CN116676142A - 一种低能耗、低制麦损失的麦芽制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种低能耗、低制麦损失的麦芽制备工艺，属于制麦工艺领域，能够解决传统制麦工艺存在高能耗、高损失以及高碳排放的问题。该技术方案包括：原料大麦依次经过浸麦、发芽、干燥和除根步骤，浸麦步骤采用三次湿浸两次干浸交替进行，湿浸的水温保持在12‑19℃范围内，干浸的处理温度保持在17‑19℃范围内，同时监控浸麦过程中原料大麦在浸麦不同阶段的水分含量和大麦萌发胚乳弱化关键酶活力是否达到相应水平，确认达到相应水平后进入后续发芽步骤；控制发芽步骤中的温度、新风用量和风机开度，分别采用渐进式升温方式、渐进式降低方式以及渐进式递增方式进行。本发明所得麦芽能在满足质量需求的前提下，降低制麦过程的呼吸损失、根芽损失以及能耗。
Description
技术领域
本发明属于制麦工艺领域，尤其涉及一种低能耗、低制麦损失的麦芽制备工艺。
背景技术
啤酒是一种以大麦芽、啤酒花为主要原料，通过啤酒酵母发酵得到的含有一定酒精和丰富二氧化碳的低酒精度麦芽饮料，因其满足了当代人们对健康时尚的追求，已成为全球消费人群最多、分布国家最广、产量最大的国际化酒精饮料。近年来，随着我国经济的高度发展，人民生活水平也逐年提高，啤酒作为快速消费品，需求量越来越大，产品的竞争变得日趋激烈，因此，消费者和啤酒酿造者对啤酒的质量及品质要求也愈来愈高。麦芽作为酿造啤酒的主要原料，麦芽质量很大程度上影响了啤酒质量。酿造啤酒的专家们对麦芽的质量要求很高，也非常重视，常常把麦芽视为啤酒的灵魂。
麦芽是大麦经过浸麦、发芽、干燥和除根步骤制备得到。制麦损失是指经过浸麦、发芽、干燥和除根后的大麦，其干物质损失的百分比。通过测定制麦损失可以判断出制麦方法的优劣。其中，制麦损失包括以下几个方面：浸麦损失、呼吸损失和根芽损失。
浸麦损失是指在浸麦阶段，由于灰尘的去除、原料的部分滤除以及谷物的新陈代谢(放出二氧化碳和乙醇)而导致的干物质含量的损失。微生物存在可能会促进谷物皮壳的溶解。另外，皮壳碎片和漂浮物大部分也会在浸麦过程中去除。呼吸损失通常是指在浸麦、发芽、干燥过程中干物质被呼吸作用消耗所带来的损失。呼吸损失主要来自二氧化碳的形成(少量其他挥发性代谢物)，不同阶段呼吸作用程度不同，浸麦阶段随着大麦萌发呼吸逐渐增强，发芽的呼吸强度和热量释放量在逐渐变化，呼吸强度与热与热量释放量不仅与麦芽处于不同阶段有关系，还与发芽焙焦条件有关。根芽损失是通过收集焙焦后根芽的质量计算得到的。对于大麦麦芽而言，这部分损失主要来自根的去除。
制麦师最首要的目标以尽可能少的损失、尽可能少的人力、费用，获取对淀粉质原料最大限度的利用。传统制麦技术为达到麦芽理化指标的标准，多采用长时间的浸麦和发芽过程以促进大麦大分子物质溶解的工艺，虽然能够带来麦芽指标的改善，但是高强度的工艺普遍引入了高能耗、高损失、高碳排放，给麦芽厂的节能降耗及低碳排放目标增加了负担。
因此，研发一种在满足麦芽品质要求的前提下降低制麦损失和能耗的制麦工艺是解决上述问题的关键。
发明内容
本发明针对传统制麦工艺存在高能耗、高损失以及高碳排放的技术问题，提出一种低能耗、低制麦损失的麦芽制备工艺，通过对浸麦和发芽工艺进行协同调节，使得在满足麦芽质量需求的前提下，增大制麦过程蛋白质、葡聚糖溶解，增大淀粉酶活性，同时在满足质量需求的前提下降低制麦过程的损失(包括呼吸损失和根芽损失)，并且从能耗方面降低制麦过程中的电耗和汽耗。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种低能耗、低制麦损失的麦芽制备工艺，原料大麦依次经过浸麦、发芽、干燥和除根步骤，所述浸麦步骤采用三次湿浸两次干浸交替进行，所述湿浸的水温保持在12-19℃范围内，干浸的处理温度保持在17-19℃范围内，同时监控浸麦过程中所述原料大麦在浸麦不同阶段的水分含量和大麦萌发胚乳弱化关键酶活力是否达到相应水平，确认达到相应水平后进入后续发芽步骤；
