啤酒專用糖漿生產(chǎn)工藝與應(yīng)用的研究

趙雪松，吳延?xùn)|，吳 杰，劉艷波

玉米深加工國(guó)家工程研究中心 (長(zhǎng)春 130033)

啤酒專用糖漿生產(chǎn)工藝與應(yīng)用的研究

趙雪松，吳延?xùn)|，吳 杰，劉艷波

玉米深加工國(guó)家工程研究中心 (長(zhǎng)春 130033)

隨著啤酒工業(yè)生產(chǎn)工藝的發(fā)展，啤酒專用糖漿在國(guó)內(nèi)啤酒生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)用逐漸推廣，具有廣闊的開發(fā)前景。本文重點(diǎn)闡述了啤酒專用糖漿的生產(chǎn)工藝特點(diǎn)、控制關(guān)鍵點(diǎn)、產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用等方面的情況，并對(duì)其前景進(jìn)行展望。

啤酒；糖漿；生產(chǎn)；應(yīng)用

據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，2015年我國(guó)啤酒產(chǎn)量達(dá)487億L，同比增長(zhǎng)9%左右。我國(guó)繼續(xù)保持世界啤酒生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)第一地位[1]。啤酒生產(chǎn)所用原輔料直接影響啤酒質(zhì)量和成本，發(fā)達(dá)國(guó)家早在20世紀(jì)60年代就開始大量使用各種專用糖漿代替玉米和大米作為輔料。目前國(guó)內(nèi)主要是以大米、玉米淀粉為輔料，采用添加啤酒糖漿后，既可降低成本、又不需對(duì)啤酒廠現(xiàn)行工藝和設(shè)備進(jìn)行改造，簡(jiǎn)單易行；還可根據(jù)實(shí)際需求對(duì)糖組分進(jìn)行變化，適合多品種多口味啤酒的開發(fā)；采用經(jīng)精制過的啤酒糖漿釀造出的啤酒，產(chǎn)品更清澈干凈、口感更清爽；可避免現(xiàn)行工藝中因?qū)⒌矸圻M(jìn)行高壓液化、糖化帶來的大量碳排放污染；生產(chǎn)工藝更綠色環(huán)保[2]。

1 啤酒糖漿的生產(chǎn)工藝

啤酒專用糖漿是以玉米淀粉為原料，采用雙酶法液化、糖化、精制等工藝制得的麥芽糖漿。通過嚴(yán)格控制產(chǎn)品中葡萄糖、麥芽糖和麥芽三糖的含量，其糖譜組成與麥芽汁具有相似的可發(fā)酵性糖組分，適用于啤酒釀造并能滿足不同風(fēng)味的釀造要求[3]。

1.1 啤酒糖漿生產(chǎn)工藝流程

淀粉→配成淀粉乳→調(diào)漿→加酶→液化→加熱滅酶→降溫→糖化→加熱滅酶→過濾→脫色→離子交換→精制→濃縮→包裝→成品[4]

1.2 生產(chǎn)工藝關(guān)鍵控制點(diǎn)簡(jiǎn)述

在生產(chǎn)過程中，為滿足麥糖含量要求，并控制葡萄糖、麥芽三糖含量，液化工藝DE值參數(shù)的控制是關(guān)鍵控制點(diǎn)。液化過程中，DE值低，液化液粘度高，造成后續(xù)過濾工藝?yán)щy；DE值過高則會(huì)造成葡萄糖含量高、麥芽糖含量低不符合啤酒糖漿質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。因此糖漿生產(chǎn)工廠根據(jù)原料、工藝設(shè)備等具體情況控制液化工藝DE值參數(shù)在10%～14%[5]。

(1)淀粉：符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 8885—2008。

(2)淀粉乳：淀粉加水調(diào)成淀粉乳濃度為35%或17～19°Bé.

(3)調(diào)漿：調(diào)節(jié)pH 6.0～6.2，液化酶主要是耐高溫α-淀粉酶(杰能科)添加量0.4‰～0.5‰。

(4)液化：采用二次加酶，一次噴射；控制噴射前加酶1/3，噴射閃蒸后加酶2/3。噴射溫度105 ℃～110 ℃，連續(xù)液化時(shí)間90～120 min。液化DE值控制在10%～14%。

(5)加熱滅酶：調(diào)pH 5.8，升溫至120 ℃～125 ℃，保持10 min滅酶。為保證啤酒糖漿的糖組分要求，一定有滅酶工序。

(6)降溫：溫度降至60 ℃有利于糖化。

(7)糖化：糖化溫度57 ℃～60 ℃添加β淀粉酶(杰能科)0.2‰，普魯蘭酶(杰能科)0.2‰，糖化時(shí)間30～40 h。

(8)加熱滅酶：升溫80 ℃～85 ℃保持20 min，以終止酶的反應(yīng)。

(9)過濾：硅藻土涂層0.6 kg/m2,流量2～4 L/min·m2；如過濾困難，可以加糖用絮凝劑。此時(shí)溫度控制在60 ℃過濾。

(10)脫色：分2次，活性碳2～4 kg/t，溫度60℃，第一次過濾后糖化液中補(bǔ)加0.2%～0.3%活性炭，80 ℃～85 ℃，攪拌15 min，板框加壓過濾脫色。

