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麦汁制备技术

糖化工艺程康

第一节 糖化概述

1 、糖化定义：通过酶的分解作用、机械物理手段，将粉碎原料中不溶性内容物质溶出；并按啤酒（麦汁）质量要求，将内容物质进行分解的过程称为糖化。

2 、人们习惯地将原料内容物质经糖化后，进入到水中的各类物质称为浸出物。将含有浸出物的澄清的水溶液称为麦汁。粉碎的原料与水混合为醪液（麦芽醪、辅料醪、总醪液）。

3 、糖化是麦汁生产过程中最主要的分解过程，是制麦过程中所发生分解过程的继续。

麦汁浸出物中应包含麦汁浸出物中应包含 ;;酵母营养基础物质酵母营养基础物质：：酵母代谢酵母代谢基础物质基础物质：：产品组成物质：风产品组成物质：风味组成物质：味组成物质：还原物质：缓冲缓冲物质：物质：

浸出物、糖化锅与糖化曲线

糖化锅

糖化曲线

4 、糖化目标和要求

① 按照啤酒类型、啤酒厂对啤酒、麦汁质量、成本、生产方式的要求，选择原料，确定麦芽和辅料比例，

依据麦芽质量等因素确定糖化工艺，充分利用酶的生物化学作用、物理手段使粉碎原料中可溶、不可溶的有益内容物质溶出，适当、快速地分解，

形成尽可能多的有益浸出物，有利于糖化收得率高，并尽量使对啤酒质量不利的物质浸出少、不利的变化少。

② 糖化完的醪液有利于麦汁过滤，过滤结束的麦汁有利于麦汁煮沸、麦汁处理，确保定型麦汁的质量好、组成好，从而对啤酒发酵、啤酒过滤、啤酒口味、成品啤酒质量有利

③ 糖化过程所需时间能满足日糖化锅次的要求，适合高浓麦汁生产，有利于降低麦汁生成本。

第二节 糖化理论

糖化时发生水解、变化物质：淀粉、含氮物质、半纤维素、磷酸盐、 Zn2+ 、多酚物质和类黑素、脂肪和脂肪酸变化。

制麦 糖化淀粉水解的比例 1 12

蛋白质分解的比例 1 0.8

半纤维素分解的比例 9 1

•糖化时水解数量最多是淀粉；对啤酒质量影响大变化是蛋白质、多酚物质、脂肪酸等；

酶化学分解作用：通过在有利于酶的最适作用条件下进行休止或者为酶的作用尽可能创造最佳条件。

物理溶解：通过加强原料胚乳的粉碎、部分醪液进行煮沸，促进原料内容物质的分解。

麦汁过滤、麦汁煮沸、麦汁处理还会发生一系列的变化，影响麦汁质量。

第二节 糖化理论

一、淀粉水解 1 、淀粉结构、分类、性质

淀粉是谷物原料（大麦 玉米 大米）中含量最高的贮藏物质，按化学结构可分为支链淀粉和直链淀粉；

在蛋白质“框架”中的大淀粉颗粒

蛋白质“框架”

大麦麦芽中的淀粉是以淀粉颗粒形式 , 在不同谷物的淀粉颗粒，其淀粉颗粒的形状，大小不同， 大麦的淀粉颗粒可分为大淀粉颗料和小淀粉颗粒，一般小淀粉颗粒可分解性差些；

（ a ）大麦 (b) 麦芽

(f) 燕麦(e) 玉米

(c) 小麦

(d) 大米

不同谷物淀粉颗粒的形态和大小

多种谷物的淀粉颗粒形态

大麦和麦芽中淀粉的结构及特点

直 链 淀 粉 支 链 淀 粉比例 20-25% 75-80%

化 学 键 α － 1,4 葡萄糖苷键 α-16 葡萄糖苷键占 4 － 5％ α-14 葡萄糖苷键占 95 －96 ％

结构、特点

螺旋状，无分支的葡萄糖长链，每个螺旋段由大约 6-7个葡萄糖单位组成

分枝的葡萄糖长链，呈“灌木状态”，两个分枝点之间平均大约有有 15个葡萄糖单位

分子量 小， 60 － 2000 葡萄糖单位， 1-50万

大， 6000 － 4 万葡萄糖单位。 1 － 6 百万

与 H2O 接触

可溶性淀粉 糊化淀粉

淀粉颗粒 存在于淀粉颗粒内部 存在于淀粉颗粒外部碘检反应 纯蓝色 呈紫色至红色

直链淀粉和支链淀粉结构及特点、

碘检颜色与淀粉分子链长度的关系

链长：葡萄糖残基

螺旋数 碘检颜色

大于 45 8 蓝色大于 40 7 蓝紫色大于 36 6 紫色大于 21 4 红色大于 12 2 浅红色小于 9 1.5 浅黄色（碘液

本身的颜色）

支链淀粉 直链淀粉籼米

60-70% 30-40%

粳糯米

100% 0%

粳米（非糯）

80-83% 20—17%

玉米

74 ％ 26 ％

大麦

76 ％ 24 ％

高直链玉米

15-50% 50-85%

蜡质玉米

99% 1%

多种谷物中直链淀粉和支链淀粉比例

2 、淀粉水解的方法及过程淀粉水解的方法一般可分为酸法水解和酶法水解 , 麦汁生产过程中的淀粉水解是酶法水解。

淀粉水解一般可分为三个过程：〇淀粉颗粒的吸水膨胀〇淀粉颗粒的糊化 〇糊化淀粉的酶水解（液化 糖化）

3 、糊化

A ）糊化的定义：已粉碎的麦芽与一定温度的，一定量的水混合后，淀粉颗粒吸水，膨胀，随着温度上升，淀粉颗粒的体积明显上升，最终使淀粉颗粒中外层淀粉逐步进入水中，呈胶体状态分布于水中，形成粘度高的白色糊化物的过程为糊化。

