6小麦和小麦芽在啤酒生产中的应用(王海明)pys.pptx
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1、小麦和小麦芽在啤酒生产中的应用王海明无锡2009-4-27报告内容1小麦概况 03 2小麦与大麦的不同 163小麦芽生产 294小麦芽酿造特性 355使用小麦芽带来的问题及解决方案 416未发芽小麦用于啤酒生产 547质量变化 708经济效益分析 76 一、小麦概况一、小麦概况 1、小麦的分类、小麦的分类 2、小麦的成分、小麦的成分 3、啤酒酿造小麦选择、啤酒酿造小麦选择1、小麦的分类根据生长季节可以分为:春小麦和冬小麦。冬小麦主要集中于南方(包括河南、河北、山东)。冬小麦皮层厚,蛋白质含量低,淀粉含量高。根据颜色可以分为:红皮小麦和白皮小麦。红皮小麦为红褐色至深红色,白皮小麦为白色至黄色。根
2、据质地可以分为:硬质小麦和软质小麦。凡粉状率达50%以上的为软质小麦,凡角质率达50%以上的为硬质小麦。软麦皮色浅,粒形饱满,含淀粉多,含蛋白质少,适宜于做糕饼和酿酒,而硬质小麦宜做面包。2、小麦的成分小麦籽粒各部分的化学成分(以干基计)/%籽料部分质量比例粗蛋白质粗脂肪淀粉糖分戊聚糖纤维灰分全粒100.0016.072.2463.074.328.102.762.18胚乳87.6012.910.6878.933.542.720.150.45胚3.2437.6315.04025.129.742.466.32糊粉层6.5453.168.1606.8215.646.4113.93果皮种皮8.9310
3、.567.4602.5951.4323.734.78小麦蛋白质的基本组成种类溶解性相对含量功能主要存在部位清蛋白溶于水9参与代谢的各种酶胚、糊粉层、少部分在胚乳球蛋白溶于稀盐酸5参与代谢的各种酶胚、糊粉层、少部分在胚乳醇溶蛋白溶于醇溶液40决定面团延展性胚乳谷蛋白溶于稀酸液46决定面团弹性胚乳小麦品种和蛋白质含量的关系 红冬麦软红冬麦 软白冬麦 硬红春麦蛋白质含量16.512.011.018.0无水浸出率77.086.582.074.5生长地域对小麦蛋白质含量的影响地区 杭州扬州济南北京公子岭克山无水蛋白质含量 11.712.112.116.1 16.319.0相同的品种,生长地域纬度越高,小
4、麦蛋白质含量也越高,因此,宜选择南方地区小麦。小麦淀粉淀粉占小麦籽粒重的57-67%,占面粉重的67%,占胚乳质量的70%小麦淀粉中,直链淀粉约占1/4,支链淀粉占3/4。用热水处理,可溶部分为直链淀粉,不溶部分为支链淀粉小麦淀粉的糊化温度59-64小麦的纤维素纤维素是一种多糖类化合物。纤维素和半纤维素是小麦籽粒细胞壁的主要成份,约为籽粒干物质总量的2.3-3.7%纤维素在胚乳、胚芽和麦麸中分别占0.3%、16.8%和35.2%半纤维素在胚乳、胚芽和麦麸中分别占2.4%、15.3%和43.1%小麦的游离糖单糖类:葡萄糖、果糖、半乳糖二糖类:蔗糖、蜜二糖、麦芽糖和棉籽糖多糖类:葡果聚糖、葡二果聚
5、糖等(8)小麦中的酶淀粉酶淀粉酶量较低,发芽时活性提高淀粉酶以游离或结合形式存在,发芽时结合的或非活性淀粉酶变为活性的。蛋白酶发芽时蛋白酶活性增加。外肽酶水解产生氨基酸;内肽酶产生多肽。细胞溶解酶发芽时产生,当作用于细胞壁和淀粉颗粒内的葡聚糖、戊聚糖和多糖-蛋白复合物时,它们包括内-葡聚糖酶和外-葡聚糖酶以及戊聚糖酶,它们的作用使得淀粉酶和蛋白酶能进入胚乳细胞,分别水解淀粉和蛋白质。酯酶脂肪酸变化归因于酯酶的活性作用植酸酶减少植酸量氧化酶脂肪氧化酶、酚氧化酶、过氧化物酶3、啤酒酿造用小麦的选择、啤酒酿造用小麦的选择 蛋白质含量低:软质白皮冬小麦二、小麦与大麦的不同二、小麦与大麦的不同 1、蛋白
