麦芽质量标准控制的正确理解PPT课件.ppt

麦芽质量控制的一些原则与概念 1 正确理解与控制 麦芽质量 不能简单地从一些分析指标理解与判别麦芽的质量2 麦芽质量不应该有完全一致或统一的质量指标3 麦芽质量应该按照大麦品种进行控制1 不同的大麦品种生产的麦芽应该有不同的质量标准2 不同的麦芽品种可以有不同的质量标准4 对麦芽质量的具体评价主要应该包括以下四个方面 1 麦芽总浸出物 Extracts 2 麦芽综合溶解度 Modification 3 麦芽的酶系统 Enzymesystem 4 麦芽重要的风味物质 Flavourconstitutes 2 不同的大麦品种会有大麦的品种特性差异不同的大麦品种 不同年份收获的大麦 不同种植环境与种植条件的大麦 一定会产生大麦特性的区别或者差异 这种差异与大麦品种的关系更密切一些 通过对大麦品种的育种与改良 可以缩小这种差别或获得更好的大麦品种特性 大麦有形成脂肪氧合酶 LOX 的不同倾向 应该尽量选用低LOX发展潜势的大麦 六棱大麦比二棱大麦有比较高的酶潜势 也有较高的多酚含量 对风味稳定性是有利的 冬大麦比春大麦有更多的多酚 但应该选用低花色素 花青素 的大麦品种 这从胶体稳定性的角度考虑是正确的 不同种植条件可能会造成不同的蛋白质含量和不同的胚乳结构 多聚糖含量也存在差别 3 4 不同的大麦品种会有不同的制麦特性不同的大麦品种大多有不同的个性特征和不同的制麦特性 这些不同可以包括颗粒的大小 皮壳厚度 麦粒表皮形态和渗透性能 不同的发芽势与发芽率 水敏感性 蛋白质含量 多聚糖含量 胚乳结构 吸水速度以及需要的发芽时间等 制麦芽工厂一定要了解这些区别 在经过试验以后能确定合适的浸麦度 发芽温度和发芽时间 合理的通风方式 凋萎条件和焙焦温度等一系列制麦参数与条件 才能保证获得质量良好的麦芽 制麦芽工厂必须经常掌握各个不同大麦品种的制麦特性以及同一个大麦品种在不同收获年分存在的特性差异 要求在收购原料大麦以前就密切关注当年大麦种植的气候条件和田间管理过程 在大麦收割 保存一段时间以后 采样进行小型制麦芽试验 获得大麦的制麦特性参数和可以生产出的麦芽质量 5 不同的大麦品种有不同的酿造特性不同的大麦品种的组成份不同 有不同的胚乳结构和制麦性能 会得到不同的最终麦芽的质量 一定会在酿造过程产生一些影响 这些影响包括粉碎效果 糖化得率 过滤性能 麦汁组成 可发酵性能和澄清效果等 不同的酿造性可能会可能影响最终啤酒的质量 包括风味特点 风味稳定性 口味类型 外观质量和泡沫质量 非生物稳定性等 要充分认识大麦品种对啤酒酿造质量的重要意义 懂得选择优良的酿造大麦品种 国内非常典型的就是百威啤酒 A B公司 该公司不仅指定麦芽品种进行制麦芽 而且每年去农场观察大麦的生长情况和种植 收获条件 指定麦芽工厂进行制麦条件的选择和对纯种麦芽的质量鉴定 又例如 德国的 贝克啤酒 BECK SBEER 规定 酿造贝克啤酒只允许使用巴克 Barke 欧普特 Optic 两种大麦制造的麦芽 以保持这种啤酒特有的风味特点等 6 我国啤酒厂使用大麦品种与麦芽质量控制存在的问题我国的啤酒厂多属于按照麦芽理化指标的质量标准选择使用麦芽 没有对麦芽品种的纯净度 对麦芽质量的均一化程度引起重视 没有一些合适的检测方法正确鉴定麦芽质量 不同品种的大麦与不同品种的麦芽只有一个统一的标准 经常会出现酿造过程的一些变化和产品风味质量的差异 