B) 形成糊化物的临界温度称为糊化温度。不同谷物的糊化温度是不同的，同种谷物的不同类型糊化温度也有区别。

糊化温度℃ 糊化温度℃

大米 65-85 玉米 65-75

小麦 60-85 大麦麦芽

70-80

62-66

粳米：直链淀粉 22.8%

65.8 籼米：直链淀粉 33.6%

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糊化温度与谷物种类

C 、糊化的意义及本质

淀粉糊化是糖化时淀粉水解不可缺少的步骤，淀粉水解酶只能作用于糊化的淀粉，淀粉糊化效果不好，淀粉水解效果差。

淀粉颗粒糊化时，如果醪液温度在淀粉水解酶的作用范围内，可以边糊化边酶水解。

糖化时淀粉糊化可分为麦芽淀粉的糊化和辅料的淀粉糊化。

D 、麦芽与辅料淀粉的糊化

构成麦芽的淀粉细胞壁等半纤维素、组织蛋白质应在制麦时分解，改善淀粉的可分解性，并有利于麦芽粉碎，使麦芽淀粉的糊化温度下降，糖化时能较早出现糊化，糊化彻底，能边糊化边酶水解，淀粉水解效果好。

辅料（大米，玉米）的糊化温度高，高于麦芽中主要淀粉水解酶的作用范围，必须单独进行糊化处理。糊化彻底的辅料醪与麦芽醪混合后才对糊化淀粉的酶水解。

G ）促进淀粉糊化的因素

原料本身的糊化温度低。 在不影响麦汁过滤的前提下，原料粉碎较细。反之，易剥皮糊化、不彻底。

醪液温度高于糊化温度，且温度越高。 在高温下醪液休止或煮沸时间长。稀醪。 辅料醪中添加耐高温 α- 淀粉酶，添加有利于 α--

淀粉酶作用的添加剂且辅料醪的 PH 为 5.8-6.0 ，可通过淀粉水解酶的液化作用来降低醪液粘度，促进淀粉彻底的糊化。

4 、淀粉的老化 已糊化的淀粉经降温，如果醪液温度明显下降且

大大低于糊化温度，在低温下时间长，会使糊化淀粉从醪液中溶解状态转化为不溶性高晶化状态的过程为淀粉老化。

注意：在糖化过程中淀粉水解酶不能作用于老化的淀粉。

5 、淀粉的酶水解

在糖化时糊化淀粉在 63—72℃休止时，发生强烈的淀粉酶水解。

酶主要由蛋白质构成，酶的作用具有高效性、专一性，影响酶作用的因素是温度、醪液 pH 、醪液浓度，酶数量、休止时间、抑制剂、激活剂。

休止时间、温度、 pH 对酶活力影响

麦芽 ß－淀粉酶 麦芽 α—淀粉酶 最适温度℃ 60-65 （ 63 ） 70-75 （ 72 ）最适 pH 5.4-5.6 5.6-5.8失活温度 70 80作用的键 α-1.4G 糖苷键 α-1.4G 糖苷键作用方式 外切酶 内切酶分解产物 麦芽糖、界限糊精 6-7G糊精、界限糊精分解的速度 慢 快I2 检合格时间 短 长粘度下降速度 缓慢 迅速，液化型对麦汁 EV 影响 影响大糖化型 影响相对小对麦汁 I2 影响 相对大小 相对大

麦芽中 ß－淀粉酶与 α— 淀粉酶比较

（ 1 ）糊化、液化、糖化

液化：在 α-淀粉酶作用下糊化淀粉迅速水解，醪液粘度迅速下降的过程。

糖化：糊化淀粉在 ß-淀粉酶作用下，水解为大量的可发酵性糖的过程。

糊化是淀粉水解过程中液化，糖化的前提，可边糊化，边液化，边糖化。通过液化作用降低粘度作用，促进糊化，通过液化作用产生大量的低聚糖，为 ß －淀粉酶作用提供大量的非还原性末端促进 ß －淀粉酶的分解效果，既有利于淀粉彻底水解，又有利于形成大量的麦芽糖。

淀粉酶水解过程

项目 麦芽中的界限糊精酶

麦芽中的 R- 酶

产气杆菌普鲁兰酶

α－葡聚糖苷酶

麦芽糖酶

蔗糖酶  

底物 α－界限糊精

ß－界限糊精

α-界限糊精 淀粉、糊精

麦芽糖 蔗糖

作用键 α － 1， 6 葡萄糖苷键

α － 1， 6 葡萄糖苷键

α － 1 ， 6葡萄糖苷键

α －1 ， 4 葡萄糖苷键

α － 1， 4 葡萄糖苷键

α － 1， 4 葡萄糖苷键

最适 pH 5.1 5.3 4.0~6.0 3.0~5.0 6.0 5.5

最适温度 /℃

55~60 40 50~60 50~65 35~40

50

失活温度 /℃

65 70 60~65 - 40 55

其他重要的淀粉水解酶作用条件

6 、淀粉水解要求1. 淀粉全部水解，以确糖化收得率高。

2. 糖化完的醪液碘检合格、且定型麦汁的碘检合格；碘值小于 0.25 。

3. 淀粉水解时形成的可发酵性糖能满足啤酒类型、质量要求的麦汁最终发酵度且稳定。

4. 可发酵性糖组成合理，麦芽三糖比例在 12% 。5. 在保证上述目标前提下，淀粉水解速度快。

7 、评价淀粉水解方法及控制

可在糖化保温（ 68-72℃ ）结束前后检查糖化醪的质量，在停止搅拌后或取样后，上层液体很快澄清，麦汁应清亮，口尝可觉香又甜，无任何异味，碘反应呈无色反应，碘检合格时间短，可说明糖化基本完全，糖化醪质量好。

辅料醪：糊化结束后取样检查。约 3 分钟内糊化醪出现明显分层，上层液澄清，碘检呈紫红色，说明糊化完全。

7.评价淀粉水解效果及控制 麦糟分析中可分解浸出物〈 0.8% ，说明淀粉彻底水解；

总醪液、头道麦汁、满锅麦汁、煮沸终了麦汁碘检合格，才说明淀粉水解达到碘检合格，或煮沸终了麦汁的碘值小于 0.25.