控制所述发芽步骤中的温度、新风用量和风机开度，其中所述温度采用渐进式升温方式，所述新风用量采用渐进式降低方式，所述风机开度采用渐进式递增方式。
在一实施方式中，所述三次湿浸两次干浸交替进行包括：
一次湿浸：处理时间6-8h，水温12-16℃；
一次干浸：处理时间8-10h，处理温度17-19℃；
二次湿浸：处理时间8-10h，水温14-18℃；
二次干浸：处理时间6-8h，处理温度17-19℃；
三次湿浸：处理时间4-5h，水温17-19℃。
在一实施方式中，所述三次湿浸两次干浸交替进行包括：
一次湿浸：处理时间7h，水温14℃；
一次干浸：处理时间11h，处理温度17℃；
二次湿浸：处理时间9h，水温14-18℃；
二次干浸：处理时间5h，处理温度17℃；
三次湿浸：处理时间4-5h，水温17℃。
在一实施方式中，所述一次湿浸阶段结束的原料大麦水分含量控制在22.5-24.5％，所述二次湿浸阶段结束的原料大麦水分含量控制在35.5-38.5％，所述浸麦步骤结束的原料大麦水分含量控制在41.5-42.5％。
在一实施方式中，所述大麦萌发胚乳弱化关键酶包括果胶酯酶、植物木葡聚糖内糖基转酶水解酶和扩展蛋白酶。
在一实施方式中，所述一次湿浸阶段结束的原料大麦萌发胚乳弱化关键酶活力控制在以下范围：
所述果胶酯酶的酶活力为800-1000μmoL/min/g；
所述植物木葡聚糖内糖基转酶水解酶的酶活力为200-400U/g；
所述扩展蛋白酶的酶活力为600-800U/g。
在一实施方式中，所述二次湿浸阶段结束的原料大麦萌发胚乳弱化关键酶活力控制在以下范围：
所述果胶酯酶的酶活力为2200-2400μmoL/min/g；
所述植物木葡聚糖内糖基转酶水解酶的酶活力为2500-2700U/g；
所述扩展蛋白酶的酶活力为1600-1800U/g。
在一实施方式中，所述发芽步骤总耗时为88h，在不同时间阶段的温度、新风用量以及风机开度分别为：
0-24h：发芽温度15-16℃、新风用量80-90％、风机开度50-60％；
24-48h：发芽温度16-17℃、新风用量70-80％、风机开度60-70％；
48-72h：发芽温度17-18℃、新风用量50-60％、风机开度70-80％；
72-88h：发芽温度18-19℃、新风用量40-50％、风机开度80-90％。
在一实施方式中，所述发芽步骤总耗时为88h，在不同时间阶段的温度、新风用量以及风机开度分别为：
0-24h：发芽温度15℃、新风用量80％、风机开度50％；
24-48h：发芽温度16℃、新风用量70％、风机开度60％；
48-72h：发芽温度17℃、新风用量50％、风机开度70％；
72-88h：发芽温度18℃、新风用量40％、风机开度80％。
在一实施方式中，所述干燥步骤包括：
50℃干燥4h，55℃干燥4h，65℃干燥4h，75℃干燥2h以及84℃干燥3h。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：、
1、本发明提供一种低能耗、低制麦损失的麦芽制备工艺，结合种子萌发的引发机理调整对浸麦工艺，通过控制一浸温度、一浸时间、二浸温度以及二浸时间来促进种子的萌发，促进GA合成及后期酶系合成，促进大分子物质溶解(包括淀粉、葡聚糖和蛋白质等)，结合发芽工艺调整(包括发芽温度、新风用量、风机开度及发芽时间等)，筛选出最优工艺，最终制得的麦芽能够满足麦芽质量需求，且α-氨基氮有所升高；β-葡聚糖降低；蛋白溶解良好，库值增大；总极限糊精酶和α-淀粉酶明显提高；