而且有时候无法判断原因 正确的做法应该是 啤酒厂最好能与麦芽厂建立一定的协作关系 努力做到在麦芽厂采购大麦时双方就联手控制大麦品种和大麦质量 由啤酒厂自行采购大麦委托麦芽厂加工 在麦芽质量上必须强调纯品种制麦 用不同品种的大麦制成麦芽的质量双方可以按实际情况进行协商 不必强求达到统一的质量指标 要求能做到纯品种麦芽供货 或者在不同品种混合供货时说明混合的品种和混合的比例 这样使用麦芽就能保证稳定的酿造过程和产品质量 7 酿造大麦品种的选择不存在进口大麦与国产大麦必然的等级差别 只存在不同进口大麦的品种差异只存在不同国产大麦的品种差异只存在进口大麦品种与国产大麦品种的差异 我国啤酒工业在快速发展的同时忽略了国产大麦基地的建立 也忽略了国产大麦品种经常性的育种与改良 八十年代到九十年代曾经专门进行过大麦的育种与改良 因此 有一些国产大麦品种严重退化或变异 已经不能适应啤酒酿造对大麦芽质量的要求 我国大麦的种植 田间管理存在比较分散 种植面积不集中和单位种植面积偏小的情况 导致同品种的大麦在收获 采购时出现一定的差异 这些情况加大了国产大麦与进口大麦之间的差别 8 大麦品种选择的标准 质量指数 质量指数是通过5个主要参数 浸出物得率 粘度 极限外观发酵度 库值和糖化力 的数值高低评价的 质量指数可分成10个等级 按照参数值评价的指数越高 等级越高的原则对大麦品种进行评定 其中1最低 10最高 或将可一种酿造大麦的参数设定为标准 其质量指数为5 高于5的属于优良的酿造大麦品种 反之为一般的大麦品种 9 质量指数 1 10 图中显示的五种大麦都属于可用的酿造大麦 其中Barke品种最好 其质量指数达到8 6 Thuringia品种较差 只有6 9 10 麦芽质量控制与判别的标准 11 一 麦芽的溶解度 Modification 麦芽的溶解度是能否满足酿造质量最重要的指标 又是麦芽制造过程中最难做到 均匀控制 的指标 特别是溶解均一性程度 Homogeneous 的问题 麦芽的溶解度可以包括三个方面 即 麦芽的细胞壁溶解度 即胚乳细胞壁多聚糖的分解程度 麦芽的蛋白溶解度 胚乳结构蛋白质的分解程度 麦芽的综合溶解度 批量麦芽溶解的均匀程度 这三个溶解度体现了麦芽胚乳溶解的几个不同方面 相互之间是密切关联的 共同体现了制麦芽的过程 12 阿魏酸 阿拉伯糖 醋酸 葡聚糖 木糖 木糖 局部放大图 大麦的胚乳细胞壁结构 13 麦芽胚乳细胞壁溶解不良 麦芽胚乳细胞壁溶解一般 麦芽胚乳细胞壁溶解良好 不同麦芽胚乳细胞壁溶解度的比较 14 细胞壁溶解良好的Ale麦芽和Lager麦芽的规格 库值 溶解指数 粗细粉差 脆度 均一性程度 冷水浸出物 浅色Ale麦芽 Lager麦芽 15 葡聚糖 协定法 麦汁 葡聚糖 VZ65 麦汁 质量好的麦芽 质量差的麦芽 干物质 干物质 干物质 干物质 不同质量麦芽的细胞壁溶解度 不同条件下葡聚糖含量差别 16 麦芽的蛋白溶解度 典型的麦汁伦丁区分 总氮 高分子氮 中分子氮 低分子氮 其中2 可凝固性氮 游离氨基氮 22 17 二 麦芽的酶系统 Enzymesystem 1 水解酶类 包括淀粉酶 蛋白酶 葡聚糖酶 木聚糖酶和核酸酶 磷酸酯酶等 这类酶的主要作用是将高分子的胚乳内容物水解为不同分子量的麦汁浸出物 同时能在麦汁制造过程中进一步发挥作用 水解麦芽和辅料的高分子物质 形成丰富的 