通过测麦汁最终发酵度来反映麦汁中可发酵性糖含量 ;

碘检合格的时间长短 ;

8. 影响淀粉水解的因素 麦芽质量 酶的数量 粉碎物的组成酿造用水的质量及醪液的 pH值 醪液的温度 醪液的浓度 休止时间 辅料的比例及辅料的糊化效果

8 、影响淀粉水解因素 1 ）温度

糖化时淀粉水解一般在 63-72℃范围内进行，选择不同的休止温度，淀粉水解效果不同。

37—45℃投料温度具有以下优点，促进淀粉水解，适合于溶解差的麦芽。

有利于淀粉水解酶溶出、活化、耐温性的提高，提高糖化休止时淀粉水解酶的数量 ,改善淀粉水解效果。有利于淀粉颗粒吸水 .，促进淀粉彻底糊化。

通过促进蛋白质分解，半纤维素分解，改善淀粉糊化。

63℃适合 ß-淀粉酶作用、形成大量发酵性糖，麦汁发酵度高，要求休止时间长；

〇与 68-70℃休止比较，选择 63℃糖化休止时，淀粉糊化程度低，如果麦芽溶解差、粉碎粗些、没有 72℃糖化休止，且休止时间短的不良后果：

不有利于淀粉水解彻底；麦汁过滤时后糊化严重、麦汁碘值高、麦汁 EV 会下降；

过滤麦汁易出现雾浊，不利于麦汁过滤；

投料温度 62 50 35时间 30 分钟 62/70 50/62/70 35/50/62/70麦汁 EV 81.3% 83.1% 84.7%碘值 0.38 0.25 0.15

1 ）温度

66-68℃： ß - 淀粉酶活力下降， α- 淀粉酶活力上升，碘检合格时间短些，形成可发酵性糖数量下降，相对于63℃而言，淀粉颗粒糊化程度高，有利于淀粉水解彻底。

72℃：选择 72℃糖化休止 α- 淀粉酶活力高，形成可发酵性糖数量少，麦汁最终发酵度低，适合发酵度低，乙醇含量低啤酒生产。

在 63-68℃休止完后，选择 72℃休止并做碘检，可达到以下目的：

a) 确保糖化完毕的醪液碘检合格b) 有利于淀粉彻底水解，降低过滤时的后糊化程度，c) 有利于浸出率提高，但麦汁 EV 会下降。

1 ）温度

100℃：采用分醪煮沸的措施，醪液温度高，淀粉水解酶会失活，但有利于淀粉糊化，改善淀粉水解效果，可提高糖化收得率。

不同的糖化休止温度，碘检合格所需时间不同，在 63-70℃休止或浓醪糖化 必须保证足够休止时间，才能确保淀粉彻底水解。

在 63-70℃休止的时间一定时，可调整糖化休止温度，既有利于淀粉的糊化、 α- 淀粉酶作用，又有利于 ß - 淀粉酶作用，使淀粉水解彻底，且形成可发酵性糖多，满足麦汁组成的要求

1 ）温度

2 ）酿造用水的质量及醪液的 pH值

醪液 pH值为 5.4-5.6 ，既适合 ß - 淀粉酶作用，又适合 α- 淀粉酶作用

醪液 pH值受麦芽 pH` 麦芽比例，料水比、酿造用水的质量，醪液酸化的影响，因此有必要检查酿造用水质量，检查糖化休止时醪液 pH值。

醪液 pH 5.85 5.6 5.4 5.2糖化时间 25 15 20 25麦汁 EV% 76.5 77.0 77.4 69.9

3 ）醪液浓度

浓醪：可提高淀粉水解酶的耐温性，特别 ß - 淀粉酶的耐温性，如果延长糖化休止时间，提高麦汁最终发酵度；

浓醪：降低淀粉酶水解速度，必须延长糖化时间，醪液浓度过高，会影响淀粉糊化效果；

稀醪：可加快淀粉水解酶水解速度，有利于淀粉糊化，可缩短糖化时间，在糖化时间一定时，稀醪促进淀粉彻底水解，麦汁最终发酵度高。

料水比 1 ： 2 1 ： 3 1 ： 4 1 ： 5协定麦汁 EV 83.7% 81.5% 79.9% 80%64℃30 分钟休止 82.8% 82.8 84.0% 84.8%70℃糖化时间 分钟 30 20 12 10

粗细粉差 (EBC)%3.5 3.1 1.4 1.0糖化力WK 259 354 392 420糖化时间 20 15 15 10麦汁 EV% 3.9 76.9 81.2 82.1

3 ）醪液浓度

4 ）麦芽质量 , 酶的数量

糖化时溶解好麦芽易粉碎，易彻底糊化，糖化时间短，麦汁发酵度高，糖化收得率高，对于溶解差，不均匀的麦芽应加强麦芽粉碎，延长糖化休止时间，降低投料温度，分醪煮沸等措施。

醪液中淀粉水解酶的活力高，有利于淀粉水解，麦芽的糖化力低，协定麦汁的最终发酵度低，辅料比例高，都会导致醪液中淀粉水解酶的活力低，影响淀粉水解效果，可适当添加酶制剂，或者降低辅料比例，或者与好的麦芽混合使用，确保淀粉水解效果。

5 ）粉碎物的组成

麦皮比例％ 43 34 27 18糖化时间 (分钟） 27 22 20 20EV （％） 81.7 81.1 82.1 82.4碘值 0.48 0.42 0.30 0.20麦糟可分解浸出物% 0.89 0.70 0.65 0.60

在不影响麦汁过滤的前提下，保证麦皮完整，麦皮体积大于 650ml/100g 麦皮，细粉比例小于12% ，原料的粉碎物的组成中粗粒比例小于 10% ，麦皮上的胚乳少，麦皮所占比例在 18—22% 时，才能保证糖化时淀粉彻底水解。

