦味值[2]；分別測定430 和600nm下麥汁的吸光度，計算色度[3]和多酚的質(zhì)量濃度[4]。

1.3品評方法

對中試及放大冷麥汁的懸浮物、色澤、清亮度、麥芽香味、甜味、生青味、焦煳味、酚味、霉味、酸味、苦味、澀味、草本味、谷殼味、紙板味、DMS共15個指標進行感官品評，采用兩杯品評法，將中試和放大生產(chǎn)的冷麥汁分別隨機編號，10位品評員按照0(不存在)～9(強烈)進行品評打分。

1.4糖化工藝

將大米和麥芽在糊化鍋中60 ℃保溫15min；升溫12min至80 ℃，保溫3min；然后升溫10min至100 ℃，保溫12min；與糖化鍋中44 ℃保溫20min的麥芽合醪，67 ℃保溫6min，然后升溫6min至73 ℃，過濾槽過濾，煮沸添加酒花和酒花浸膏，回旋沉淀10min。在薄板上冷卻，并向麥汁充氧，然后進行發(fā)酵。

2結果與討論

2.1糖化主要理化指標的比較

分別取樣中試和放大生產(chǎn)的10個批次的頭道麥汁和冷卻麥汁，檢測麥汁濃度、α-氨基氮、色度、苦味值和總多酚的含量,結果如表1～5所示。

從表1可以看出，放大的頭道麥汁濃度均比中試高，說明放大工廠對麥芽的糖化效果更好。影響的主要因素是糖化鍋、糊化鍋的鍋體形式、傳熱效果、保溫設施。另外，放大比中試多了弱麥汁的回收裝置，對弱麥汁進行回收利用，可提高原料的利用率，這也是放大原麥汁濃度高的一個原因[5]。而經(jīng)過過濾、煮沸、回旋沉淀和麥汁冷卻等過程，放大和中試冷麥汁的濃度差有所減小,說明兩廠都能將麥汁濃度控制在目標值(16°P)附近。

表1　麥汁濃度的比較

從表2中可以看出，放大頭道麥汁的α-氨基氮質(zhì)量濃度比中試高，說明在糖化階段對麥芽蛋白質(zhì)的溶解程度放大比中試高，此結果與頭道麥汁原麥汁濃度的結果一致，說明相同的原料和工藝下，放大比中試的設備更有利于糖化過程。原因可能是放大后的糖化鍋和糊化鍋的體積大，保溫效果好。中試和放大冷麥汁的α-氨基氮質(zhì)量濃度均在目標值(200mg/L)附近。

表2　α-氨基氮質(zhì)量濃度的比較

從表3中可以看出，經(jīng)過糖化，中試頭道麥汁的色度比放大高，而冷麥汁的結果相反，說明在麥汁的過濾、煮沸和回旋沉淀階段，放大麥汁色度改變很大，原因可能是放大后設備尺寸較大，在過濾過程中對氧的控制不夠嚴密，從而加深麥汁色度[6]；由“2.1.1”結果可知，放大后原麥汁濃度較高，導致過濾速度慢，過濾時間長，色度越深[7]。洗糟是否徹底也會影響麥汁的色度，經(jīng)檢測，放大不同批次的殘?zhí)橇慷荚?°P以內(nèi)，而中試在3°P左右。煮沸過程對麥汁的色度也會有一定程度的影響，煮沸時間越長，色度越深[8]。放大生產(chǎn)的冷麥汁色度比中試深，中試更接近目標值(4.3EBC)。

表3　色度的比較

從表4中可以看出,中試和放大頭道麥汁的苦味值接近，說明糖化階段對麥汁苦味值的影響沒有差別，而放大冷麥汁的苦味值比中試值高，中試更接近目標值(17mg/L)，原因與煮沸過程中對酒花的利用率有關。放大設備尺寸大，在煮沸過程中麥汁的對流強度大，在相同時間內(nèi)對麥汁中酒花的煮沸程度大，因此相同條件下，放大對酒花的利用效果比中試高，因此苦味值也較高。另外，麥汁與氧接觸也會使苦味值增大，強烈的氧化反應會使酒中β-酸迅速氧化溶解，提高苦味值[9]。