可供酵母利用的麦汁组成份 属于啤酒酿造过程中最重要的酶类 2 氧化还原酶 如脂肪氧化酶 多酚氧化酶 过氧化物酶 过氧化氢酶 包括一些附加氧化酶类如环氧化物酶 等位异构氧化物合成酶等 主要对麦芽中含有的脂肪 多酚等进行氧化 生成老化醛类物质和多酚氧化聚合体 影响啤酒的风味与稳定性 属于啤酒酿造过程的有害酶类 不过 多数有害酶具有热不稳定性 经过麦芽焙焦后残留活性相对比较低 因此 合适的焙焦温度和焙焦时间对控制有害酶的数量与作用非常重要 如果能对酿造设备和酿造工艺上进行有效地控制与改进 虽然不可避免地会有这些酶的有害作用 但可以适当降低其有害的程度 18 氨基酸 淀粉 树胶 大麦 阿拉伯木聚糖 核酸 外切型阿拉伯聚糖酶外切型木聚糖酶 小分子阿拉伯木聚糖 阿拉伯二糖和木二糖 阿拉伯糖和木糖 内切型阿拉伯聚糖酶和内切型木聚糖酶 阿拉伯二糖酶木二糖酶 树胶 支链淀粉 直链淀粉 双糖和三糖 麦芽糖 蛋白质 蛋白质 内切型 葡聚糖酶 麦芽糖酶 麦芽糖酶和过渡酶 葡萄糖 界限糊精酶 糊精 多肽 葡萄糖 纤维二糖酶 纤维二糖昆布二糖 外切型葡聚糖酶 小分子葡聚糖 嘌呤嘧啶 核酸酶核苷酸酶核苷酶 蛋白酶肽酶 类脂 淀粉酶 淀粉酶R 酶磷酸酯酶 淀粉酶 淀粉酶磷酸酯酶 类脂酶磷酸类脂酶 类脂物质 麦芽制造过程和糖化过程中水解酶的作用 19 麦芽的水解酶类目前常用的测定方法是 DP值 糖化酵素力 DiastaticPower DU值 糊精单位 DextrinUnit 测定淀粉分解酶 45 哈同值 VZ45 Hartong sIndex 判断蛋白酶活性 协定麦汁与65 哈同值麦汁的葡聚糖含量之差判断葡聚糖酶活性 65 哈同值测定对水解酶活性水平的鉴定很有代表性 DP值表示的是麦芽的糖化力 DiastaticPower 是 淀粉酶 淀粉酶 界限糊精酶和 淀粉葡萄糖苷酶等几种主要淀粉水解酶的综合水解能力的体现DU值表示的是麦芽的液化力 主要反映 淀粉酶的活性 淀粉酶的作用是淀粉成糖作用的基础 20 三 重要的风味物质 Flavourconstitutes 作为原料带入啤酒而且对啤酒风味能产生重要影响的麦芽风味物质主要有四类 分别是 1 脂肪类物质及其分解 氧化产物 2 美拉德反应产物 3 含硫化合物 4 多酚物质 21 美拉德反应的途径及其产物 类黑素 吡嗪 呋喃 吡咯 塞吩 还原酮 氨基酸 还原糖 加热 22 一些含硫化合物的风味特征与风味阈值 甲硫醇 乙硫醇 丙硫醇 二基甲硫 二甲基二硫 二甲基三硫 甲基硫代乙酸酯 二乙基硫 蛋氨酸 二氧化硫 硫化氢 3 甲基2 丁烯1 硫醇 臭鸡蛋味 燃烧火柴的气味 腐烂的蔬菜味 腐烂的蔬菜味 洋葱味 甜玉米味 腐烂的蔬菜味 腐烂的洋葱味 煮熟的卷心菜味 煮熟的大蒜味 煮熟的土豆味 日光臭 含硫化合物 风味阈值 感觉特征 23 麦芽的多酚成分是啤酒中多酚的主要来源 影响是多方面的是很好的还原剂 对啤酒酿造过程的抗氧化和去除自由基等方面具有重要的作用 对啤酒的口味有一定的影响 一定含量的多酚 由于其收敛性质可以对口味具有缓冲作用 而且有益于啤酒的杀口感啤酒中的涩味很大程度上来自于氧化聚多酚的作用多酚的氧化还会造成啤酒的色泽加深 甚至呈现暗红色部分多酚 主要指能形成类单宁的黄烷酮类多酚 对啤酒的非生物稳定性具有重要影响 24 麦芽中的类脂的氧化产物 羰基类化合物 Lipidoxidationproducts