探究未过滤麦汁浊度的控制措施
时间：2023-06-06 14:35:08 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
孙同清，杨永其
（青岛啤酒（三水）有限公司，广东佛山 528000）
麦汁的制备是啤酒生产过程中的重要环节，如果糖化过程控制不当，容易导致未过滤麦汁浊度高。由于浑浊的麦汁中含有大量的脂肪酸和高分子氮，进入到发酵阶段会导致酵母出现退化，而且浑浊的麦汁也会影响发酵液的澄清，易造成啤酒非生物稳定性和风味稳定性，直接影响到成品啤酒的纯净度和新鲜度[1]。以往评价麦汁清亮度大多使用冷麦汁浊度来衡量，而冷麦汁浊度检测是取冷却麦汁经过滤纸过滤去除麦汁中的悬浮物后再检测。而实际上麦汁中的悬浮物绝大多数进入到发酵罐中，经过滤后检查的麦汁并不能代表麦汁的清亮度[2]。未过滤麦汁浊度是指直接取冷却麦汁不经过滤纸过滤检测的浊度，更能反映出麦汁的清亮度，因此控制好未过滤麦汁浊度至关重要。
1.1 存在的问题
麦芽作为啤酒的主要原料，麦芽质量的好坏对啤酒的口感、风味等起至关重要的作用。一般来说发芽不良的麦芽在糖化时很难分解充分。麦芽溶解不好，黏度高、脆度低、β-葡聚糖含量高，中分子、高分子可溶性物质多，这些高分子物质在过滤甚至煮沸后，依然会悬浮在麦汁中，造成未过滤麦汁浊度高[3]。另外在制麦过程中，若麦芽焙焦温度偏低，多酚氧化酶和过氧化物酶残留过多也会引起麦汁发生蛋白浑浊。
1.2 控制措施
①采取低温长时的蛋白休止工艺，加强高分子氮的分解。②使用含蛋白酶、葡聚糖酶和淀粉酶的复合酶制剂，加强麦汁中准高分子物质的分解。③使用单宁、卡拉胶等可以适当去除麦汁中的“浑浊物质”。④质量较差的麦芽最好与好的麦芽搭配使用，达到较好的效果。⑤如果使用小麦芽，则需要注意搭配比例，且在糖化时添加适量的木聚糖酶。
2.1 存在的问题
原料的粉碎度也是关键的控制点，麦芽粉碎过细或过粗都会影响未过滤麦汁浊度。若麦芽粉碎过细，麦皮和不溶性物质粉碎过细，麦汁过滤时糟层会呈现致密状态，影响麦汁的渗透性导致过滤困难，从而影响过滤效果[4]。此外，麦芽粉碎过细，还会使麦皮中的多酚、苦味、色素等物质大量溶出，影响麦汁的澄清和啤酒的口感。若麦芽粉碎过粗，麦芽的比表面积小，料水接触面积减少，会影响到酶的溶出和分解作用，不但影响浸出物的析出，还会使一些未充分分解的物质进入麦汁中，从而使麦汁浑浊。此外，麦芽粉碎过粗，形成的过滤糟层过于松散，无法起到较好的拦截效果，导致较大颗粒物质进入到麦汁中，影响未过滤麦汁浊度。
2.2 控制措施
①根据粉碎方式控制好原料的粉碎度，确定最佳的麦芽粉碎辊间距。②干法粉碎需要定期取粉碎后的样品进行筛分分析。③湿法粉碎需要定期确认浸麦水温、水量和浸麦时间，并定期捞取糖化醪液检查麦芽的粉碎情况。④定期检查浸麦箱内浸麦水喷淋管，确保喷头无堵塞，喷洒角度无偏移，否则会影响麦芽浸泡的均匀性，从而影响麦芽粉碎效果的一致性。⑤浸麦箱内浸泡完的麦芽要均匀放入粉碎机内完成粉碎，如发现浸麦箱内的麦芽层表面出现凹陷幅度太大，说明浸麦箱内的麦芽下料速度不一致，需要排查原因加以解决。否则也会影响到粉碎效果的一致性[5]。
3.1 存在的问题
