CN107937291B - 一种用于酵母扩培的麦汁及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于酵母扩培的麦汁制备工艺，采用小型啤酒精酿设备，且所述制备工艺包括如下步骤：投料、糖化、过滤、洗糟、配制、高温灭菌、澄清麦汁。本发明还提供一种用于酵母扩培的麦汁，其由上述用于酵母扩培的麦汁制备工艺所制备获得的。本发明利用小型啤酒精酿设备，制备用于酵母扩培的麦汁，可以在实验室生产用于实验室阶段4个扩培步所需要的麦汁，从而可取消掉车间为此安排的第1天的投料生产，节省因此次投料进行的糖化设备清洗，并减少了清洗所需的消耗的水、电、蒸汽和清洗剂，也减少对应的成本。本发明提供的制备工艺所制备的扩培麦汁，有更高的α‑氨基氮含量，有利于酵母扩培时的增殖和生长。
Description
技术领域
本发明属于啤酒酿造技术领域，具体涉及一种用于酵母扩培的麦汁及其制备工艺。
背景技术
酵母扩培是啤酒生产的核心技术之一。酵母扩培过程控制的好坏，影响到后续数月生产中各代酵母的生产性能。因此，各个啤酒厂对酵母扩培工作都非常重视。
酵母扩培，一般包括实验室和车间扩培两个阶段；其中酵母扩培实验室阶段具有四个扩培步骤，包括：试管培养、小三角瓶培养、大三角瓶培养和卡氏罐培养；而酵母扩培车间阶段具有四个扩培步骤，包括：一级扩培罐培养、二级扩培罐培养、三级扩培罐培养和发酵罐扩培培养。
上述每个酵母扩培步骤都需要适合酵母扩培的特定品种麦汁作为培养基。啤酒厂的糖化车间会根据酵母扩培进展，安排投料生产相应的麦汁品种，提供给实验室阶段或车间阶段酵母扩培使用。一般啤酒厂的糖化车间会对生产酵母扩培所需麦汁作如下安排：第1天生产实验室阶段四个扩培步需要的麦汁；第6天生产车间阶段中一级扩培罐培养和二级扩培罐培养需要的麦汁；第8天生产车间阶段中三级扩培罐培养需要的麦汁；第9天生产车间阶段中发酵罐扩培需要的麦汁。
目前，对于很多生产计划量不大的啤酒厂，为了避免因发酵液长时间库存影响风味和糖化车间连续投料生产麦汁所带来成本的增加，一般在第1天和第6天之间会暂停投料。但是，间断投料会增加糖化设备的清洗次数。清洗一次糖化锅体和管道，需要消耗水约280吨、消耗约1吨的浓碱作为清洗剂、耗电约500千瓦和消耗蒸汽共约21.5吨。
因此，发明一种用于酵母扩培的麦汁制备工艺实属必要，不仅能生产出实验室阶段更适合酵母扩培的麦汁，而且可以减少一次糖化车间投料生产麦汁，减少糖化设备的清洗次数，减少了清洗所需的消耗的水、电、蒸汽和清洗剂，也减少对应的成本。
发明内容
为了克服现有技术中的不足，本发明提供一种用于酵母扩培的麦汁制备工艺，不仅能生产出实验室阶段更适合酵母扩培的麦汁，而且可以减少一次糖化车间投料生产麦汁，减少生产成本。
为解决上述问题，采用的技术方案如下：
一种用于酵母扩培的麦汁制备工艺，采用小型啤酒精酿设备，且所述制备工艺包括如下步骤：
S1：投料
将麦芽粉加入到温度为45℃的水中，加入乳酸，将混合物的pH调至5.5-6.5，再依次加入石膏、大麦水解酶，在温度为45℃条件下，保温40-60分钟；所述麦芽粉和水的质量体积比kg/L为1∶(2.6-3.0)，所述石膏和水的质量体积比g/L为(0.3-0.5)∶1，所述大麦水解酶加入量是麦芽粉重量的0.02％-0.04％；
S2：糖化
将温度升高至65℃，保温时间60分钟，进行糖化；
S3：过滤
将温度升高至78℃，对麦芽溶液进行过滤，获得头道麦汁；