6 ）休止时间休止温度 /℃ 68 70 72 74 7

6

休止时间 /min 35 20 15 10 5

63℃ 休止时间 /min 5 80 100

麦汁最终发酵度（外观） /% 83.9 87.9 89.7

糖化时必须保持足够的休止时间，确保淀粉全部水解，影响糖化休止时间的因素：糖化温度、醪液浓度、麦芽质量、粉碎物组成等因素。

影响休止时间的因素 通常在 70℃-72℃ 休止时碘检合格所需时间短，

选择 63℃ 休止时休止时间长，才能保证麦汁最终发酵度（外观）高；

在 63-70℃温度休止时间一定时，可调整糖化休止温度，也就是分步糖化，既有利于淀粉糊化，又能借助 ß- 淀粉酶、 α- 淀粉酶共同作用，促使淀粉彻底水解，且形成的可发酵性糖多；

高浓糖化时因酶水解速度下降休止时间会更长些 对于溶解差、不均匀、酶活力低的麦芽、原料粉碎较粗，有必要延长糖化休止时间，确保淀粉尽可能彻底水解。

7 、辅料糊化效果的影响 辅料糊化效果好，并醪后淀粉酶对其分解速度快

、分解彻底。辅料若要到达糊化效果好的前提条件是：

合理的辅料比例； 合理的料水比；根据辅料性质选择合适酶制剂，剂量充足；根据辅料性质和酶制剂的特性选择合理糊化工艺由于 Ca2+ 对 α- 淀粉酶活力有促进作用并使 α-

淀粉酶具有较高的抗热变性能力。因此，可适当添加钙盐；

辅料醪 pH5.8-6.2 。

8.氧负荷和搅拌氧负荷：醪液吸氧严重，使蛋白质分子变大，增大的分子链还会与碳水化合物和脂类结合，影响淀粉颗粒吸水膨胀及糊化，使麦汁最终发酵度下降，碘值上升。

搅拌的影响：淀粉水解时，开动搅拌器进行搅拌，使淀粉酶与碳水化合物充分接触，有利于淀粉的水解。但强烈搅拌会导致醪液吸氧严重。所以，一般采用周期性间歇搅拌。

9.提高成品啤酒发酵度途径

（ 1 ）生产高发酵度啤酒 选择高发酵度、适当凝聚性的酵母、麦汁质量好；生产高

发酵度麦汁；在发酵的麦汁中添加淀粉水解酶；

应注意 α－葡萄糖苷酶经巴氏杀菌后，啤酒中还残留一定酶活性，使啤酒口味变甜。生物稳定性下降；生产纯生啤酒时考虑口味和保存期，一般不在发酵时添加酶制。

（ 2 ）生产高发酵度麦汁的方式 添加蔗糖；A 选择酶活力高、溶解好、均匀麦芽；

B、辅料比例适当且糊化效果好；C、原料粉碎物组成合理；D 、稀醪糖化且醪液 pH5.5 ；e  、选择 63℃糖化长时休止或分步糖化

62℃45min/65℃45min/68 ℃ 30min/ 70 ℃ 30min ；f、采用 73—74℃的酶终止温度；G 、添加酶制剂。

9.提高成品啤酒发酵度途径

10. 降低麦汁碘值的途径成品啤酒要求啤酒碘值较低＜ 0.2 ，定型麦汁＜

0.25 ，麦汁碘值低具有以下优点： 有利于淡爽啤酒口味干净； 麦汁、啤酒可滤性提高； 有利于热冷凝固物的排除及酒液澄清； 可提高啤酒非生物稳定性； 降低啤酒过滤的费用；

10. 降低麦汁碘值的途径

选择溶解好 , 糖化时间短的麦芽， 确保辅料糊化效果好； 原料粉碎后确保总粉碎物中粗粒比例 <10%, 麦皮比例在 18-22%, 麦皮体积至少大于 650ml/100g ；

酿造用水 RH0-5dH ，醪液 pH值为 5.5;稀醪糖化有利于淀粉快速彻底水解；制定糖化工

艺时有足够的休止时间 , 合理的糖化温度 , 并根据麦芽的质量和辅料的比例确定是否分醪煮沸以及酶终止温度。

麦汁过滤： 要求过滤麦汁清亮：固形物含量＜50mg/l,洗糟用水温度 78度以下，麦汁过滤的温度选择 73 － 74度，使麦汁中残留的 α- 淀粉酶活力高，大于淀粉后糊化程度，有利于麦汁的I2值低；

麦汁煮沸：过早对头道麦汁预热至 100度以上，麦汁的 α －淀粉酶活力下降，经洗糟洗出的糊精难以后糖化， I2值上升；

麦汁混浊，其中的淀粉颗粒经煮沸后糊化，使定型麦汁 I2值升高。

10. 降低麦汁碘值的途径

二、蛋白质分解 1 、蛋白质结构性质组成

1)蛋白质主要由 C.N.O.H 等元素构成，大麦麦芽的蛋白质中氮元素含量平均为 16 ％，构成蛋白质最小结构单元是氨基酸；

2 ）蛋白质结构可分为基本结构和空间结构，蛋白质的基本结构反映了肽链上氨基酸的连接方式 ( 肽键 ) 、连接顺序，蛋白质空间结构决定了蛋白质的生物活性及性质；

3 ）氨基酸、蛋白质性质： 氨基酸，蛋白质是两性化合物、等电点 蛋白质是胶体物质、具备电荷、水合、盐析作用、蛋白质

受热凝聚变性、蛋白质与多酚物质结合形成冷凝固物在低温下析出；

氨基酸与还原糖在高温下反应形成类黑素、 Strecker醛；

4) 蛋白质的分类

a) 按大麦中分布：贮存蛋白、胶质蛋白、组织蛋白。b) 在蛋白质的溶解性：麦白蛋白、球蛋白、醇溶蛋白、谷蛋

白 。C) 按氨基酸数量：氨基酸、二肽、三肽、寡肽、聚肽、多肽d) 蛋白质的分解产物：蛋白质、月示、胨 、 肽 、氨基酸。 ß －球蛋白的等电点低，析出不彻底，会直接影响啤酒的非