糖化是利用麦芽中含有的或辅助添加的各种水解酶，在水和热力的作用下，将麦芽和辅料中的淀粉、蛋白质、半纤维素等高分子物质，逐步分解的过程。在蛋白质休止阶段，若温度、时间和pH值控制不当，蛋白质分解不良，麦汁中的高分子蛋白质相对增多，会引起麦汁浑浊。在糖化阶段如果糖化的温度、时间、醪液的pH值等控制不当，也会增加麦汁浑浊风险。若糖化温度过高，或搅拌不均匀等，不仅会影响酶的作用，也会使麦汁中的低分子糊精含量偏高，从而引起麦汁浑浊[6]。通过合适的工艺设计，能有效控制糖化过程中麦汁中β-葡聚糖的含量，降低麦汁黏度，改善麦汁过滤效果，非常有利于麦汁浊度的控制。另外，如果搅拌速度过快，搅拌形成的剪切力会打碎麦皮，形成麦胶物质，造成麦汁过滤困难和浊度上升。同时快速搅拌形成的湍流，会造成麦汁强烈吸氧，影响麦汁和啤酒的抗氧化能力，影响啤酒的新 鲜度。
3.2 控制措施
①控制好蛋白质休止的时间和温度，一般蛋白质的休止时间约为40 min，休止温度为40～55 ℃。
对于溶解不良的麦芽，可采取低温30～40 ℃下料，必要时添加适量的蛋白酶可加快蛋白质的分解[7]。②蛋白质休止醪液pH值一般控制在5.5～5.7 （20 ℃检测），较低的pH值有利于蛋白质的分解和溶出，但是要注意，pH值过低，容易造成啤酒口味偏酸。③要定期校准糖化锅的温度，确保显示准确。每批糖化必须碘检合格后方可升温再泵送入麦汁过滤槽，且要定期测定碘值来判断糖化过程是否正常。④定期检测冷麦汁中β-葡聚糖的含量，如果偏高，影响到麦汁的过滤效果，则可参考表1对糖化的工艺设计进行优化[8]。⑤设计的糖化锅搅拌器必须确保糖化醪搅拌均匀。⑥糖化锅快搅和慢搅的控制也很关键，一般在糖化过程中慢速搅拌，使醪液始终处于悬浮状态，以提高酶和底物接触的概率，最大化提高糖化分解效果。⑦缩短下料、兑醪、醪液升温过程的时间，可以减少这些过程中快速搅拌的时间，从而减少麦胶物质的产生。
表1 糖化关键工艺参数调整对麦汁 β-葡聚糖含量的影响表
4.1 存在的问题
麦汁过滤在糖化麦汁的生产过程中非常重要，这一阶段对麦汁浊度的影响较大。麦汁过滤的目的是在糖化结束后，在最短时间内将糖化醪中原料溶出物质与不溶性的麦糟进行分离，以得到澄清的麦汁，并获得良好的浸出物收得率的过程。麦汁过滤效果的好坏直接影响后期麦汁的浊度和成品啤酒的浊度，甚至会影响啤酒的泡持性和风味。糖化结束的醪液进入到过滤槽，如果分布不均匀，会出现过滤“短路”情况，影响过滤效果。回流的速度过快或者过慢都不利于过滤效果，回流速度过快，会导致糟层吸紧，麦汁渗透性差。回流速度过慢，不能及时把浑浊麦汁带回糟层上部，回流结束后麦汁不能达到清亮的效果。过滤过程的速度要合适，不能过快或过慢，且尽量不要波动太大，否则也会影响过滤效果。洗糟水要在糟层露出前添加（一般是在液面距离糟层1～2 cm时），洗糟水温的控制也相当重要，洗糟水温过低会影响糟层的渗透性，影响过滤效果。而洗糟水温过高，会使醪液中残留的淀粉物质再次糊化导致麦汁浊度上升[9]。耕糟时，耕刀的转速和下降速度都不可太快，否则会破坏糟层，导致麦汁浊度上升。过滤槽设备的安装维护也很关键，如过滤槽筛板与筛板之间出现缝隙，会导致麦皮漏出而进入到麦汁中，影响麦汁浊度。如过滤槽假底冲洗不干净，有麦渣积存或麦汁收集管出现堵塞情况，都会导致过滤不均匀，影响麦汁过滤效果。另外，麦汁回流口的设置也很关键，要确保回流的麦汁不能冲击到过滤层而破坏过滤层[10]。
4.2 控制措施
①定期检查过滤槽进醪的均匀性。若发现醪液分布不均匀，可在进醪过程开启过滤耕刀进行搅拌，将糟层铺平，保证醪液进入过滤槽后分布均匀。②通过试验摸索合适的回流速度。一般刚开始回流速度稍慢，待过滤层形成后再匀速提升回流速度，把小颗粒物质尽快带到糟层上部。回流时间一般控制在10～15 min，以回流结束后麦汁达到清亮为准。③过滤速度的控制可根据在线浊度变化和过滤槽液位压差进行调整，在保证麦汁清亮的情况下，确保麦汁快速地分离出来。④洗糟水温一般控制比过滤槽温度高2～3 ℃，可根据季节进行适当调整。另外过滤槽面和麦汁收集管等配置若有保温功能，可适当下调洗糟水温，将过滤糟层的温度控制在72～74 ℃。