S4：洗糟
向麦糟里加入温度为78℃的水，对麦糟进行洗涤，收集洗糟水；所述麦芽粉和再次加入水的质量体积比kg/L为1∶(0.8-1.0)；
S5：配制
将所述头道麦汁与洗糟水合并，加入水，将麦汁浓度调至12.5-13.5°P；加入乳酸，将麦汁的pH调至5.0-5.5；加入石膏，再将麦汁中钙含量调至80-100ppm；再加入硫酸锌，硫酸锌与麦汁质量体积比g/L为0.002∶1；
S6：高温灭菌
将步骤S5获得的麦汁进行高温蒸汽灭菌；
S7：澄清麦汁
待麦汁的温度降至90℃，加入已灭菌的麦汁澄清剂，混合均匀后静置澄清。
优选的，所述的麦芽粉，以麦壳保持完整、胚乳粉碎。
优选的，步骤S1中，所述石膏和水的质量体积比g/L为0.3∶1。根据优化石膏加入量，有利于大麦水解酶的作用，提高α-氨基氮含量。
优选的，步骤S1中，先将大麦水解酶溶于水，加入大麦水解酶水溶液。
优选的，步骤S1中，所述大麦水解酶加入量是麦芽粉重量的0.04％。
优选的，步骤S4包括：向麦糟里均匀倒入温度为78℃的水，边倒边搅拌，让洗糟水没过麦糟层，浸透麦芽后，收集洗糟水。
优选的，步骤S5中所述石膏和麦汁的质量体积比g/L为0.4∶1。
优选的，步骤S6中，所述高温蒸汽灭菌的条件为，在温度为115-125℃的条件下，灭菌25-35分钟。
优选的，步骤S7中，先将麦汁澄清剂溶于水，高温灭菌后，加入麦汁澄清剂水溶液。
优选的，步骤S7中，所述麦汁澄清剂为卡拉胶，卡拉胶和麦汁的质量体积比g/L为0.03∶1。
优选的，一种用于酵母扩培的麦汁制备工艺还包括如下步骤：
S8：分装
待冷却后的麦汁在无菌室分装入扩培用容器中后，用于扩培生产。
本发明还提供一种用于酵母扩培的麦汁，其由上述用于酵母扩培的麦汁制备工艺所制备获得的。
本发明具有如下优点和有益效果：
1、本发明利用小型啤酒精酿设备，制备用于酵母扩培的麦汁，可以在实验室生产用于实验室阶段4个扩培步所需要的麦汁，从而可取消掉车间为此安排的第1天的投料生产，节省因此次投料进行的糖化设备清洗，并减少了清洗所需的消耗的水、电、蒸汽和清洗剂，也减少对应的成本。
2、本发明提供的制备工艺中，分别在步骤S1投料、步骤S4配置加入石膏，在投料阶段添加石膏有利于大麦水解酶作用以提高a-氨基氮含量，在配置阶段加入石膏使麦汁中钙含量达到适合的范围，有利于酵母扩培时的增殖和生长。
3、利用本发明提供的制备工艺所制备的扩培麦汁，有更高的α-氨基氮含量，合适的钙含量，有利于酵母扩培时的增殖和生长。
具体实施方式
下面通过具体较佳实施例结合效果试验例对本发明的技术方案做进一步说明，但本发明并不仅限于以下的实施例。
以下实施例中，小型啤酒精酿设备、原料、试剂均为市售商品，均为可通过商业途径购买获得。
实施例1：
一种用于酵母扩培的麦汁制备工艺，采用小型啤酒精酿设备，且所述制备工艺包括如下步骤：
S1：投料
将5kg麦壳保持完整、胚乳粉碎的麦芽粉加入到14L温度为45℃的水中，加入乳酸，将混合物的pH调至6.0，再依次加入4.2g石膏、2g大麦水解酶，在温度为45℃条件下，保温40分钟；
S2：糖化
将温度升高至65℃，保温时间60分钟，进行糖化；
S3：过滤
将温度升高至78℃，对麦芽溶液进行过滤，获得头道麦汁；
S4：洗糟
向麦糟里均匀倒入5L温度为78℃的水，边倒边搅拌，让洗糟水没过麦糟层，浸透麦芽后，收集洗糟水；
S5：配制