carbonylsubstances 是麦芽给与啤酒酿造过程的另一类风味化合物 已经证明 斯特雷克尔分解 Streckerdegradation 和脂类氧化作用 Fatoxidation 的产物 特别是长链不饱和脂肪酸的氧化产物 是啤酒老化醛类物质的主要来源 是啤酒产生老化味的重要原因 从形成老化的原理上分析 啤酒老化味的产生需要物质条件和反应条件 麦芽中含有的羰基化合物就是老化的物质基础 在已经产生老化味的啤酒中 不但可以检测出大量的 斯特雷克尔分解 的产物 称为 斯特雷克尔醛 Streckeraldehydes 如糠醛 2 乙基糠醛乙酯等 而且可以检测到脂类的氧化产物 即不饱和脂肪酸的氧化产物 如反 2 壬醛 同时 也已经证明 一些重金属离子 如铁 对斯特雷克尔分解和脂类氧化有催化作用 25 脂类氧化可以分为酶促氧化 Enzymaticfatoxidation 和自动氧化 Autoxidation 两种形式 应该注意到的是脂类的酶促氧化在制麦芽过程中就已经大量产生 在麦芽中就可以检测出多量己醛 庚醛 十九烯醛和反 2 壬醛等脂类的氧化产物 如反 2 壬醛的含量可以达到0 08 0 25mg Kg 测定麦汁的壬醛含量就可以确定麦芽可能导致啤酒老化的潜在能力 称为 壬醛潜势 Nonenalpotential 缩写为N P 只有低的麦汁 壬醛潜势 才有可能获得风味稳定的啤酒 要求麦汁的最大 壬醛潜势 测定值应为0 0005mg L到0 005mg L之间 壬醛有很敏感的风味活性作用 只要有0 1 0 3 g L的含量就风味上的感觉 自动氧化 Autoxidation 始终被认为是麦汁生产过程中重要的生成老化醛的危险因素 这是因为自动氧化过程几乎不受到LOX酶的活性高低和酶促氧化程度的影响 是氧自由基的活性氧化作用 即使在LOX活性较低的情况下 只要存在有多量羟基酸 Hydroxyacid 就能在麦汁煮沸过程中进行自动氧化作用 并生成老化醛类物质 26 啤酒的老化有三个重要的基本条件 一是酿造过程氧化生成自由基的能力 二是老化前驱物质和老化物质存在的数量 三是老化前驱物质形成老化物质的氧化过程条件 如能有效地控制这三个基本条件 甚至能控制其中的一个条件 都能对啤酒的老化味的产生起到有效的抑制作用 减缓老化味生成的时间和老化程度 啤酒的过程氧化是不可避免的 因为氧化 还原反应不是简单的分子氧的作用 是电子得失的过程 分子氧所起的关键作用是通过电子的得失分别形成过氧化物和超氧化物 特别是能形成一定数量的单氧化物和过氧化氢 过氧化氢能在铁的催化下形成羟基自由基 OH 羟基自由基有极强的氧化能力 要超过分子氧和过氧化氢许多倍 也就是说 分子氧是氧化过程的起源 但其氧化能力的更多发挥是在形成羟基自由基之后 我们首先要控制的是减少分子氧在糖化过程开始就大量进入啤酒酿造过程 其次 要控制分子氧转化为羟基自由基的数量和考虑如何多量去除这些自由基 因为如果有多量自由基存在 其氧化速率又大大超过其他各种氧的形式 超氧化物 过氧化物 啤酒的老化的速度就会明显提高 这就是为什么啤酒在过滤 包装的溶解氧量控制得非常低 但啤酒的老化速度依然很快的原因之一 27 国外资料刊载的自由基形成原理图 28 酿造过程氧化还原链的运转 29 分子氧形成的各种氧的形式与氧化能力比较 30 四 麦芽的均一性程度麦芽的 均一性程度 Homogeneous 是高质量麦芽的重要指标 