探究未過濾麥汁濁度的控制措施

孫同清，楊永其

（青島啤酒（三水）有限公司，廣東佛山 528000）

麥汁的制備是啤酒生產(chǎn)過程中的重要環(huán)節(jié)，如果糖化過程控制不當(dāng)，容易導(dǎo)致未過濾麥汁濁度高。由于渾濁的麥汁中含有大量的脂肪酸和高分子氮，進(jìn)入到發(fā)酵階段會(huì)導(dǎo)致酵母出現(xiàn)退化，而且渾濁的麥汁也會(huì)影響發(fā)酵液的澄清，易造成啤酒非生物穩(wěn)定性和風(fēng)味穩(wěn)定性，直接影響到成品啤酒的純凈度和新鮮度[1]。以往評(píng)價(jià)麥汁清亮度大多使用冷麥汁濁度來衡量，而冷麥汁濁度檢測(cè)是取冷卻麥汁經(jīng)過濾紙過濾去除麥汁中的懸浮物后再檢測(cè)。而實(shí)際上麥汁中的懸浮物絕大多數(shù)進(jìn)入到發(fā)酵罐中，經(jīng)過濾后檢查的麥汁并不能代表麥汁的清亮度[2]。未過濾麥汁濁度是指直接取冷卻麥汁不經(jīng)過濾紙過濾檢測(cè)的濁度，更能反映出麥汁的清亮度，因此控制好未過濾麥汁濁度至關(guān)重要。

1 原料的質(zhì)量

1.1 存在的問題

麥芽作為啤酒的主要原料，麥芽質(zhì)量的好壞對(duì)啤酒的口感、風(fēng)味等起至關(guān)重要的作用。一般來說發(fā)芽不良的麥芽在糖化時(shí)很難分解充分。麥芽溶解不好，黏度高、脆度低、β-葡聚糖含量高，中分子、高分子可溶性物質(zhì)多，這些高分子物質(zhì)在過濾甚至煮沸后，依然會(huì)懸浮在麥汁中，造成未過濾麥汁濁度高[3]。另外在制麥過程中，若麥芽焙焦溫度偏低，多酚氧化酶和過氧化物酶殘留過多也會(huì)引起麥汁發(fā)生蛋白渾濁。

1.2 控制措施

①采取低溫長(zhǎng)時(shí)的蛋白休止工藝，加強(qiáng)高分子氮的分解。②使用含蛋白酶、葡聚糖酶和淀粉酶的復(fù)合酶制劑，加強(qiáng)麥汁中準(zhǔn)高分子物質(zhì)的分解。③使用單寧、卡拉膠等可以適當(dāng)去除麥汁中的“渾濁物質(zhì)”。④質(zhì)量較差的麥芽最好與好的麥芽搭配使用，達(dá)到較好的效果。⑤如果使用小麥芽，則需要注意搭配比例，且在糖化時(shí)添加適量的木聚糖酶。

2 原料的粉碎

2.1 存在的問題

原料的粉碎度也是關(guān)鍵的控制點(diǎn)，麥芽粉碎過細(xì)或過粗都會(huì)影響未過濾麥汁濁度。若麥芽粉碎過細(xì)，麥皮和不溶性物質(zhì)粉碎過細(xì)，麥汁過濾時(shí)糟層會(huì)呈現(xiàn)致密狀態(tài)，影響麥汁的滲透性導(dǎo)致過濾困難，從而影響過濾效果[4]。此外，麥芽粉碎過細(xì)，還會(huì)使麥皮中的多酚、苦味、色素等物質(zhì)大量溶出，影響麥汁的澄清和啤酒的口感。若麥芽粉碎過粗，麥芽的比表面積小，料水接觸面積減少，會(huì)影響到酶的溶出和分解作用，不但影響浸出物的析出，還會(huì)使一些未充分分解的物質(zhì)進(jìn)入麥汁中，從而使麥汁渾濁。此外，麥芽粉碎過粗，形成的過濾糟層過于松散，無法起到較好的攔截效果，導(dǎo)致較大顆粒物質(zhì)進(jìn)入到麥汁中，影響未過濾麥汁濁度。