将头道麦汁与洗糟水合并，加入水至20L；加入乳酸，将麦汁的pH调至5.0-5.5；加入8g石膏、0.04g硫酸锌；
S6：高温灭菌
将步骤S5获得的麦汁，温度为121℃的条件下，灭菌30分钟，进行高温蒸汽灭菌；
S7：澄清麦汁
将0.6g卡拉胶溶于水经高温灭菌后的卡拉胶水溶液；待麦汁的温度降至90℃，加入卡拉胶水溶液，混合均匀后静置澄清；
S8：分装
待冷却后的麦汁在无菌室分装入扩培用容器中后，用于扩培生产。
实施例2：
一种用于酵母扩培的麦汁制备工艺，采用小型啤酒精酿设备，且所述制备工艺包括如下步骤：
S1：投料
将5kg麦壳保持完整、胚乳粉碎的麦芽粉加入到14L温度为45℃的水中，加入乳酸，将混合物的pH调至6.0，再依次加入7g石膏、2g大麦水解酶，在温度为45℃条件下，保温40分钟；
S2：糖化
将温度升高至65℃，保温时间60分钟，进行糖化；
S3：过滤
将温度升高至78℃，对麦芽溶液进行过滤，获得头道麦汁；
S4：洗糟
向麦糟里均匀倒入5L温度为78℃的水，边倒边搅拌，让洗糟水没过麦糟层，浸透麦芽后，收集洗糟水；
S5：配制
将头道麦汁与洗糟水合并，加入水至20L；加入乳酸，将麦汁的pH调至5.0-5.5；加入8g石膏、0.04g硫酸锌；
S6：高温灭菌
将步骤S5获得的麦汁，温度为121℃的条件下，灭菌30分钟，进行高温蒸汽灭菌；
S7：澄清麦汁
将0.6g卡拉胶溶于水的卡拉胶水溶液；待麦汁的温度降至90℃，加入卡拉胶水溶液，混合均匀后静置澄清；
S8：分装
待冷却后的麦汁在无菌室分装入扩培用容器中后，用于扩培生产。
实施例3：
一种用于酵母扩培的麦汁制备工艺，采用小型啤酒精酿设备，且所述制备工艺包括如下步骤：
S1：投料
将5kg麦壳保持完整、胚乳粉碎的麦芽粉加入到14L温度为45℃的水中，加入乳酸，将混合物的pH调至6.0，再依次加入4.2g石膏、1g大麦水解酶，在温度为45℃条件下，保温40分钟；
S2：糖化
将温度升高至65℃，保温时间60分钟，进行糖化；
S3：过滤
将温度升高至78℃，对麦芽溶液进行过滤，获得头道麦汁；
S4：洗糟
向麦糟里均匀倒入5L温度为78℃的水，边倒边搅拌，让洗糟水没过麦糟层，浸透麦芽后，收集洗糟水；
S5：配制
将头道麦汁与洗糟水合并，加入水至20L；加入乳酸，将麦汁的pH调至5.0-5.5；加入8g石膏、0.04g硫酸锌；
S6：高温灭菌
将步骤S5获得的麦汁，温度为121℃的条件下，灭菌30分钟，进行高温蒸汽灭菌；
S7：澄清麦汁
将0.6g卡拉胶溶于水的卡拉胶水溶液；待麦汁的温度降至90℃，加入卡拉胶水溶液，混合均匀后静置澄清；
S8：分装
待冷却后的麦汁在无菌室分装入扩培用容器中后，用于扩培生产。
对比例1：大生产麦汁
大生产麦汁的制备方法包括以下步骤：
A：将3500kg的大米粉碎，加入13000L水，在温度为70℃，15分钟，温度为90℃，35分钟条件下糊化，制得大米糊化醪；
B：将7000kg的麦芽粉碎，加入20000L水，在温度为45℃条件下，保温40分钟，制得麦芽浸渍醪；
C：将步骤A制得的大米糊化醪加入步骤B制得的麦芽浸渍醪，再将温度升高至65℃，保温时间60分钟，进行糖化，制得糖化醪；
D：将温度升高至78℃，对糖化醪进行过滤，获得头道麦汁；
E：糖化醪液经过麦汁压滤机过滤，并使用78℃的热水对麦汁压滤机内麦糟洗涤，洗糟水并入过滤后麦汁中；
F：将所述头道麦汁与洗糟水合并，加入水至63000L，获得麦汁；
G：将步骤F获得的麦汁，煮沸60分钟；