洗糟水的pH值也比较关键，洗糟水pH值控制在5.7～6.3比较合理，可有效减少麦皮中多酚和苦味物质的溶出量。⑤保持适宜的耕刀深度，维护好过滤糟层，耕刀底部距筛板的距离不能低于 5 cm。并且耕刀的转速要控制在合理范围内，四臂耕糟转速一般控制在16～18 r·min-1。另外要防止耕糟过程中出现推糟现象。若出现推糟现象则要检查耕刀是否变形，或者是耕刀下降过低。⑥过滤槽的设计要与糖化投料量和麦芽粉碎度相匹配，控制好糟层厚度，一般糟层厚度控制在28～35 cm，如果糟层过薄（小于25 cm）麦汁浊度会随之上升。糟层厚度在过滤结束空水后排糟前进行检测。⑦过滤槽筛板定期拆检（不少于1次/每年），主要检查筛板是否有变形，筛板缝隙内是否有较多的杂物，假底喷头是否有堵塞，喷头的角度是否能确保假底冲洗干净，麦汁收集管是否有堵塞等，如发现有异常则要处理完善后再安装。筛板安装后必须要确保筛板与筛板之间紧密结合。⑧如发现筛板缝隙卡住的小石子过多，则要彻底清理小石子，并排查原料去石机的去石效果和假底冲洗水压是否正常。
5.1 存在的问题
麦汁在煮沸过程中发生剧烈的物理和化学反应。煮沸过程中，蛋白质与多酚物质结合产生凝固物并在后续的回旋沉淀过程中被去除。如果蛋白质凝固去除不足，麦汁中会有较多的敏感蛋白和脂肪类物质，从而影响麦汁浊度，导致成品啤酒在保质期内出现蛋白浑浊的风险。因此，要确保合适的煮沸强度，使成品啤酒达到良好的蛋白絮凝效果。麦汁煮沸强度不够，可凝性蛋白质凝固不充分，导致麦汁浑浊。而煮沸强度过大，则会破坏麦汁的隆丁区分，影响啤酒的泡沫性能。煮沸时间也会影响到麦汁的浊度，煮沸时间过长，会使一些已凝固的蛋白质及其复合物重新复溶，而导致麦汁变浑。煮沸麦汁的pH值如果偏离蛋白质的等电点，则不利于蛋白质的凝集，影响煮沸效果。煮沸时间内保持稳定的强烈煮沸状态，是实现热休止、稳定的蒸发和酒花成分的有效浸出等的基本条件。如煮沸蒸汽压力的不稳定也会使麦汁的可凝固性氮析出不充分，从而影响麦汁浊度。煮沸过程所添加的酒花对麦汁浊度也会有一定的影响，酒花单宁中的多酚类（花色苷等）能与蛋白质结合成热溶性的络合物，遇冷或氧化时会析出沉淀，它也是影响麦汁浊度的一个重要原因[11]。
5.2 控制措施
①确定合理的煮沸强度和时间，煮沸强度应控制在7%～9%；
另外可以增加麦汁强制循环系统，加快煮沸麦汁的挥发，可以达到缩短煮沸时间和节约蒸汽用量的效果。②使用乳酸调节煮沸麦汁pH值，使煮沸后pH值控制在5.2～5.4。③在生产期间尽可能确保供给蒸汽压力的稳定，最好是在进煮沸锅前的蒸汽管道增加稳压阀，确保进锅蒸汽压力稳定控制在0.30～0.40 MPa。煮沸锅过程中观察煮沸锅内麦汁击到反射罩后反射到麦汁液面与锅壁的交界处为最好。④煮沸过程中尽量添加新鲜的酒花，若使用陈旧的酒花，其单宁物质沉淀蛋白的能力会下降，导致麦汁中大分子蛋白残留量变多，此时可适当添加单宁来弥补。⑤酒花应现配现用，搭配好的酒花及剩余的酒花应该密封后低温存放，不能直接暴露于空气中，以免氧化影响其单宁物质沉淀蛋白的效果。⑥正常生产时，每天取煮沸结束的麦汁于玻璃量筒内进行观察，煮沸效果好的情况下，在清亮透明的麦汁中可见到大量快速沉淀的凝固物。⑦每月或者配方发生变化时，必须要跟踪检测冷麦汁可凝固性氮含量，13°P冷麦汁中凝固性氮的含量应 ≤2.0 mg/100 mL。