(11)離子交換：主要是去除影響啤酒發(fā)酵與風(fēng)味的金屬離子與灰分等，采用陽—陰—陽—陰串聯(lián)離子交換柱，其流速為每小時(shí)為樹脂體積的3～4倍。

(12)精制：通過精制設(shè)備，進(jìn)一步提升糖漿的純凈度，嚴(yán)格控制各項(xiàng)生產(chǎn)工藝參數(shù)，避免二氨基苯乙酮、羥甲基糠醛等對(duì)糖漿氣味有影響的物質(zhì)產(chǎn)生。

(13)濃縮：蒸發(fā)濃縮到固形物含量在60%或75%。

(14)包裝：將濃縮后糖漿進(jìn)行罐裝后為成品[6]。

2 啤酒專用糖漿產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的制定

啤酒專用糖漿與其它麥芽糖漿的糖譜組成有很大差異，在保證啤酒質(zhì)量前提下，針對(duì)啤酒生產(chǎn)工藝要求，制定采購(gòu)的糖漿質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)感觀指標(biāo)應(yīng)符合GB/T 20883《高麥芽糖漿》、QB/T 2687—2005《啤酒用糖漿》，其理化、衛(wèi)生指標(biāo)具體見表1、表2。

表1 理化指標(biāo)

注：固形物60%的糖漿適用于運(yùn)輸半徑距離較短的范圍。

表2 衛(wèi)生學(xué)指標(biāo)

3 啤酒糖漿在啤酒生產(chǎn)中實(shí)際應(yīng)用優(yōu)勢(shì)與特點(diǎn)

利用糖漿代替現(xiàn)在啤酒生產(chǎn)工業(yè)中大米、玉米淀粉輔料，國(guó)內(nèi)啤酒廠家從2015年開始進(jìn)行工藝技術(shù)研究與生產(chǎn)踐。研究結(jié)果表明：使用糖漿作為生產(chǎn)輔料，及時(shí)優(yōu)化、調(diào)整發(fā)酵工藝參數(shù)情況下，啤酒的各項(xiàng)感觀指標(biāo)、質(zhì)量完全可以和大米、淀粉相媲美，能夠滿足市場(chǎng)客戶的需求，現(xiàn)在部分啤酒廠已開始大量應(yīng)用啤酒糖漿。據(jù)張影[7]等生產(chǎn)研究報(bào)道：啤酒廠應(yīng)用啤酒糖漿可降低生產(chǎn)成本、節(jié)約能源消耗、提高生產(chǎn)效率等綜合效益非?？捎^。

3.1 提高設(shè)備利用率、降低生產(chǎn)成本

由于使用糖漿做啤酒輔料后，在現(xiàn)有的糖化設(shè)備的情況下，使用糖漿可以簡(jiǎn)化啤酒生產(chǎn)工藝，縮短生產(chǎn)周期，提高設(shè)備利用率，增加產(chǎn)量，降低生產(chǎn)成本。據(jù)啤酒生產(chǎn)企業(yè)研究文獻(xiàn)報(bào)道在設(shè)備一致的情況下，13.5°P的淀粉酒基改做15.5°P糖漿酒基，設(shè)備利用率可以提高12%，按2013年18.6萬t產(chǎn)量計(jì)算，在設(shè)備不技改的情況下，2014年可以提高產(chǎn)能2.2萬t。

3.2 節(jié)約能源和消耗

使用糖漿作為啤酒生產(chǎn)輔料后，可以省去啤酒生產(chǎn)中的糊化、煮沸環(huán)節(jié)，對(duì)降低蒸汽消耗是非常有利的。據(jù)啤酒工廠研究文獻(xiàn)報(bào)道2013年使用淀粉糖化蒸汽單耗0.171 t/kL與2014年使用糖漿進(jìn)行糖化的蒸汽0.135 t/kL單耗對(duì)比分析得出使用糖漿的蒸汽消耗平均降低0.036 t/kL，降低約21.1%。按啤酒工廠成品酒年產(chǎn)量18.6萬kL計(jì)算全年可節(jié)省蒸汽消耗6 696 t。

3.3 使用糖漿作為輔料后，可以不加或減少酶制劑的使用量，按啤酒工廠成品酒年產(chǎn)量18.6萬千升計(jì)算，2014年全部使用糖漿作為輔料全年可以節(jié)省酶制劑用量為38萬元。

3.4 提高了人員的生產(chǎn)效率

使用糖漿代替淀粉作為啤酒生產(chǎn)輔料，節(jié)省了卸車、倉(cāng)庫貯存、保管、短途倒運(yùn)、投料等人力資源。員工在相同的時(shí)間里，生產(chǎn)出多一倍的產(chǎn)量，提高生產(chǎn)效率，增加了效益。

3.5 保證啤酒產(chǎn)品質(zhì)量、延長(zhǎng)保質(zhì)期

由于啤酒專用糖漿在其生產(chǎn)工藝中有脫色與離交精制工藝，糖漿純凈度好，幾乎不含蛋白質(zhì)、脂肪、金屬離子等成分，可以增加啤酒的風(fēng)味穩(wěn)定性，延長(zhǎng)啤酒的保質(zhì)期；成品啤酒色澤淺、口味清爽，抗氧化性強(qiáng)。