H：将1600g卡拉胶在煮沸结束前10分钟加入到煮沸麦汁中，煮沸后的麦汁进入回旋沉淀槽澄清20分钟；
I：澄清后的麦汁经过麦汁冷却器冷却后，用于扩培生产。
效果实施例1：
麦汁的理化指标
采用本发明实施例1制备方法制备的两个批次的麦汁与对比例1所制备的两个批次的麦汁，测麦汁的糖度、pH值、α-氨基氮(QJ/ZPG 0701002-2016啤酒麦芽检验方法)和钙含量(QJ/ZPG 0702001-2016麦汁检验方法)，试验结果见表1。
表1麦汁的理化指标
从表1可知，本发明实施例1所制备的麦汁与对比例1的麦汁，糖度、pH值和钙含量均相近，但本发明实施例1麦汁的α-氨基氮的含量明显高于对比例1的麦汁，更有利于酵母扩培生长。
实施例2、3的麦汁理化指标和实施列1基本相同，在此不再赘述。
效果实施例2：
麦汁扩培过程酵母生长情况
采用本发明实施例1制备方法制备的两个批次的麦汁与对比例1所制备的两个批次的麦汁进行酵母扩培生长，试验结果见表2。
表2麦汁扩培过程酵母生长情况
从表2中可知，使用实施例1的麦汁扩培时，酵母浓度比对比例1要高，且酵母死亡率比对比例1更低，说明实施例1的麦汁更适合酵母扩培生长。
实施例2、3的麦汁扩培过程酵母生长情况和实施列1基本相同，在此不再赘述。说明使用本发明的麦汁扩培时，酵母浓度更高、酵母死亡率更低，说明本发明的麦汁更适合酵母扩培生长。
制备工艺优化试验例1：
大麦水解酶加入量对麦汁中α-氨基氮含量的影响
将70g麦芽粉加入到300ml温度为45℃的水中，加入乳酸，将混合物的pH调至6.0，加入0.09g石膏，按照表3的量加入大麦水解酶，在温度为45℃条件下，保温40分钟；将温度升高至65℃，保温时间60分钟，进行糖化；冷却至室温，滤纸过滤(前100ml重滤)，加水定容至450g，检测分析，试验结果见表3。
表3大麦水解酶加量对麦汁中α-氨基氮含量的影响
从表3中可知，加入麦芽粉重量的0.02％、0.04％的大麦水解酶的麦汁中α-氨基氮含量比不加入大麦水解酶的麦汁要高，其中加入麦芽粉重量的0.04％的大麦水解酶的麦汁中α-氨基氮含量最高，更适合酵母扩培时的增殖和生长。
制备工艺优化试验例2：
石膏加入量对麦汁中α-氨基氮含量的影响
将70g麦芽粉加入到300ml温度为45℃的水中，加入乳酸，将混合物的pH调至6.0，按照表4的量加入石膏，加入0.028g大麦水解酶，在温度为45℃条件下，保温40分钟；将温度升高至65℃，保温时间60分钟，进行糖化；冷却至室温，滤纸过滤(前100ml重滤)，加水定容至450g，检测分析，试验结果见表4。
表4石膏加量对麦汁中α-氨基氮含量的影响
从表4可以看出，随着石膏加入量增加，麦汁中α-氨基氮含量提高。但是加入石膏和水的质量体积比g/L为0.3与0.5的麦汁中α-氨基氮含量提高差别不大，因此，加石膏和水的质量体积比g/L为0.3为优选加入的量。
制备工艺优化试验例3：
石膏加入量对麦汁中钙含量的影响
将70g麦芽粉加入到300ml温度为45℃的水中，加入乳酸，将混合物的pH调至6.0，加入0.09g石膏，加入0.028g大麦水解酶，在温度为45℃条件下，保温40分钟；将温度升高至65℃，保温时间60分钟，进行糖化；冷却至室温，滤纸过滤(前100ml重滤)，加水定容至450g，再加入乳酸，将麦汁的pH调至5.0-5.5；加入0.18g的石膏(相对麦汁体积0.4g/L的石膏)，高温灭菌。分别对未灭菌加入石膏前的麦汁(即制备阶段第二次加入石膏前)、未灭菌加入石膏后的麦汁(即制备阶段第二次加入石膏后)、灭菌后的麦汁(即制备阶段第二次加入石膏后并经高温灭菌后)进行检测分析，试验结果见表5。