生物稳定性。 糖蛋白、疏水性蛋白质会影响啤酒泡持性 ; 可同化氮是指能被酵母利用的含氮物质 ;α －氨基氮、甲醛

氮是分析过程中测定出能被酵母利用的低分子含氮物质 . 可凝固性氮、硫酸镁氮是高分子氮； 隆丁区分：可测定麦汁或啤酒中高中低含氮物质比例。

2 、蛋白质分解意义和控制

（ 1 ）蛋白质分解产物意义a) 高分子蛋白质分解产物： 起泡性、 非生物稳定

性、 醇厚性；b) 中分子蛋白质分解产物： CO2载体、杀口力、泡持性；

c) 低分子蛋白质分解产物： 酵母营养、代谢产物、啤酒口味；

糖化完醪液中高分子蛋白质分解产物多，会影响以后的酿造过程，生产成本上升，间接影响啤酒质量；

醪液严重吸氧，二硫键形成，蛋白质分子变大，影响麦汁过滤、非生物稳定性；

醪液分醪煮沸，促进蛋白质变性，有利于啤酒非生物稳定性；

啤酒中高分子蛋白质分解产物会影响啤酒的非生物稳定性，有利于啤酒泡沫、醇厚性。

（ 1 ）蛋白质分解产物意义

（ 2 ）蛋白质分解控制目标

A) 按啤酒类型、啤酒口味、啤酒质量要求控制稳定麦汁总氮： 醇厚型啤酒 700－ 800mg/L 淡爽型啤酒 600－ 700mg/L （ 辅料生产） 850－ 1150mg/L （全麦啤酒）

B. 在保证麦汁总氮稳定的前提下，使定型麦汁中的高中低含氮物质的比例 25%： 15%： 60% ，只有这样才能使不同蛋白质分解产物所起的有利的酿造作用充分体现，对酿造过程，啤酒质量产生的不利影响小；

C. 麦汁中可凝固氮含量 15－ 25mg/l

D) 保证麦汁 FAN 含量，要有利于啤酒酵母繁殖，发酵、啤酒口味。在发酵时酵母一般会利用约 100mg/l 可同化氮，所以12 ％麦汁 FAN ＞ 180mg/l ；全麦麦汁中 220－ 240mgl

麦汁中 FAN 含量过多的后果。 酵母性能不稳定 形成高级醇数量多

麦汁中 FAN 含量过多的后果酵母营养不足，酵母繁殖不好、发酵缓慢 ;形成双乙酰峰值高，还原双乙酰慢，发酵周期延长 ;回收酵母质量差，数量少成品啤酒发酵度低高级醇含量升高， 啤酒口味稳定性下降

（ 2 ）蛋白质分解控制目标

3. 蛋白质分解酶 1 ）蛋白质分解酶作用键是肽键，按作用方式分为： a. 内肽酶； b. 外肽酶：氨肽酶、羧肽酶、二肽酶 在糖化过程中蛋白质分解主要依赖内肽酶和羧肽

酶，二肽酶、氨肽酶由于耐温性差 , 最适 pH偏高 , 在糖化过程中发生的蛋白质的分解作用非常小。

2 ）蛋白质分解酶

内肽酶 羧肽酶 氨肽酶 二肽酶最适温度 45-50 50 45 45最适 pH 3.9 或 5.5 4.8-5.6 7.0-7.2 8.8失活温度 60 70 55 50作用方式 内切 羧基端 氨基端 二肽分解产物 短肽 氨基酸 氨基酸 氨基酸

4 、 Pr 的分解过程及其变化

1 ）蛋白质分解过程：制麦、糖化；2 ）由于不能要求蛋白质彻底分解 , 所以糖化时的蛋白质分

解 ,必须以麦芽蛋白质可溶性氮、 α-氨基氮含量、麦汁质量为依据。

3 ） Pr 的分解过程及其变化

a)37℃：有利于蛋白质分解酶溶出、活化、耐温性提高，促进蛋白质分解

b)45-55℃：通常蛋白质休止范围 , 休止时间长，发生强烈蛋白质分解，麦汁总氮增加，有利于 α－氨基氮积累以及所占比

c)62—70 ℃ 在糖化休止范围内也发生一定程度的蛋白质分解，形成的 α－氨基氮仅占麦汁 α－氨基氮的 10—15%，使麦汁中高分子蛋白质分解产物所占比例上升。

5 ．确定糖化时蛋白质分解的依据

麦芽蛋白质分解情况

蛋白质分解过度、可溶性氮、 α-氨基氮含量高

蛋白质分解较好、可溶性氮、 α－氨基氮含量正常

蛋白质分解差、可溶性氮、 α－氨基氮含量较低

糖化时蛋白质分解的控制

可放弃通常的蛋白质休止，高温投料，蛋白质休止时间短，与质量差的麦芽混合使用

适当的蛋白质分解

加强蛋白质分解，低温投料，蛋白质休止时间长

总结：糖化时必须以下列依据进行适当的蛋白质分解：

麦汁质量指标、 制麦时的蛋白质分解程度（通过麦芽蛋白质含

量、蛋白质溶解度、麦芽 α—氨基氮含量、可凝固性氮含量、麦芽可溶性氮的高中低分子质量的比例等方面反映）

辅料比例 生产麦汁浓度

5 ．确定糖化时蛋白质分解的依据

6. 加强糖化时蛋白质分解

在 45-50 ℃休止时间长 分步蛋白质休止 47-50-53℃ 37℃投料温度， 浓醪蛋白质休止， 醪液 pH5.2 ，添加酶制剂，与好的麦芽混合使用 使用 VZ45 大于 38% 、溶解好的麦芽 麦芽粉碎效果好减少氧负荷