6、质组成、蛋白质组成 2、胚乳细胞壁、胚乳细胞壁 3、-葡聚糖和戊聚糖葡聚糖和戊聚糖生长中的大麦和小麦收获后的大麦和小麦小麦没有皮壳,只有种皮缺少介质,影响过滤多酚含量低,有害成分少小麦戊聚糖含量高粘度高,影响过滤小麦蛋白质含量高,谷蛋白含量高泡沫好影响制麦影响过滤影响稳定性小麦与大麦蛋白组成不同总蛋白清蛋白球蛋白醇溶蛋白谷蛋白啤酒大麦9-12%4%31%36%29%小麦11-16%9%5%40%46%75%-葡聚糖 20%阿拉伯木聚糖 5%蛋白质,其他 胚乳:淀粉,蛋白质大麦胚乳细胞壁的组成小麦胚乳细胞壁的组成-葡聚糖木聚糖蛋白质葡甘露聚糖纤维素胶质大麦702052-42-4-小麦207057
7、4-大米微量403-42-4810b-葡聚糖葡萄糖通过葡萄糖通过-1,3-1,4-键连接键连接 主要连接为主要连接为-1,4-键键内切葡聚糖酶内切葡聚糖酶(-葡聚糖酶葡聚糖酶,纤维素酶)纤维素酶)Endo-1,3(4)-葡聚糖酶葡聚糖酶-1,4-1,3-1,4-1,4-1,4-葡萄糖苷酶葡萄糖苷酶葡萄糖纤维二糖酶纤维二糖酶戊聚糖整麦中戊聚糖含量为8-9%戊聚糖是戊糖、D-木糖和L-阿拉伯糖组成的多糖存在于胚乳和糊粉层细胞壁分子式为(C5H8O4)n 制麦过程中,不溶性的阿拉伯木聚糖被部分降解,麦芽中可溶性阿拉伯木聚糖含量是大麦中的两倍阿拉伯木聚糖可以被降解为阿拉伯聚糖和木聚糖,可以进一步降解为
8、阿拉伯糖和木糖阿拉伯木聚糖阿拉伯木聚糖(Arabinoxylan,AX)是广泛存在于玉米、小麦等原料中的非淀粉多糖(Nonstarch polysaccharides,NSP),是限制营养物质有效利用的主要抗营养因子。AX通常根据溶解性分为:水溶性阿拉伯木聚糖(Water一extractable Arabinoxylan,WEAX,约占总AX的2530)不溶性阿拉伯本聚糖(Water-unextractable Arabinoxylan,WUAX,约占总AX的7075)不同谷物中阿拉伯木聚糖的含量(干物质)项目小麦麦麸大麦裸麦 黑小麦 高梁玉米大米米糠WEAX1.81.10.83.41.30.
9、10.1T0.2WUAX6.320.87.15.59.52.05.10.28.3戊聚糖的化学结构组成:L阿拉伯糖和D木糖主链:以1,4键连接的D吡喃木糖分支:L呋喃阿拉伯糖连接在木糖残基的O-2或O-3上,分支存在于:单独的木糖残基主要两个连续的木糖残基主要3种相邻的木糖残基少4种或更多相邻的木糖残基无三、小麦芽的生产三、小麦芽的生产1、制麦流程、制麦流程2、指标差异、指标差异小麦制麦流程原料小麦 化验合格是退货否存入仓库 休眠性是否制定生产工艺投料选麦浸麦发芽烘干除根打包成品麦芽投料否是浸麦1.小麦与大麦的主要区别在于小麦没有麦皮,薄的谷皮层允许水分非常快速地进出谷粒,因而小麦吸水快,浸麦时
10、间必须缩短,否则小麦会变成糊状,过度浸麦会使小麦生长滞后而影响发芽,小麦浸麦时间较大麦芽缩短三分之一。2.浸麦度达到3738%后,就结束浸麦,然后在发芽时将水分升至4446%。发芽4.为了防止缠根,在发芽过程中要经常翻麦,但是小麦没有皮壳,叶芽暴露在麦粒外容易断裂,当叶芽破坏以后,溶解就会停止,因此在小麦制麦过程中要特别小心。5.小麦蛋白质丰富,发热量高,麦层通风不好,麦层不宜过厚。6.小麦发芽温度比大麦要低一些,但在发芽最后一天,为促进细胞壁溶解,发芽温度可升至1720。干燥4.凋萎期通风量不宜过大,保证小麦芽能更好地溶解。5.干燥期间要加大通风量,翻麦要勤。6.水份达到10%左右时,进行焙