2、本发明提供一种低能耗、低制麦损失的麦芽制备工艺，对发芽工艺进行调整，通过控制风机开度降低用于产生热量的部分ATP和NADPH，从而降低发芽过程中的无效呼吸，在保证功能代谢相关需求的前提下，降低了转化为热量的ATP及NADPH的消耗，再结合新回风比例和温度的调整保证发芽过程中大分子物质的溶解，从而达到满足麦芽理化指标的前提下降低呼吸损失；
3、本发明提供一种低能耗、低制麦损失的麦芽制备工艺适用范围广泛，不仅适用于加麦Copeland、Synergy，法麦Planet、Irina，而且适用于澳麦Spardacus、Planet、阿麦Anderia等现有国内啤酒酿造使用的主流进口品种；
4、本发明提供一种低能耗、低制麦损失的麦芽制备工艺不仅能够降低制麦能耗，而且能降低制麦损失，在节能降耗减少碳排放的前提下，提高了麦芽的糖化力，降低了β-葡聚糖、增加了淀粉酶系，提升了麦芽质量。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供了一种低能耗、低制麦损失的麦芽制备工艺，原料大麦依次经过浸麦、发芽、干燥和除根步骤，所述浸麦步骤采用三次湿浸两次干浸交替进行，所述湿浸的水温保持在12-19℃范围内，干浸的处理温度保持在17-19℃范围内，同时监控浸麦过程中所述原料大麦在浸麦不同阶段的水分含量和大麦萌发胚乳弱化关键酶活力是否达到相应水平，确认达到相应水平后进入后续发芽步骤；
控制所述发芽步骤中的温度、新风用量和风机开度，其中所述温度采用渐进式升温方式，所述新风用量采用渐进式降低方式，所述风机开度采用渐进式递增方式。
上述实施例提供一种低能耗、低制麦损失的麦芽制备工艺，该工艺主要对制麦过程中的浸麦工艺和发芽工艺进行调整。其中，针对“浸麦工艺”：本发明结合种子萌发的引发机理调整浸麦工艺。展开来说，种子萌发主要包括PhaseI、PhaseII和PhaseIII在内的三个阶段。PhaseI阶段可以视为是简单物理过程，仅存在被动吸水，是由种子内部渗透压和外部水势影响，几乎不存在生物转化；PhaseII阶段主要是恢复细胞完整性、线粒体修复、呼吸启动和DNA修复，但很少破坏物质储备(除非种子长时间保持水化休眠状态)或合成与发芽相关的mRNA或蛋白质。PhaseIII是由于胚根突出相关的细胞扩张而发生的，第三阶段的水分吸收不是适当的吸胀本身，而是发芽完成的最初结果，胚根突破种皮的过程代表萌发进入第三个阶段。
由此可见，为保证制麦后的麦芽能够满足质量需求的前提下，尽可能增大制麦过程蛋白质、葡聚糖溶解，增大淀粉酶活性，将浸麦工艺中的各个阶段尽可能与种子萌发的三个阶段对应是有效解决途径。因此，基于上述原理，本发明通过一浸和一断吸水性的控制，结合大麦种子萌发的机制，控制一浸水温，以控制PhaseI阶段缓慢吸水；中期控制二浸温度和时间，延长PhaseII持续时间，保证细胞膜修复、线粒体、DNA修复，抑制根芽突破种皮；后期进入PhaseIII后可适当提高浸麦温度，最终通过控制一浸温度、一浸时间、二浸温度以及二浸时间来促进种子的萌发，促进GA合成及后期酶系合成，促进大分子物质溶解(包括淀粉、葡聚糖和蛋白质等)。
浸麦过程的三个阶段，PhaseI、PhaseII、PhaseIII其中关键的过程都伴随着胚根的发芽。大麦萌发通过被动吸水使得大麦水分到达一定水平，水分达到一定水平后促进关键基因的表达，然后通过转录翻译形成特定的酶系促进胚根的萌发。同时，水分含量对大麦萌发起到一定指示作用。