7 、糖化时限制蛋白质分解措施

在 45—55 ℃休止时间短。投料温度高 ,至少大于 55 ℃, 放弃 45-55 ℃蛋白质休

止 ,

8 、影响麦汁中 FAN 含量的因素(l) 麦芽质量和辅料比例 : 60 ％来自制麦过程 麦汁中 FAN 25 ％来自蛋白质休止 15 ％来自糖化休止时 Pr 分解

8. 影响麦汁中 FAN 含量的因素麦芽蛋白质溶解度 过度 良好 不足蛋白质休止 50℃30分 （ mg/100ml ） 35.4 22.0 19.5

•辅料糊化处理时，辅料醪液中蛋白质分解酶活力低，pH 高、 50℃ 休止时间短，蛋白质分解程度低，辅料比例高，则麦汁总氮。 FAN 含量低

•与蛋白质溶解度高的麦芽或添加蛋白质分解酶的酶制剂，有利于提高麦汁中 FAN 含量！

50℃休止时间 0 30 60 120总氮 mg/100ml 78.6 86.2 89.6 96.9硫酸镁氮 mg/100ml 17.9 19.0 19.2 19.6硫酸镁氮 /总氮% 22.8 22.1 21.4 20.2可凝固性氮 mg/100ml 1.7 2.1 2.2 2.3

50℃30分钟 48/50/52 ℃各 10分钟总氮 mg/100ml 104.5 108.2甲醛氮 mg/100ml 34.0 36.2FAN mg/100ml 22.7 24.5甲醛氮 /总氮 % 32.5 33.5

（ 2 ）温度、时间对蛋白质分解影响

50/65/77 35-50/65/77 35/65/77 35/50/65-77麦汁总氮 mg/100ml 100 105 97 102高分子氮 mg/100ml 21.7 22.2 21.4 21.3高分子氮占总氮的百% 21.7 21.1 21.4 21.3甲醛氮 29.2 36.3 33.4 34.5

（ 3 ）投料温度对蛋白质分解影响

（ 4 ）氧负荷：• 糖化时醪液严重吸氧，会导致低分子蛋白质分解产

物之间形成二硫键，蛋白质分子变大，形成蛋白质凝胶，与吸氧少的情况相比麦汁中 FAN 含量要低些，麦糟层的渗透性差，影响麦汁过滤！

糖化醪 pH 5.73 5.51 5.40 5.20甲醛氮 mg/100m l27.9 33.3 35.1 37.5FANmg/100ml 18.7 19.6 20.8 22.0高分子氮 mg/100ml 25.8 25.1 27.5 27.9总氮 mg/100ml 101.1 102.5 111.1 119.2

醪液 pH ：糖化时起分解蛋白质作用的酶是内肽酶，羧肽酶，最适 pH值为 5.0－ 5.2 ，在蛋白质休止时选择相对较低的醪液 pH ，有利于蛋白质分解，可提高麦汁中的 α-氨基氮含量。

（ 5 ）醪液 pH

醪液浓度 1:25 1:4 休止温 50 60 50 60 总氮 mg/100ml709 652 678 647FANmg/100ml 151 131 148 131FAN 占总氮 % 21.3 20.2 21.8 20

• 浓醪可提高蛋白质分解酶的耐温性、醪液 pH值相对低些，改进蛋白质分解效果，使总氮， FAN呈上升趋势。

（ 6 ）醪液浓度

7 ）酶制剂和酵母营养物• 麦芽的蛋白质溶解差、• 麦芽的 FAN 含量低的、• 辅料比例高， 可添加复合酶和蛋白质分解酶促进蛋白质分解，

或添加酵母营养物，酵母自溶液，提高麦汁中FAN 含量。

三、半纤维素分解 1 ）意义

半纤维素的特点：半纤维素构成大麦胚乳淀粉细胞的细胞壁、粘度高；制麦时半纤维素分解好坏，影响以下啤酒酿造过程：

影响麦芽粉碎；溶解差的麦芽，粉碎物中粗粒比例高，麦皮中附着的胚乳比较多。

影响淀粉水解效果，导致淀粉水解不彻底 , 麦汁 EV 低 ,I2

值高。导致麦汁过滤时间延长，洗糟麦汁收得率低，糖化收得率

低，日糖化锅次下降，并影响麦汁质量 影响酒液澄清、啤酒可滤性下降，啤过滤周期缩短，耗土增加，过滤效果差；

β－葡聚糖直接影响啤酒质量：啤酒泡持性、醇厚性、啤酒非生物稳定性。

总结：半纤维物质分解不好，会影响酿造过程、设备利用率、啤酒生产成本，啤酒质量；

目标： 12%定型麦汁 β- 葡聚糖含量 150-200mg/L12% 定型麦汁粘度 1.6 － 2.2MPas

1 ）半纤维素分解 意义

2 ）半纤维素分解酶 名 称 性质 最适 pH值 最适温度 失活温度 分解产物

内 -ß-1 ， 4 葡聚糖酶

内酶 4.5-4.8 40-45℃ 55℃ 低分子的 β－ G

大麦 β-葡聚糖酶 内酶 4.8-5.6 43-45℃ 55℃ 低分子的 β－ G

内 -ß-1 ， 3 葡聚糖酶

内酶 4.5-5.5 60℃ 70℃ 低分子的 β－ G

外 -ß-1 ， 4 葡聚糖酶

外酶 4.5 30—37℃ 40℃ 低分子的 β－ G

β-葡聚糖溶解酶 酯酶 6.6—7.0 62℃ 73℃ 高分子的 β－ G

戊聚糖酶的作用参数酶 pH值 温度（℃） 失活温度（℃）内－木糖酶 5.0 45

外－木糖酶 5.0 45

阿拉伯糖酶 4.6-4.7 40-50 60

3 ）制麦时的半纤维素分解粗细粉差 4,1 1.4 β－葡聚糖 mg/100g干物质） 948 174粗细粉差 1.1 2.0 3.8内 -β- 葡萄糖酶（ CP ） 0.343 0.315 0.09650度投料 β-G 含量 33 82 595