2.2 控制措施

①根據(jù)粉碎方式控制好原料的粉碎度，確定最佳的麥芽粉碎輥間距。②干法粉碎需要定期取粉碎后的樣品進(jìn)行篩分分析。③濕法粉碎需要定期確認(rèn)浸麥水溫、水量和浸麥時(shí)間，并定期撈取糖化醪液檢查麥芽的粉碎情況。④定期檢查浸麥箱內(nèi)浸麥水噴淋管，確保噴頭無堵塞，噴灑角度無偏移，否則會(huì)影響麥芽浸泡的均勻性，從而影響麥芽粉碎效果的一致性。⑤浸麥箱內(nèi)浸泡完的麥芽要均勻放入粉碎機(jī)內(nèi)完成粉碎，如發(fā)現(xiàn)浸麥箱內(nèi)的麥芽層表面出現(xiàn)凹陷幅度太大，說明浸麥箱內(nèi)的麥芽下料速度不一致，需要排查原因加以解決。否則也會(huì)影響到粉碎效果的一致性[5]。

3 糖化工藝

3.1 存在的問題

糖化是利用麥芽中含有的或輔助添加的各種水解酶，在水和熱力的作用下，將麥芽和輔料中的淀粉、蛋白質(zhì)、半纖維素等高分子物質(zhì)，逐步分解的過程。在蛋白質(zhì)休止階段，若溫度、時(shí)間和pH值控制不當(dāng)，蛋白質(zhì)分解不良，麥汁中的高分子蛋白質(zhì)相對(duì)增多，會(huì)引起麥汁渾濁。在糖化階段如果糖化的溫度、時(shí)間、醪液的pH值等控制不當(dāng)，也會(huì)增加麥汁渾濁風(fēng)險(xiǎn)。若糖化溫度過高，或攪拌不均勻等，不僅會(huì)影響酶的作用，也會(huì)使麥汁中的低分子糊精含量偏高，從而引起麥汁渾濁[6]。通過合適的工藝設(shè)計(jì)，能有效控制糖化過程中麥汁中β-葡聚糖的含量，降低麥汁黏度，改善麥汁過濾效果，非常有利于麥汁濁度的控制。另外，如果攪拌速度過快，攪拌形成的剪切力會(huì)打碎麥皮，形成麥膠物質(zhì)，造成麥汁過濾困難和濁度上升。同時(shí)快速攪拌形成的湍流，會(huì)造成麥汁強(qiáng)烈吸氧，影響麥汁和啤酒的抗氧化能力，影響啤酒的新 鮮度。

3.2 控制措施

①控制好蛋白質(zhì)休止的時(shí)間和溫度，一般蛋白質(zhì)的休止時(shí)間約為40 min，休止溫度為40～55 ℃。 對(duì)于溶解不良的麥芽，可采取低溫30～40 ℃下料，必要時(shí)添加適量的蛋白酶可加快蛋白質(zhì)的分解[7]。②蛋白質(zhì)休止醪液pH值一般控制在5.5～5.7 （20 ℃檢測(cè)），較低的pH值有利于蛋白質(zhì)的分解和溶出，但是要注意，pH值過低，容易造成啤酒口味偏酸。③要定期校準(zhǔn)糖化鍋的溫度，確保顯示準(zhǔn)確。每批糖化必須碘檢合格后方可升溫再泵送入麥汁過濾槽，且要定期測(cè)定碘值來判斷糖化過程是否正常。④定期檢測(cè)冷麥汁中β-葡聚糖的含量，如果偏高，影響到麥汁的過濾效果，則可參考表1對(duì)糖化的工藝設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化[8]。⑤設(shè)計(jì)的糖化鍋攪拌器必須確保糖化醪攪拌均勻。⑥糖化鍋快攪和慢攪的控制也很關(guān)鍵，一般在糖化過程中慢速攪拌，使醪液始終處于懸浮狀態(tài)，以提高酶和底物接觸的概率，最大化提高糖化分解效果。⑦縮短下料、兌醪、醪液升溫過程的時(shí)間，可以減少這些過程中快速攪拌的時(shí)間，從而減少麥膠物質(zhì)的產(chǎn)生。