11、焦,一般浅色小麦麦芽的焙焦温度为80,水份达到5%左右时,焙焦结束。指标差异色度煮沸色度库值葡聚糖浸出物氨基氮大麦芽2.5-3.57-938-42200-28076-78150-180小麦芽4-68-1246-50120-15083-85160-180四、小麦芽的酿造特性四、小麦芽的酿造特性特性1蛋白质含量高优点:小麦糖蛋白含量较高,有助于啤酒的泡沫持久缺点:难溶解,糖化过程要加强蛋白质的分解小麦蛋白质中的谷蛋白可引起大量的混浊,造成麦汁混浊啤酒的稳定性较差特性2小麦芽无皮壳优点:小麦的无水浸出率高,比麦芽高5%小麦虽无皮壳,但有种皮,不容易氧化,作为辅料比大米更易于保存缺点:由于缺少皮壳作为
12、过滤介质,糖化醪的过滤性能较差。特性3多酚含量低优点:小麦芽花色苷只有麦芽的3050%,多酚的处理费用低延长或过热的洗糟对浸出皮壳风味物质的危险性较小特性4糖化力高优点:可协助糖化,减少酶制剂用量可以提高辅料比例特性5戊聚糖含量高缺点:糖化醪粘度高,影响过滤需添加戊聚糖酶五、使用小麦芽的问题五、使用小麦芽的问题&解决方案解决方案1、糖化和过滤困难、糖化和过滤困难 2、酵母不易沉降、酵母不易沉降 3、啤酒过滤困难、啤酒过滤困难 4、冷稳定性差、冷稳定性差 5、pH值偏低值偏低 1、糖化和过滤问题1.由于小麦芽蛋白质、戊聚糖含量较高,添加小麦芽,通常醪液粘稠、过滤缓慢。2.由于小麦麦芽比大麦麦芽硬
13、而且粉状物少,如果小麦麦芽粉碎得比大麦麦芽更细时,实际浸出率增加,但较细的粒子会增加过滤问题。3.在50-52下短时间的蛋白质休止能有助于过滤,通过降解一些高分子量的蛋白质而不会降低泡沫性能,添加中性蛋白酶也有助于蛋白质分解。高温糖化对降低麦汁的粘度有利,糖化过程中添加适量的戊聚糖酶或木聚糖酶,有助于戊聚糖的降解,从而降低糖化醪液的粘度,有利于麦汁过滤。4.因为小麦没有皮壳,多酚含量低,洗糟水温可以提高至80,来降低麦汁的粘度,但是洗糟用水要进行酸化。5.由于小麦芽缺少皮壳,所以随着小麦芽用量的加大,过滤介质减少,过滤可能存在问题,使用压滤机可以解决这一问题。6.实际上,随着小麦芽用量的增加,
14、相同料量的情况下,糟层变得更薄,同时也变得更加“实在”,通透性下降。我们在试验过程中发现,经过此过滤层的麦汁也有比较好的清亮度,问题在于过滤阻力大,一次过滤数量少。针对此问题,我们加大了过滤槽的直径,使糟层变得更薄一点,同时采用微负压过滤,将过滤时间控制到与使用大麦芽相似。目前,在普通酒完全不使用大麦芽的情况下,使用过滤槽过滤,总时间可以控制在120分钟以内。7.对过滤槽进行改造,头道麦汁采用直接抽取上清液,效果非常好。平稳抽取上清液,麦汁更清亮,时间更短。料量相同,过滤层厚度不同大麦芽小麦芽易过滤难过滤使用过滤槽时可采取的措施增加过滤槽直径减少总料量从上层吸滤南阳公司过滤现场信阳公司过滤现场
15、郑州公司过滤现场2、酵母使用问题、酵母使用问题1.与大麦芽生产的麦汁相比,使用部分或全部小麦麦芽为原料生产的麦汁较混,发酵后,酵母表面吸附了较多的冷凝固物,活性较差,且容易产生沉降困难,导致啤酒过滤困难。在麦汁煮沸过程中添加卡拉胶,可以有效解决此问题。不使用大麦芽的情况下,卡拉胶的使用量应达到50ppm左右。2.因麦汁混而导致的酵母不易沉降,可以通过从罐底吹二氧化碳的办法来解决。3.全部使用小麦芽时,麦汁的-氨基氮一般会偏低,尤其是使用市场采购的小麦芽时。通过调整工艺,将麦汁的-氨基氮含量提高到140mg/L以上,是保证酵母正常发酵的必要条件。4.扩培酵母无需特制麦汁,让酵母从0代开始就适应新
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