因此，可以通过关注大麦水分含量以及不同浸麦阶段关键酶活力(大麦萌发胚乳弱化关键酶)反应种子萌发的三个阶段。本发明经过一系列筛选最终选择包括果胶酯酶、植物木葡聚糖内糖基转酶水解酶和扩展蛋白酶在内的四种酶作为关键酶，这几种关键酶的酶活水平能够反应大麦萌发的活力，从而结合PhaseI、PhaseII、PhaseIII的特征，制定三浸两断的浸麦工艺。
更进一步的，一次湿浸阶段结束的原料大麦萌发胚乳弱化关键酶活力控制在以下范围：
所述果胶酯酶的酶活力为800-1000μmoL/min/g；
所述植物木葡聚糖内糖基转酶水解酶的酶活力为200-400U/g；
所述扩展蛋白酶的酶活力为600-800U/g。
所述二次湿浸阶段结束的原料大麦萌发胚乳弱化关键酶活力控制在以下范围：
所述果胶酯酶的酶活力为2200-2400μmoL/min/g；
所述植物木葡聚糖内糖基转酶水解酶的酶活力为2500-2700U/g；
所述扩展蛋白酶的酶活力为1600-1800U/g。
所述一次湿浸阶段结束的原料大麦水分含量控制在22.5-24.5％，所述二次湿浸阶段结束的原料大麦水分含量控制在35.5-38.5％，所述浸麦步骤结束的原料大麦水分含量控制在41.5-42.5％。
在上述内容的基础上，本发明进一步对发芽工艺进行调整，通过控制风机开度降低用于产生热量的部分ATP和NADPH，从而降低发芽过程中的无效呼吸，在保证功能代谢相关需求的前提下，降低了转化为热量的ATP及NADPH的消耗，再结合新回风比例和温度的调整保证发芽过程中大分子物质的溶解，从而达到满足麦芽理化指标的前提下降低呼吸损失，即通过优化发芽工艺降低制麦呼吸损失和根芽损失的同时，降低能耗。
其中，新风比例：是指通过风门开度控制使用外界新风的使用比例，风门开度可以调整外界发芽过程通风使用新风和回风的比例，外界新风中的含氧量高，回风中的含氧量低，二氧化碳含量高。
风机开度：是指风机是变频情况下的开度，风机通过设置功率在额定功率下的占比，风机开度越高代表风机的功率越大，风机转速越大，代表发芽箱的风速越大，风速的大小代表带走发芽箱内热量及二氧化碳的能力。可通过改变风机的转速，从而改变风机风量以适应生产工艺的需要，而且运行能耗最省。
进一步的，为了更直观展示本发明在节约能耗方面的优势，本发明还进一步对能耗进行计算：
在相同季节、相同品种的啤酒麦芽制备工艺与传统制麦工艺相比，总计节约电量9-10.7Kwh/t，制麦损失约1.06-1.31％，汽耗节约0.02-0.05t/t，麦芽厂以年产11.0万吨计算，电费按照0.71元/Kwh，汽耗按照273.4元/t计算，只针对电、汽耗一年可节省成本168.3万。
单计算制麦损失，按照减少制麦损失1.5％左右、麦芽售价按照3000元/t计算，共节省成本660余万元。由此可见，综合计算本发明提供的制麦工艺在满足麦芽采购标准的前提下，不仅降低了制麦能耗，而且降低了制麦损失，在节能降耗减少碳排放的前提下，提高了麦芽的糖化力，降低了β-葡聚糖、增加了淀粉酶系，提升了麦芽质量。
在一具体实施方式中，所述三次湿浸两次干浸交替进行包括：
一次湿浸：处理时间6-8h，水温12-16℃；
一次干浸：处理时间8-10h，处理温度17-19℃；
二次湿浸：处理时间8-10h，水温14-18℃；
二次干浸：处理时间6-8h，处理温度17-19℃；
三次湿浸：处理时间4-5h，水温17-19℃。
在一具体实施方式中，所述三次湿浸两次干浸交替进行包括：
一次湿浸：处理时间7h，水温14℃；
一次干浸：处理时间11h，处理温度17℃；
二次湿浸：处理时间9h，水温14-18℃；
二次干浸：处理时间5h，处理温度17℃；
三次湿浸：处理时间4-5h，水温17℃。