表1 糖化關(guān)鍵工藝參數(shù)調(diào)整對(duì)麥汁 β-葡聚糖含量的影響表

4 麥汁過濾

4.1 存在的問題

麥汁過濾在糖化麥汁的生產(chǎn)過程中非常重要，這一階段對(duì)麥汁濁度的影響較大。麥汁過濾的目的是在糖化結(jié)束后，在最短時(shí)間內(nèi)將糖化醪中原料溶出物質(zhì)與不溶性的麥糟進(jìn)行分離，以得到澄清的麥汁，并獲得良好的浸出物收得率的過程。麥汁過濾效果的好壞直接影響后期麥汁的濁度和成品啤酒的濁度，甚至?xí)绊懫【频呐莩中院惋L(fēng)味。糖化結(jié)束的醪液進(jìn)入到過濾槽，如果分布不均勻，會(huì)出現(xiàn)過濾“短路”情況，影響過濾效果。回流的速度過快或者過慢都不利于過濾效果，回流速度過快，會(huì)導(dǎo)致糟層吸緊，麥汁滲透性差。回流速度過慢，不能及時(shí)把渾濁麥汁帶回糟層上部，回流結(jié)束后麥汁不能達(dá)到清亮的效果。過濾過程的速度要合適，不能過快或過慢，且盡量不要波動(dòng)太大，否則也會(huì)影響過濾效果。洗糟水要在糟層露出前添加（一般是在液面距離糟層1～2 cm時(shí)），洗糟水溫的控制也相當(dāng)重要，洗糟水溫過低會(huì)影響糟層的滲透性，影響過濾效果。而洗糟水溫過高，會(huì)使醪液中殘留的淀粉物質(zhì)再次糊化導(dǎo)致麥汁濁度上升[9]。耕糟時(shí)，耕刀的轉(zhuǎn)速和下降速度都不可太快，否則會(huì)破壞糟層，導(dǎo)致麥汁濁度上升。過濾槽設(shè)備的安裝維護(hù)也很關(guān)鍵，如過濾槽篩板與篩板之間出現(xiàn)縫隙，會(huì)導(dǎo)致麥皮漏出而進(jìn)入到麥汁中，影響麥汁濁度。如過濾槽假底沖洗不干凈，有麥渣積存或麥汁收集管出現(xiàn)堵塞情況，都會(huì)導(dǎo)致過濾不均勻，影響麥汁過濾效果。另外，麥汁回流口的設(shè)置也很關(guān)鍵，要確?；亓鞯柠溨荒軟_擊到過濾層而破壞過濾層[10]。

4.2 控制措施

①定期檢查過濾槽進(jìn)醪的均勻性。若發(fā)現(xiàn)醪液分布不均勻，可在進(jìn)醪過程開啟過濾耕刀進(jìn)行攪拌，將糟層鋪平，保證醪液進(jìn)入過濾槽后分布均勻。②通過試驗(yàn)摸索合適的回流速度。一般剛開始回流速度稍慢，待過濾層形成后再勻速提升回流速度，把小顆粒物質(zhì)盡快帶到糟層上部?；亓鲿r(shí)間一般控制在10～15 min，以回流結(jié)束后麥汁達(dá)到清亮為準(zhǔn)。③過濾速度的控制可根據(jù)在線濁度變化和過濾槽液位壓差進(jìn)行調(diào)整，在保證麥汁清亮的情況下，確保麥汁快速地分離出來。④洗糟水溫一般控制比過濾槽溫度高2～3 ℃，可根據(jù)季節(jié)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。另外過濾槽面和麥汁收集管等配置若有保溫功能，可適當(dāng)下調(diào)洗糟水溫，將過濾糟層的溫度控制在72～74 ℃。 洗糟水的pH值也比較關(guān)鍵，洗糟水pH值控制在5.7～6.3比較合理，可有效減少麥皮中多酚和苦味物質(zhì)的溶出量。⑤保持適宜的耕刀深度，維護(hù)好過濾糟層，耕刀底部距篩板的距離不能低于 5 cm。并且耕刀的轉(zhuǎn)速要控制在合理范圍內(nèi)，四臂耕糟轉(zhuǎn)速一般控制在16～18 r·min-1。另外要防止耕糟過程中出現(xiàn)推糟現(xiàn)象。若出現(xiàn)推糟現(xiàn)象則要檢查耕刀是否變形，或者是耕刀下降過低。⑥過濾槽的設(shè)計(jì)要與糖化投料量和麥芽粉碎度相匹配，控制好糟層厚度，一般糟層厚度控制在28～35 cm，如果糟層過?。ㄐ∮?5 cm）麥汁濁度會(huì)隨之上升。糟層厚度在過濾結(jié)束空水后排糟前進(jìn)行檢測(cè)。⑦過濾槽篩板定期拆檢（不少于1次/每年），主要檢查篩板是否有變形，篩板縫隙內(nèi)是否有較多的雜物，假底噴頭是否有堵塞，噴頭的角度是否能確保假底沖洗干凈，麥汁收集管是否有堵塞等，如發(fā)現(xiàn)有異常則要處理完善后再安裝。篩板安裝后必須要確保篩板與篩板之間緊密結(jié)合。⑧如發(fā)現(xiàn)篩板縫隙卡住的小石子過多，則要徹底清理小石子，并排查原料去石機(jī)的去石效果和假底沖洗水壓是否正常。