表4　苦味值的比較

在啤酒麥汁的制造過程中，多酚的主要來源是麥芽和酒花。在糖化階段中，麥汁中的總多酚來源于麥芽，從表5中可以看出，頭道麥汁和冷麥汁中多酚的質(zhì)量濃度，放大均比中試高，中試更接近目標值(190mg/L)。

表5多酚質(zhì)量濃度的比較

Tab.5Compareofpolyphenolconcentration

mg/L

2.2冷麥汁的品評結果

從圖1中可以看出，霉味、紙板味、酸味、焦煳味都低于2，生青味、DMS、澀味低于3，說明有負面影響的風味幾乎不存在。在外觀上，懸浮物、色澤、清亮度兩廠麥汁相差不大。但麥汁的苦味、酒花味和谷殼味中試及放大分別為4.0、3.1、3.6和5.4、4.7、4.1，放大較強烈，而中試的麥芽香味更強烈。

圖1　冷麥汁感官品評風味玫瑰圖

3結論

分別檢測中試及放大頭道麥汁和冷麥汁的指標，結果表明，麥汁濃度、α-氨基氮質(zhì)量濃度、多酚質(zhì)量濃度在糖化階段差異很大，但經(jīng)過濾、煮沸、回旋階段，麥汁濃度、α-氨基氮減小差異，控制在目標值附近，但多酚質(zhì)量濃度未減小，色度和苦味值產(chǎn)生的差異主要是在煮沸階段。

產(chǎn)生差異的原因一是放大有弱麥汁的回收裝置，提高了原料的利用率；二是與設備的規(guī)模有關，如尺寸大的糖化鍋，煮沸鍋分別對麥芽和麥汁的糖化程度和煮沸強度更大。

參考文獻:

[1] 陳嫻青,范秀英,王莉.提高AntonPaar啤酒分析儀的濃度測定精度[J].啤酒科技,2011(5):59-60.

[2] 張永國,秦銳蘭.麥汁中α-氨基氮含量的測定方法[J].啤酒科技,2008(3):35-37.

[3] 劉斌.分光光度法分析麥汁色度與煮色的進一步探討[J].大麥科學,2001(3):45-48.

[4] 劉偉成,賈士儒,郭瑞涵,等.不同品牌啤酒風味質(zhì)量差異性研究[J].食品與發(fā)酵工業(yè),2003,29(7):100-103.

[5] 孫黎瓊,程遠東.糖化弱麥汁回收工藝的研究[J].啤酒科技,2012(11):8-9.

[6] 榮芷銘,楊紅,云霞,等.高蛋白含量大麥甘啤4號釀造特性[J].大連工業(yè)大學學報,2014,33(3):175-177.

[7] 劉文玉,楊大毅.麥汁的成分及煮沸過程中物質(zhì)的變化[J].釀酒,2012,39(1):104-106.

[8] 余志剛,李冬.淺談啤酒色度與苦味值控制的影響因素[J].釀酒科技,2002,29(1):54-55.

[9] 程志強.啤酒苦味物質(zhì)控制技術探討[J].福建輕紡,2008(8):85-87.

Consistencyofsaccharificationinpilotbreweryandenlargedfactory

LIHuiling,CAOFang,LUANJing,ZHANGZongshen,JINZhaoxia

(SchoolofBiologicalEngineering,DalianPolytechnicUniversity,Dalian116034,China)

Abstract:The saccharification in pilot brewery and enlarged factory was compared on the basis of the physical and chemical index and sensory evaluation of cold and first wort. The result showed that average value of OG was of 15.99 and 16.1°P, alpha amino nitrogen of 205 and 203 mg/L, color of 4.24 and 4.66 EBC, bitterness of 15.3 and 21.7 mg/L, polyphenol of 199 and 215 mg/L in pilot brewery and enlarged factory respectively, indicated that the result in pilot brewery were closer to the targets. The flavour of cold wort in enlarged factory was stronger than that in pilot brewery, while malt fragrance was weaker. Other flavors had no obvious difference.

Key words:brewery; saccharification technique; consistency

收稿日期:2015-03-17.

作者簡介:李慧靈(1989-)，女，碩士研究生；通信作者：金朝霞(1972-)，女，副教授.

中圖分類號:TS262.5

文獻標志碼:A

文章編號:1674-1404(2016)03-0177-04