6.1 存在的问题
麦汁煮沸结束后的定型麦汁在回旋沉淀槽内通过麦汁回旋运动，在离心力和重力的作用下实现热凝固物、酒花糟和麦汁的分离。因此麦汁泵送进沉淀槽也是一个关键控制点，泵送的速度和入槽的角度都会影响麦汁的沉淀效果。速度过慢或者入槽的角度不合理产生的向心力不够，会导致热凝固物不易集中和沉降。入槽的角度不合理，麦汁进入沉淀槽时会受到槽壁阻力的影响而导致旋流速度不够，从而影响回旋沉淀效果。麦汁沉淀时间也会影响到麦汁的浊度，沉淀时间越长，麦汁浊度会呈下降趋势，但是会使麦汁的色度上升；
而麦汁沉淀时间过短，则热凝固物不易沉淀，麦汁浊度达不到要求。另外，沉淀槽的设计也很关键，沉淀槽底的设计要考虑便于冲洗干净，避免热凝固残留而影响浊度[12]。
6.2 控制措施
①通过调整麦汁泵的速度或者沉淀槽麦汁入口的口径大小确保麦汁的线速度达到10～15 m·s-1。②为了不干扰麦汁流动，避免产生漩涡影响回旋效果，麦汁进口应沿切线方向进入沉淀槽内，且入槽管口不能沿着槽壁切除形成椭圆形，比较合理的进口设计见图1。
图1 进口设计
另外南北半球的入槽方向也是有讲究的，一般处于北半球的工厂，按逆时针方向入槽，更加有利于麦汁的旋流，可提升麦汁的沉淀效果。③根据回旋沉淀效果确定静置时间，一般控制在15～20 min。时间过长会导致色度上升、糠醛和二甲基硫含量上升、麦汁中还原物质损失等，从而影响啤酒的口味。④沉淀槽底要有2%～3%的斜度，便于清水冲洗和排除热凝固物。⑤为了确保沉淀效果，一般沉淀槽应设置2～3个麦汁出口，麦汁冷却时应由上而下依次开启麦汁出口，在麦汁的出口进行转换时，要遵循先开后关的原则，防止空气进入到麦汁中。⑥选择合适的麦汁输送泵，优化泵送管路，减少麦汁泵送过程形成的剪切力对热凝固造成破坏，从而影响到麦汁浊度。
浑浊的麦汁中脂肪酸及高分子氮含量高，这些物质过多会影响麦汁的发酵和清酒的过滤，最终影响到成品啤酒的纯净度和口味质量甚至会导致啤酒的非生物稳定性问题。因此改善未过滤麦汁浊度非常必要。通过以上的分析，人们可以通过原料的选择和搭配，采取合适的粉碎度，使用合理的糖化工艺，优化麦汁过滤控制，适当的煮沸和沉淀工艺，以及辅料的应用和设备的安装维护等方面进行控制，以制备出清亮的麦汁。有利于麦汁的发酵和清酒的过滤，最终可提升成品啤酒口感的纯净度和风味的稳定性。
猜你喜欢 筛板麦芽浊度 高浊度水处理参数优化研究分析山西化工(2022年6期)2022-10-09丙烯酰胺强化混凝去除黑河原水浊度的研究供水技术(2022年1期)2022-04-19新型组合式防脱落筛板设计与应用中国科技纵横(2021年15期)2021-10-14一种新型原煤分级高效防堵孔筛板的制作工艺中国科技纵横(2021年7期)2021-07-22《中国药典》四部通则澄清度检查法中可能存在问题的探讨*药学与临床研究(2021年3期)2021-07-13妈妈被妖怪抓走了童话王国·文学大师班(2021年4期)2021-05-17吃心情的麦芽精趣味(作文与阅读)(2021年12期)2021-04-19妈妈被妖怪抓走了童话王国·文学大师班(2021年12期)2021-01-14青光眼对视神经筛板的影响眼科学报(2020年6期)2020-12-16青草沙水库浊度与悬浮颗粒物粒径的分布特征绿色科技(2018年20期)2018-12-19