5 麥汁煮沸

5.1 存在的問題

麥汁在煮沸過程中發(fā)生劇烈的物理和化學(xué)反應(yīng)。煮沸過程中，蛋白質(zhì)與多酚物質(zhì)結(jié)合產(chǎn)生凝固物并在后續(xù)的回旋沉淀過程中被去除。如果蛋白質(zhì)凝固去除不足，麥汁中會(huì)有較多的敏感蛋白和脂肪類物質(zhì)，從而影響麥汁濁度，導(dǎo)致成品啤酒在保質(zhì)期內(nèi)出現(xiàn)蛋白渾濁的風(fēng)險(xiǎn)。因此，要確保合適的煮沸強(qiáng)度，使成品啤酒達(dá)到良好的蛋白絮凝效果。麥汁煮沸強(qiáng)度不夠，可凝性蛋白質(zhì)凝固不充分，導(dǎo)致麥汁渾濁。而煮沸強(qiáng)度過大，則會(huì)破壞麥汁的隆丁區(qū)分，影響啤酒的泡沫性能。煮沸時(shí)間也會(huì)影響到麥汁的濁度，煮沸時(shí)間過長(zhǎng)，會(huì)使一些已凝固的蛋白質(zhì)及其復(fù)合物重新復(fù)溶，而導(dǎo)致麥汁變渾。煮沸麥汁的pH值如果偏離蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)，則不利于蛋白質(zhì)的凝集，影響煮沸效果。煮沸時(shí)間內(nèi)保持穩(wěn)定的強(qiáng)烈煮沸狀態(tài)，是實(shí)現(xiàn)熱休止、穩(wěn)定的蒸發(fā)和酒花成分的有效浸出等的基本條件。如煮沸蒸汽壓力的不穩(wěn)定也會(huì)使麥汁的可凝固性氮析出不充分，從而影響麥汁濁度。煮沸過程所添加的酒花對(duì)麥汁濁度也會(huì)有一定的影響，酒花單寧中的多酚類（花色苷等）能與蛋白質(zhì)結(jié)合成熱溶性的絡(luò)合物，遇冷或氧化時(shí)會(huì)析出沉淀，它也是影響麥汁濁度的一個(gè)重要原因[11]。

5.2 控制措施

①確定合理的煮沸強(qiáng)度和時(shí)間，煮沸強(qiáng)度應(yīng)控制在7%～9%；另外可以增加麥汁強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng)，加快煮沸麥汁的揮發(fā)，可以達(dá)到縮短煮沸時(shí)間和節(jié)約蒸汽用量的效果。②使用乳酸調(diào)節(jié)煮沸麥汁pH值，使煮沸后pH值控制在5.2～5.4。③在生產(chǎn)期間盡可能確保供給蒸汽壓力的穩(wěn)定，最好是在進(jìn)煮沸鍋前的蒸汽管道增加穩(wěn)壓閥，確保進(jìn)鍋蒸汽壓力穩(wěn)定控制在0.30～0.40 MPa。煮沸鍋過程中觀察煮沸鍋內(nèi)麥汁擊到反射罩后反射到麥汁液面與鍋壁的交界處為最好。④煮沸過程中盡量添加新鮮的酒花，若使用陳舊的酒花，其單寧物質(zhì)沉淀蛋白的能力會(huì)下降，導(dǎo)致麥汁中大分子蛋白殘留量變多，此時(shí)可適當(dāng)添加單寧來彌補(bǔ)。⑤酒花應(yīng)現(xiàn)配現(xiàn)用，搭配好的酒花及剩余的酒花應(yīng)該密封后低溫存放，不能直接暴露于空氣中，以免氧化影響其單寧物質(zhì)沉淀蛋白的效果。⑥正常生產(chǎn)時(shí)，每天取煮沸結(jié)束的麥汁于玻璃量筒內(nèi)進(jìn)行觀察，煮沸效果好的情況下，在清亮透明的麥汁中可見到大量快速沉淀的凝固物。⑦每月或者配方發(fā)生變化時(shí)，必須要跟蹤檢測(cè)冷麥汁可凝固性氮含量，13°P冷麥汁中凝固性氮的含量應(yīng) ≤2.0 mg/100 mL。