在一具体实施方式中，所述发芽步骤总耗时为88h，在不同时间阶段的温度、新风用量以及风机开度分别为：
0-24h：发芽温度15-16℃、新风用量80-90％、风机开度50-60％；
24-48h：发芽温度16-17℃、新风用量70-80％、风机开度60-70％；
48-72h：发芽温度17-18℃、新风用量50-60％、风机开度70-80％；
72-88h：发芽温度18-19℃、新风用量40-50％、风机开度80-90％。
在一具体实施方式中，所述发芽步骤总耗时为88h，在不同时间阶段的温度、新风用量以及风机开度分别为：
0-24h：发芽温度15℃、新风用量80％、风机开度50％；
24-48h：发芽温度16℃、新风用量70％、风机开度60％；
48-72h：发芽温度17℃、新风用量50％、风机开度70％；
72-88h：发芽温度18℃、新风用量40％、风机开度80％。
在一具体实施方式中，所述干燥步骤包括：
50℃干燥4h，55℃干燥4h，65℃干燥4h，75℃干燥2h以及84℃干燥3h。
为了更清楚详细地介绍本发明实施例所提供的一种低能耗、低制麦损失的麦芽制备工艺，下面将结合具体实施例进行描述。
实施例1
本实施例提供一种针对浸麦步骤的优化方法，具体为：
(1)优化前：
采用标准工艺进行，制麦工艺按照浸断工艺，发芽工艺采用恒温发芽、恒定通风量进行，排潮和焙焦工艺固定，优化前的制麦工艺参数见表1：
表1优化前制麦工艺
注释：表1中W是指湿浸处理，D是指干浸处理，W或D后面的数字是指处理时间(h)，比如，W6是指湿浸处理6h，D10是指干浸处理10h。
(2)优化后(简称“优化工艺1”)：
针对浸麦工艺进行，关键工艺点：一浸温度降低；一断温度升高，时间延长；二浸渐进式升温，时间延长，二断升高温度，缩短时间；三浸升高温度的变温浸麦工艺。具体工艺见下表：
表2优化后制麦工艺
注释：表2中W是指湿浸处理，D是指干浸处理，W或D后面的数字是指处理时间(h)，比如，W6是指湿浸处理6h。
本实施例对优化前和优化后的麦芽进行了多项理化指标检测、酶活力检测以及能耗计算，结果分别见表3-5。
表3优化前、后麦芽理化指标检测结果
表4优化前、后麦芽酶活力检测结果
表5优化前、后麦芽能耗测定结果
基于上述内容，采用本实施例表2所提供的工艺对浸麦阶段工艺进行调整后进行制麦过程，所得麦芽的理化指标能够满足要求。结合表3-4数据可知，β-葡聚糖明显降低、α-氨基氮明显升高；总极限糊精酶和α-淀粉酶明显升高，说明通过浸断工艺优化在成品麦芽理化指标满足的前提下促进了淀粉酶系的合成，并促进了葡聚糖和氨基氮的溶解，最终根芽损失和呼吸损失明显减少，浸出率增大。但从能耗上来看(表5)，浸麦工艺调整后水耗和汽耗无明显变化，电耗有所降低，2-3kwh/t左右。
实施例2
本实施例提供一种针对发芽步骤的优化方法，具体为：
(1)优化前：
采用如实施例1所示的标准工艺进行(同表1)；
(2)优化后(简称“优化工艺2”)：
浸麦工艺不变(与标准工艺相同)，发芽温度采用渐进式升温方式，新风用量采用渐进式降低方式，风机开度采用渐进式递增方式。具体工艺参数见表6。
表6优化后制麦工艺
本实施例对优化前和优化后的麦芽进行了多项理化指标检测、酶活力检测以及能耗计算，结果分别见表7-9。
表7优化前、后麦芽理化指标检测结果
表8优化前、后麦芽酶活力检测结果
表9优化前、后麦芽能耗测定结果
基于上述内容，采用本实施例表6所提供的工艺对发芽阶段工艺进行调整后进行制麦过程，所得麦芽的常规理化指标能够满足要求。结合表7-8数据可知，α-氨基氮明显升高，总极限糊精酶和α-淀粉酶明显升高，库值升高，粘度明显降低，根芽损失稍微降低，但是呼吸损失明显减少。结合表9数据可知，从能耗角度来看发芽工艺调整后电耗稍微降低2-3kwh/t，汽耗降低0.02-0.04t/t。