溶解良好麦芽 溶解差麦芽不溶性半纤维素 少 多麦胶物质 少 多中低分子 β-G 数量 多 少β-G 酶活力 高 低

总结：半纤维素分解在制麦和糖化进行，制麦时分解了 90%，半纤维素分解应在制麦时进行很好分解，确保麦芽溶解好！

（ 1 ）溶解好的麦芽含有较少不溶性半纤维素、高分子麦胶物质，制麦时半纤维素已进行了很好分解，即使在糖化时不加强半纤维素分解，麦汁中β－葡糖含量低 。

（ 2 ）溶解差的麦芽含有较多不溶性半纤维素及高分子麦胶物质，制麦时半纤维素分解效果差，在糖化时必须加强半纤维素的分解。

（ 3 ）即使在糖化时加强半纤维素的分解，麦汁中

的 β－葡聚糖含量高。

4 ）糖化时加强半纤维素分解依据

（ 1 ）与溶解好的麦芽混合，减少原料带入不溶性半纤维素，可提高醪液中 β- 葡聚糖酶活力，减低麦汁中 β － G 数量。

（ 2) 对溶解较差麦芽， 37℃投料有利于酶溶出活化以及耐温性提高，一定程度上有利于 β－葡聚糖分解，蛋难以达到理想状态。

原因： β－葡聚糖酶耐温性差，当不溶性半纤维素在较高温下溶出， β－葡聚糖酶 活力大大下降，无法将溶出的半纤维素分解为粘度低的分解产物，麦汁粘度高。

溶解差的麦芽 溶解好的麦芽35℃ 1200mg/l 200mg/l50℃ 1240mg/l 215mg/l62℃ 1330mg/l 233mg/l糖化因素 5 ％ 7％

5 ）糖化时加强半纤维素分解措施

5 ）糖化时加强半纤维素分解措施

(3)采用煮出糖化法，分出醪液在 50℃、 65℃休止，有利于不溶性 β－葡聚糖释放，醪液混合后在 50℃左右休止，可改善半纤维素的分解。

(4)37-55℃ 休止 20-30分钟

(5) 浓醪、醪液 pH 低，

(6)添加耐高温的 β－葡聚糖酶；改善半纤维素分解的效果更好，促进淀粉水解彻底，并提高麦汁最终发酵度及原料浸出率，通过降低粘度，有利于麦汁过滤，可提高糖化收得率；而且有利于酒液澄清、啤酒的过滤。

•不合理的泵、管路设计、过快搅拌、离心，可能出现较强剪切力，导致小分子 β－葡聚糖分子之间形成氢键，使 β－葡聚糖逐渐变大，最终形成粘度很高的大分子物质 β－葡聚糖凝胶，降低啤酒可滤性。

6 ） β－葡聚糖凝胶的形成

7 ）戊聚糖 戊聚糖主要由五碳糖构成，主要由戊糖、木糖和阿拉伯糖组成在Ｄ－木糖结构单元之间主要以 -1,4-戊聚糖苷键连接，在阿拉伯糖结构单元之间是 -1,3-戊聚糖苷键连接，过去认为戊聚糖对啤酒酿造来说意义不大。

7 ）戊聚糖糖化时侧链上的阿魏酸通过过氧化氢酶的作用，可使木聚糖相互交联，形成空间大的戊聚糖链，导致醪液黏度过快上升，特别是导致采用小麦、燕麦生产的麦汁黏度上升。一般通过减少吸氧或添加抗氧化剂，避免木聚糖氧化交联，或添加木聚糖酶的分解作用，降低醪液黏度上升的可能性

大麦中主要含有机磷酸盐 -不溶性肌醇六磷酸，主要位于糊粉层，制麦时有机磷酸盐在酸式磷酸盐酶的作用下，会形成大量酸式磷酸盐，游离出的无机磷酸盐酿造意义

是啤酒酵母的营养物质、 能量物质 ATP 的重要组成部分， 是麦芽、麦汁、啤酒中的重要缓冲物质之一， 麦汁 PH值在酸性的范围内。

4 、磷酸盐分解

伴随制麦时强烈的蛋白质溶解，游离出的酸式磷酸盐多，麦芽的pH值低。

尽管很多谷物原料中也含有磷酸盐，但由于没有发芽过程，作为辅料的谷物中磷酸盐是不溶性的有机磷酸盐，很少进入到醪液、麦汁中。

磷酸盐酶 :最适温度 50-53℃ 最适 pH值 4.5—5.0 失活温度 70℃

4 、磷酸盐分解

5 、糖化与啤酒风味稳定性

1 ）生产口味好、风味稳定性好的啤酒，不仅在啤酒生产后期避免吸氧，冷麦汁通风适当供氧，而且在麦汁生产中应注意：

生产高质量麦汁，使啤酒酵母在繁殖、主酵、还原双乙酰、低温贮酒期间，能形成有利于啤酒口味的代谢产物，尽可能避免啤酒酵母的自溶，减少脂肪酸等分泌、减少对啤酒口味，口味稳定性、泡持性、非生物稳定性的负面影响。