6 澄清冷卻

6.1 存在的問題

麥汁煮沸結(jié)束后的定型麥汁在回旋沉淀槽內(nèi)通過麥汁回旋運(yùn)動(dòng)，在離心力和重力的作用下實(shí)現(xiàn)熱凝固物、酒花糟和麥汁的分離。因此麥汁泵送進(jìn)沉淀槽也是一個(gè)關(guān)鍵控制點(diǎn)，泵送的速度和入槽的角度都會(huì)影響麥汁的沉淀效果。速度過慢或者入槽的角度不合理產(chǎn)生的向心力不夠，會(huì)導(dǎo)致熱凝固物不易集中和沉降。入槽的角度不合理，麥汁進(jìn)入沉淀槽時(shí)會(huì)受到槽壁阻力的影響而導(dǎo)致旋流速度不夠，從而影響回旋沉淀效果。麥汁沉淀時(shí)間也會(huì)影響到麥汁的濁度，沉淀時(shí)間越長(zhǎng)，麥汁濁度會(huì)呈下降趨勢(shì)，但是會(huì)使麥汁的色度上升；而麥汁沉淀時(shí)間過短，則熱凝固物不易沉淀，麥汁濁度達(dá)不到要求。另外，沉淀槽的設(shè)計(jì)也很關(guān)鍵，沉淀槽底的設(shè)計(jì)要考慮便于沖洗干凈，避免熱凝固殘留而影響濁度[12]。

6.2 控制措施

①通過調(diào)整麥汁泵的速度或者沉淀槽麥汁入口的口徑大小確保麥汁的線速度達(dá)到10～15 m·s-1。②為了不干擾麥汁流動(dòng)，避免產(chǎn)生漩渦影響回旋效果，麥汁進(jìn)口應(yīng)沿切線方向進(jìn)入沉淀槽內(nèi)，且入槽管口不能沿著槽壁切除形成橢圓形，比較合理的進(jìn)口設(shè)計(jì)見圖1。

圖1 進(jìn)口設(shè)計(jì)

另外南北半球的入槽方向也是有講究的，一般處于北半球的工廠，按逆時(shí)針方向入槽，更加有利于麥汁的旋流，可提升麥汁的沉淀效果。③根據(jù)回旋沉淀效果確定靜置時(shí)間，一般控制在15～20 min。時(shí)間過長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致色度上升、糠醛和二甲基硫含量上升、麥汁中還原物質(zhì)損失等，從而影響啤酒的口味。④沉淀槽底要有2%～3%的斜度，便于清水沖洗和排除熱凝固物。⑤為了確保沉淀效果，一般沉淀槽應(yīng)設(shè)置2～3個(gè)麥汁出口，麥汁冷卻時(shí)應(yīng)由上而下依次開啟麥汁出口，在麥汁的出口進(jìn)行轉(zhuǎn)換時(shí)，要遵循先開后關(guān)的原則，防止空氣進(jìn)入到麥汁中。⑥選擇合適的麥汁輸送泵，優(yōu)化泵送管路，減少麥汁泵送過程形成的剪切力對(duì)熱凝固造成破壞，從而影響到麥汁濁度。

7 結(jié)語

渾濁的麥汁中脂肪酸及高分子氮含量高，這些物質(zhì)過多會(huì)影響麥汁的發(fā)酵和清酒的過濾，最終影響到成品啤酒的純凈度和口味質(zhì)量甚至?xí)?dǎo)致啤酒的非生物穩(wěn)定性問題。因此改善未過濾麥汁濁度非常必要。通過以上的分析，人們可以通過原料的選擇和搭配，采取合適的粉碎度，使用合理的糖化工藝，優(yōu)化麥汁過濾控制，適當(dāng)?shù)闹蠓泻统恋砉に嚕约拜o料的應(yīng)用和設(shè)備的安裝維護(hù)等方面進(jìn)行控制，以制備出清亮的麥汁。有利于麥汁的發(fā)酵和清酒的過濾，最終可提升成品啤酒口感的純凈度和風(fēng)味的穩(wěn)定性。