实施例3
本实施例提供一种低能耗、低制麦损失的麦芽制备工艺，结合实施例1-2所提供的结合优化工艺1和优化工艺2进行工艺调整，具体为：
发芽时间筛选：本试验的浸麦方式同优化工艺1；发芽工艺同优化工艺2，简称为“标准工艺”，分别按照72h、80h、88h、96h的发芽时间进行制麦，比较理化指标差异，选择合适的发芽时间。以Copeland为例，进行发芽时间的筛选。
表10发芽时间筛选试验结果
在上述表格所示理化指标的基础上结合啤酒酿造麦芽要求，选择88h作为满足麦芽指标的制麦工艺。
优化工艺3：浸麦方式在优化工艺1的基础上结合品种调整；发芽工艺同优化工艺2，不同之处在于发芽时间选用为88h，具体工艺见表11。
表11实施例3制麦工艺
本实施例对优化前和优化后的麦芽进行了多项理化指标检测、酶活力检测以及能耗计算，结果分别见表12-14。
表12优化前、后麦芽理化指标检测结果
表13优化前、后麦芽酶活力检测结果
表14优化前、后麦芽能耗测定结果
基于上述内容，采用本实施例表11所提供的工艺对发芽阶段工艺进行调整后进行制麦过程，所得麦芽的理化指标能够满足要求，且部分关键指标得到优化(见表12-13)。比如，α-氨基氮有所升高；β-葡聚糖降低；蛋白溶解良好，库值增大；总极限糊精酶和α-淀粉酶明显提高。浸麦工艺和发芽工艺优化后，呼吸损失和制麦损失明显降低，总损失降低约1.06-1.31％左右。结合表14，从能耗上来看，发芽时间降低后电耗总体下降明显，降低约9-10.7kwh/t，汽耗降低0.02-0.05t/t麦芽。
Claims (10)
1.一种低能耗、低制麦损失的麦芽制备工艺，原料大麦依次经过浸麦、发芽、干燥和除根步骤，其特征在于，所述浸麦步骤采用三次湿浸两次干浸交替进行，所述湿浸的水温保持在12-19℃范围内，干浸的处理温度保持在17-19℃范围内，同时监控浸麦过程中所述原料大麦在浸麦不同阶段的水分含量和大麦萌发胚乳弱化关键酶活力是否达到相应水平，确认达到相应水平后进入后续发芽步骤；
控制所述发芽步骤中的温度、新风用量和风机开度，其中所述温度采用渐进式升温方式，所述新风用量采用渐进式降低方式，所述风机开度采用渐进式递增方式。
2.根据权利要求1所述的低能耗、低制麦损失的麦芽制备工艺，其特征在于，所述三次湿浸两次干浸交替进行包括：
一次湿浸：处理时间6-8h，水温12-16℃；
一次干浸：处理时间8-10h，处理温度17-19℃；
二次湿浸：处理时间8-10h，水温14-18℃；
二次干浸：处理时间6-8h，处理温度17-19℃；
三次湿浸：处理时间4-5h，水温17-19℃。
3.根据权利要求2所述的低能耗、低制麦损失的麦芽制备工艺，其特征在于，所述三次湿浸两次干浸交替进行包括：
一次湿浸：处理时间7h，水温14℃；
一次干浸：处理时间11h，处理温度17℃；
二次湿浸：处理时间9h，水温14-18℃；
二次干浸：处理时间5h，处理温度17℃；
三次湿浸：处理时间4-5h，水温17℃。
4.根据权利要求2所述的低能耗、低制麦损失的麦芽制备工艺，其特征在于，所述一次湿浸阶段结束的原料大麦水分含量控制在22.5-24.5％，所述二次湿浸阶段结束的原料大麦水分含量控制在35.5-38.5％，所述浸麦步骤结束的原料大麦水分含量控制在41.5-42.5％。
5.根据权利要求2所述的低能耗、低制麦损失的麦芽制备工艺，其特征在于，所述大麦萌发胚乳弱化关键酶包括果胶酯酶、植物木葡聚糖内糖基转酶水解酶和扩展蛋白酶。