啤酒生產(chǎn)企業(yè)通過優(yōu)化糖化、發(fā)酵工藝，也對(duì)大米、小麥芽、玉米淀粉和糖漿進(jìn)行了生產(chǎn)技術(shù)對(duì)比研究，并得出結(jié)論：糖漿完全可以代替大米、玉米淀粉作為啤酒生產(chǎn)輔料，生產(chǎn)出的啤酒質(zhì)量與口味是合格的。全部使用糖漿產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益顯著，對(duì)啤酒企業(yè)來說又找到了一條降低生產(chǎn)成本、提高盈利空間。上述啤酒糖漿的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)與特點(diǎn)吸引了國(guó)內(nèi)啤酒企業(yè)的關(guān)注，雪花、百威英博、青島啤酒于已今年開始大范圍的使用啤酒專用糖漿作為輔料。

4 總結(jié)與展望

隨著國(guó)家節(jié)能減排政策的鐵腕推進(jìn)，發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)、循環(huán)經(jīng)濟(jì)和建設(shè)節(jié)約企業(yè)的任務(wù)艱巨，在目前通脹形勢(shì)的影響下，啤酒生產(chǎn)鏈條原料，輔料，能源、運(yùn)輸?shù)?個(gè)環(huán)節(jié)成本均不同程度的上漲，導(dǎo)致啤酒生產(chǎn)成本的一再攀升，嚴(yán)重壓縮了利潤(rùn)空間。因此各大啤酒生產(chǎn)廠家也在不斷追求技術(shù)創(chuàng)新，從原料，輔料，能源等環(huán)節(jié)進(jìn)行成本控，啤酒企業(yè)必須降低生產(chǎn)成本和銷售成本，加快企業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展，尋找到新的競(jìng)爭(zhēng)力。啤酒糖漿的降低生產(chǎn)成本應(yīng)用優(yōu)勢(shì)與特點(diǎn)吸引了國(guó)內(nèi)啤酒企業(yè)的關(guān)注，我國(guó)啤酒工業(yè)近兩年已開始大量應(yīng)用啤酒專用糖漿。但是，使用啤酒糖漿所得啤酒產(chǎn)品只能達(dá)到普通啤酒等級(jí)，無法達(dá)到優(yōu)質(zhì)高端啤酒的質(zhì)量需求；糖漿的使用導(dǎo)致啤酒釀造過程α-氨基氮水平降低，可能影響發(fā)酵過程中的風(fēng)味物質(zhì)主要是雙乙酰的正常轉(zhuǎn)化；利用糖漿將麥汁濃度提高，則發(fā)酵中形成的酯類越多，超過味閾值會(huì)導(dǎo)致不愉快的異味，這些都是利用糖漿發(fā)酵啤酒應(yīng)關(guān)注的問題[8]。因而開發(fā)生產(chǎn)啤酒專用糖漿系列產(chǎn)品，生產(chǎn)推廣啤酒專用糖漿的應(yīng)用技術(shù)，糖漿生產(chǎn)企業(yè)與啤酒企業(yè)協(xié)同解決應(yīng)用過程中所出現(xiàn)的各種問題，進(jìn)一步提高糖漿質(zhì)量，降低產(chǎn)品生產(chǎn)成本，是淀粉糖行業(yè)面臨的艱巨任務(wù)，也將是帶動(dòng)淀粉糖行業(yè)的重要的新的增長(zhǎng)點(diǎn)，促進(jìn)淀粉糖工業(yè)、啤酒行業(yè)技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展。

[1] 韓永奇. 2012年我國(guó)啤酒產(chǎn)業(yè)猜想[J]. 啤酒科技，2012(3)：7-9.

[2] 熊麗蘋,黃立新,周彥斌. 國(guó)內(nèi)啤酒專用淀粉糖漿的開發(fā)和應(yīng)用[J]. 廣州食品工業(yè)科技，2004，20(4)：151-154.

[3] Han Guotao. The beer brewing technology using only syrup as auxiliary material[J]. Liquor Making, 2009(11)：78-82.

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[8] 鄒東恢，侯美玉. 啤酒專用糖漿的研究與應(yīng)用[J]. 食品工業(yè)，2005，26(4):9-11.

Production process and application of syrup for beer use only

Zhao Xuesong, Wu Yandong, Wu Jie, Liu Yanbo

National Engineering Research Center of Corn Deep Processing (Changchun 130033)

With the development of the beer industry, the application of syrup using for beer only in the domestic beer production enterprise is gradually popularized, and has broad prospects for development. The characteristics of the production process of syrup for beer use only, control of key points, quality standards of syrup and the application were mainly discussed, and the trend of development in future was discussed in this review.

beer; syrup; brewing; application

2017-03-22

TS201

B

1672-5026(2017)04-047-03

作者姓名：趙雪松，女，1973年出生，高級(jí)工程師，主要從事玉米深加工行業(yè)研究.