减少导致啤酒口味发生老化的前驱物质脂肪、脂肪酸脂进入麦汁中；

在部分醪液煮沸时、麦汁预热、煮沸以及麦汁处理时形成的羰基化合物少。

减少醪液、高温麦汁的氧化，可提高麦汁还原能力，有利于啤酒色度浅，使啤酒具有良好的还原能力，有利于啤酒苦味质量，口味，口味稳定性。

使纯生啤酒的泡沫稳定性好 使淡爽性啤酒的口味不太淡薄、有一定的醇厚性

、泡沫好 使啤酒苦味质量好、无后苦味，无粗糙的苦味

5 、糖化与啤酒风味稳定性

由于在啤酒生产过程中以及在啤酒贮存时会发生一系列氧化还原反应、最后形成羰基化合物，导致啤酒出现老化味；

异律草酮的氧化降解 在类黑素作用下的高级醇的氧化 脂肪酸的酶促氧化和自氧化 高温下氨基酸的 stecker 降解

2 ）导致啤酒风味稳定性差的原因

3 ）脂肪酸

（ 1 ）脂肪酸对啤酒质量的影响：成品啤酒中脂肪酸过高，会导致口味不干 净，影响啤酒泡持性。脂肪酸氧化产物影响啤酒口味稳定性。

（ 2 ）啤酒中的脂肪酸主要来源 发酵时酵母的自溶和麦汁中的脂肪酸，

（ 3 ）降低麦汁中脂肪酸含量的措施；

大麦中含有 1.5 － 2.5 ％脂肪，在发芽时会活化、形成脂肪酶、脂肪酸氧化酶，在麦芽贮存时，麦汁生产中脂肪、脂肪酸的酶促氧化、自氧化会影响啤酒的口味，口味稳定性。

关键要求麦芽的脂肪酸氧化酶活力低，而麦芽的脂肪酸氧化酶活力低，必须保证绿麦芽干燥时的焙焦强度适当，使麦芽的发芽率《 10% 。麦芽的叶芽在糖化、过滤时浸出的脂肪酸多

A 麦芽、酒花、辅料 带入脂肪酸少

辅料： 玉米应最好除胚处理，选择脂肪含量越低的玉米越好

大米选择精米且陈谷新米，大米中的脂肪、脂肪酸随贮存时间长而变化，并影响麦汁中不饱和脂肪酸的数量，影响啤酒口味，口味稳定性。

酒花：老化的酒花含有的脂肪酸多 .

A 麦芽、酒花、辅料 所带入脂肪酸少

保证过滤麦汁清亮，固形物含量少热凝固物彻底分离，小于 25-50 mg/L

《 25mg/L ）适当的冷凝固物排出； 50-100mg/L ；

最适 pH 最适温度（℃）

失活温度（℃）

脂肪酶 6.8 35-40 60

脂肪酸氧化酶 6.5 40 70

多酚氧化酶 - 60-65 80

过氢氧化酶 - 40-50 65

B 麦汁生产时尽可能脂肪酸与麦汁分开

多酚物质氧化：聚合指数（ PI ）上升，还原能力下降，不利于啤酒风味稳定性；色度上升、苦味质量下降。对于使用小麦等，如果醪液吸氧严重，通过阿魏酸的交联作用，黏度上升，影响麦汁过滤。

通过二硫键的形成，产生凝胶蛋白，煮沸时蛋白质的凝聚分离效果变差，不利于麦汁过滤。

脂肪和脂肪酸的氧化，会导致啤酒口味老化的前驱物质多，不利于啤酒的风味稳定性。

4 ）醪液、麦汁高温氧化

（ 1 ）麦汁生产中减少醪液、麦汁吸氧及氧化意义 提高麦汁的还原能力， 减少老化的前驱物质的形成 有利于啤酒的风味稳定性 降低色度 改善啤酒的苦味质量

4 ）啤酒生产中减少醪液、麦汁高温氧化

（ 2 ）减少醪液、麦汁高温氧化的措施

选择焙焦强度充足的麦芽，可降低麦芽中的多酚氧化酶，过氧氢酶、脂肪酸氧化酶的活力，可大大降低麦芽贮藏时，麦汁生产过程中的氧化。

避免长时间的麦芽贮存或粉碎后麦芽贮藏时间短投料：湿法粉碎时依据液位高度迅速泵走醪液，

从底部进入糖化锅。干、增法粉碎采用配有合理的料水混合器，并根据液面高度，浓度确定合理搅拌速度或者底部进入锅内。

搅拌：在升温时、合醪、倒醪等糖化过程中合理采用快搅，慢搅，适当采用筷搅，在糖化休止时采用间歇搅拌，

采用密封式糖化设备，输送泵密封性能好。投料用水、洗糟用水采用脱氧水或二氧化碳保护 在保证工艺要求的前提下，麦汁生产的周期缩短

，可减少醪液、麦汁的氧化。 醪液、麦汁底部进入糖化锅、过滤槽采用如下结

构，使醪液底部出，底部进入，减少醪液吸氧 。

（ 2 ）减少醪液、麦汁高温氧化的措施

5 ）多酚物质（ 1 ）酿造意义 啤酒质量：啤酒中应含有适当的还原能力强多酚物质：全

麦啤酒 150mg/L ；辅料啤酒 100mg/L 如果啤酒中含过多的高聚合度多酚物质，会影响啤酒色度

，苦味质量，啤酒非生物稳定性。反之，如果啤酒中多酚物质过低，会影响啤酒口味、啤酒口味稳定性。

酿造过程：在麦汁煮沸时多酚物质与高分子蛋白质分解产物反应，在低温下以冷凝固物形式析出，可降低麦汁高分子蛋白质分解产物，提高啤酒的非生物稳定性。

总结：多酚物质会影响啤酒口味、色度、泡沫、非生物稳定性、风味稳定性以及酿造过程。

蛋白质

PVPP

Protein Gerbstoff

Affinität

H2O

H2O

H2O

H2O

H2O

Solvatationswasser

P-Überschuß Gerbstoff-Überschuß Gleichgewicht

（ 2 ）减少麦芽多酚物质浸析的途径

选择麦皮所占比例少的多酚物质少的大麦； 在不影响糖化、麦汁过滤、麦汁质量的前提下使

用较多辅料（大米、玉米）；采用残余碱度低的酿造用水并适当调酸，降低 pH

,减少麦汁过滤时多酚物质的浸析； 选择溶解好均匀、酶活力高麦芽，粉碎效果好，稀醪糖化，麦汁过滤设备的性能好，使糖化时间、麦汁过滤时间尽可能短；

采用麦皮分离糖化法过滤麦汁中含有的细小麦皮少、酒花中的多酚残留少；

生产低浓度啤酒。