在糖化室发生问题大多关系到麦芽胚乳溶解的 不均一性程度 Inhomogeneity 麦芽的均一性程度是指大麦经过制麦过程以后 溶解良好的麦粒占全部经制麦大麦的麦粒比例 这个比例越高 表示制麦过程中控制良好 麦芽质量均匀 优良 国际上著名的麦芽公司都设有 均一度 Homogeneity 指标 要求必须达到90 以上 技术水平高而且要求较高的制麦芽公司常将其设定在95 以上 使用常规的麦芽分析方法是不能检查出麦芽的均一度指标的 因为常规分析方法的样品通过了粉碎和粉碎后的均质化 只能得出一个麦芽样品测定的平均值 而这个平均值是不能真正反映麦芽质量的 近代使用一种称为 单粒麦分析 singlegrainanalysis 的方法就有可能改进常规分析方法的不足 合理地评价麦芽的均一性程度 这种方法减少了不同溶解程度麦粒鉴定的相互干扰 31 麦芽综合溶解度 不同均一性程度的麦芽分析数据的比较 均一性程度好的麦芽 均一性程度差的麦芽 蛋白质溶解度 色度 粗细粉差 45 哈同值 32 一些值得重视的实验室分析试验 33 表十六 典型的Lager麦芽的质量规格 水分 浸出物 干基 颗粒度 2 5mm 色度 总氮 总可溶性氮 游离氨基氮 可溶性氮的比例 粗细粉差 脆度 均一性度 糖化力 麦汁拈度 二甲硫前驱体 葡聚糖 淀粉酶 糊精单位 34 麦芽过滤性能预测麦芽过滤性能预测试验 PredictionofLauteringPerformance 是一种以模拟大生产条件为基础的比较试验 其实用性表现为 1 要求的麦芽粉碎度更接近大生产 实验室用的EBC粉碎机的粉碎度往往精细一些 均质化程度高 酶与浸出物的游离 作用好一些 实验室测定麦汁过滤速度不能反映糖化室的实际情况 2 协定法包括低温保温和高温保温两个阶段 有利于低温酶的作用 而麦汁过滤试验只有较高的温度下 65 的保温阶段 低温酶作用非常微弱 过程时间也比较短 比实验室试验更能反映糖化室的实际情况 这样预测的麦汁过滤性能对实际麦汁过滤操作有一定的参考价值 3 预测麦汁过滤性能操作的模拟图示 从图中可以看出 过滤预测试验的结果用前30分钟和后30分钟的麦汁过滤数量来分析 如果前30分钟的过滤数量超过后30分钟 则麦芽质量很好或较好 如果数量几乎相等 则麦芽质量属于中等偏下 如果前30分钟过滤数量很少 后30分钟也不多 则麦芽质量很差 35 协定法与麦汁过滤预测试验的分析内容对比 粉碎 细 粗 醪液浓度 温度 过程时间 麦芽 醪液量 醪液量 麦芽 分钟 分钟 分钟 分钟 小时 小时 协定法 过滤预测试验 36 过滤预测试验 粉碎的麦芽粉 保温结束后定容到 分别用30分钟和60分钟的过滤量鉴定麦汁过滤性能 37 在国外制麦芽工厂中 对两个哈同值的测定是很重视的 一是45 哈同值 因为其不仅非常直观地反映了麦芽的蛋白溶解度和细胞溶解度 同时反映了糖化过程可能满足的低温水解酶的补偿程度 因为45 哈同值的测定在一定程度上反映了细胞壁分解酶的活性 也反映了蛋白分解酶的活性 大部分细胞壁分解酶作用活性的适宜温度都在60 以下 这些酶如能在低温下的游离与分散 在升温过程中就能迅速作用 这种作用对溶解不良的麦芽在酿造过程中有重要的补偿作用 如果45 哈同值比较好 例如能达到36 以上 意味着麦芽含有丰富的低温水解酶活性 包括多聚糖酶和蛋白酶的活性 这就是说 如果45 哈同值比较理想 在糖化过程获得的补偿可