6.根据权利要求5所述的低能耗、低制麦损失的麦芽制备工艺，其特征在于，所述一次湿浸阶段结束的原料大麦萌发胚乳弱化关键酶活力控制在以下范围：
所述果胶酯酶的酶活力为800-1000μmoL/min/g；
所述植物木葡聚糖内糖基转酶水解酶的酶活力为200-400U/g；
所述扩展蛋白酶的酶活力为600-800U/g。
7.根据权利要求5所述的低能耗、低制麦损失的麦芽制备工艺，其特征在于，所述二次湿浸阶段结束的原料大麦萌发胚乳弱化关键酶活力控制在以下范围：
所述果胶酯酶的酶活力为2200-2400μmoL/min/g；
所述植物木葡聚糖内糖基转酶水解酶的酶活力为2500-2700U/g；
所述扩展蛋白酶的酶活力为1600-1800U/g。
8.根据权利要求1所述的低能耗、低制麦损失的麦芽制备工艺，其特征在于，所述发芽步骤总耗时为88h，在不同时间阶段的温度、新风用量以及风机开度分别为：
0-24h：发芽温度15-16℃、新风用量80-90％、风机开度50-60％；
24-48h：发芽温度16-17℃、新风用量70-80％、风机开度60-70％；
48-72h：发芽温度17-18℃、新风用量50-60％、风机开度70-80％；
72-88h：发芽温度18-19℃、新风用量40-50％、风机开度80-90％。
9.根据权利要求8所述的低能耗、低制麦损失的麦芽制备工艺，其特征在于，所述发芽步骤总耗时为88h，在不同时间阶段的温度、新风用量以及风机开度分别为：
0-24h：发芽温度15℃、新风用量80％、风机开度50％；
24-48h：发芽温度16℃、新风用量70％、风机开度60％；
48-72h：发芽温度17℃、新风用量50％、风机开度70％；
72-88h：发芽温度18℃、新风用量40％、风机开度80％。
10.根据权利要求1所述的低能耗、低制麦损失的麦芽制备工艺，其特征在于，所述干燥步骤包括：
50℃干燥4h，55℃干燥4h，65℃干燥4h，75℃干燥2h以及84℃干燥3h。
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|---|---|---|---|---|
| CN107474998A (zh) * | 2017-08-30 | 2017-12-15 | 广州麦芽有限公司 | 一种加麦麦芽的节能生产工艺 |
| CN108220018A (zh) * | 2018-01-18 | 2018-06-29 | 江南大学 | 一种生产江苏大麦麦芽的方法 |
| CN108753505A (zh) * | 2018-06-19 | 2018-11-06 | 青岛啤酒股份有限公司 | 低自由基含量的深色焦香麦芽、制备方法及其制备的啤酒 |
| CN115558561A (zh) * | 2022-09-27 | 2023-01-03 | 青岛啤酒股份有限公司 | 一种提高麦芽淀粉酶活力的制麦方法 |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107474998A (zh) * | 2017-08-30 | 2017-12-15 | 广州麦芽有限公司 | 一种加麦麦芽的节能生产工艺 |
| CN108220018A (zh) * | 2018-01-18 | 2018-06-29 | 江南大学 | 一种生产江苏大麦麦芽的方法 |
| CN108753505A (zh) * | 2018-06-19 | 2018-11-06 | 青岛啤酒股份有限公司 | 低自由基含量的深色焦香麦芽、制备方法及其制备的啤酒 |
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