表5石膏加量对麦汁中钙含量的影响
| 样品 | pH | α-氨基氮ppm | 钙含量ppm |
| 未灭菌加入石膏前的麦汁 | 5.22 | 312.44 | 59 |
| 未灭菌加入石膏后的麦汁 | 5.22 | 312.44 | 83.4 |
| 灭菌后的麦汁 | 5.09 | 340.09 | 97.3 |
从表5中可以看出，未灭菌加入石膏前的麦汁，钙含量为59ppm，在加入石膏后，麦汁中的钙含量为83.4ppm，麦汁中的钙含量基本达到适合的范围(80-100ppm)。经过高温灭菌后，水分蒸发，麦汁浓缩，麦汁中的钙含量为97.3ppm，钙含量更高。可见，加入相对麦汁体积0.4g/L的石膏，麦汁中的钙含量达到适合的范围(80-100ppm)。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，故凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的。
Claims (6)
1.一种用于酵母扩培的麦汁制备工艺，其特征在于：采用小型啤酒精酿设备，且所述制备工艺包括如下步骤：
S1：投料
将麦芽粉加入到温度为45℃的水中，加入乳酸，将混合物的pH值调至5.5-6.5，再依次加入石膏、大麦水解酶，在温度为45℃条件下，保温40-60分钟；所述麦芽粉和水的质量体积比kg/L为1:(2.6-3.0)，所述石膏和水的质量体积比g/L为0.3:1，所述大麦水解酶加入量是麦芽粉重量的0.04％；
S2：糖化
将温度升高至65℃，保温时间60分钟，进行糖化；
S3：过滤
将温度升高至78℃，对麦芽溶液进行过滤，获得头道麦汁；
S4：洗糟
向麦糟里加入温度为78℃的水，对麦糟进行洗涤，收集洗糟水；所述麦芽粉和再次加入水的质量体积比kg/L为1:(0.8-1.0)；
S5：配制
将所述头道麦汁与洗糟水合并，加入水，将麦汁浓度调至12.5-13.5°P；加入乳酸，将麦汁的pH调至5.0-5.5；加入石膏，再将麦汁中钙含量调至80-100ppm；再加入硫酸锌，硫酸锌与麦汁质量体积比g：L为0.002:1；
S6：高温灭菌
将步骤S5获得的麦汁进行高温蒸汽灭菌；
S7：澄清麦汁
待麦汁的温度降至90℃，加入 已灭菌的麦汁澄清剂，混合均匀后静置澄清。
2.根据权利要求1所述的麦汁制备工艺，其特征在于，步骤S4包括：向麦糟里均匀倒入温度为78℃的水，边倒边搅拌，让洗糟水没过麦糟层，浸透麦芽后，收集洗糟水。
3.根据权利要求1所述的麦汁制备工艺，其特征在于：步骤S6中，所述高温蒸汽灭菌的条件为，在温度为115-125℃的条件下，灭菌25-35分钟。
4.根据权利要求1所述的麦汁制备工艺，其特征在于：步骤S7中，所述麦汁澄清剂为卡拉胶，卡拉胶和麦汁的质量体积比g：L为0.03:1。
5.根据权利要求1所述的麦汁制备工艺，其特征在于，还包括以下步骤：
S8：分装
待冷却后的麦汁在无菌室分装入扩培用容器中后，用于扩培生产。
6.一种用于酵母扩培的麦汁，其特征在于：是由权利要求1-5任意一项所述的麦汁制备工艺所制备获得的。
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