麦汁制备方法与流程及原料处理

子任务三　麦汁制备

麦汁制备俗称糖化，是啤酒生产过程的重要环节，为保证啤酒发酵顺利进行，通过糖化工序将麦芽中的非水溶性成分转化成水溶性物质，即将其转化成酵母菌可利用的可发酵性糖。麦汁制备主要过程包括原料粉碎、糊化、糖化、麦汁过滤、煮沸、麦汁后处理、麦汁通风、麦汁冷却等，其工艺流程如图2.4所示。

图2.4　麦汁制造的工艺流程

一、原料粉碎

麦芽和辅助原料的粉碎是麦汁制备的第一步，其粉碎程度对糖化工艺的操作、麦汁组成比例及原料利用率的高低都非常重要。

(一)粉碎的目的与要求

1.粉碎的目的

整粒原料被皮壳包裹，与水接触面小，原料、辅料粉碎后，增加了比表面积，即增加淀粉与酶及水的接触面，糖化时可溶性物质容易浸出，有利于酶的作用。

2.粉碎的要求

(1)麦芽皮壳应破而不碎。如果过碎，麦皮中含有的苦味物质、色素、单宁等会过多地进入麦汁中，使啤酒色泽加深，口味变差;还会造成过滤困难，影响麦汁收得率。胚乳碎粒适当的细而均匀，粗粒:细粒=1∶2.5以上。

(2)粉碎细度要适当而均匀，太细不好过滤，堵塞滤孔，太粗影响收率。

(3)辅助原料(如大米、玉米)粉碎得越细越好，以增加浸出物的收得率，粉碎后2小时内使用，防止结块。

(二)粉碎方法与设备

1.粉碎方法

麦芽粉碎大致可分为干法粉碎、湿法粉碎、回潮增湿粉碎等三种方法。辅料粉碎多采用干法粉碎。

(1)干法粉碎:传统的粉碎方法，采用辊式粉碎机，要求麦芽水分在6%～8%。其缺点是粉尘较大，麦皮易碎。优点是装置简单，易于操作，中小型啤酒厂多采用此种方法粉碎。

(2)湿法粉碎:先将麦芽用50℃水浸泡15～20分钟，使麦芽水分含量达25%～30%后，再用湿式粉碎机粉碎，并立即加入30℃～40℃水调浆，泵入糖化锅。特点是:此法麦皮较完整，无粉尘危害，但动力消耗增加40%～50%。由于麦芽皮壳充分吸水变软，粉碎时皮壳不容易磨碎，胚乳带水碾磨，较均匀，糖化速度快。

(3)回潮粉碎:又叫增湿粉碎。

利用喷雾使麦芽含水量增加0.7%～1.0%，麦芽喷雾30～40s，可达到麦皮破而不碎的目的。优点:麦皮体积增加，利于过滤;胚乳较干，利于粉碎。麦芽在很短时间内，通入蒸气或热水，使麦壳增湿，胚乳水分保持不变，这样使麦壳有一定柔性，在干法粉碎时容易保持完整，有利于过滤。常见的方法有:

①蒸汽回潮:用0.05MPa饱和水蒸汽处理30～40s，增湿1%左右，麦芽温度控制在40℃～50℃，避免酶失活。

②喷水回潮:用40℃～50℃的热水，在增湿装置中向麦芽喷雾90～120s，增湿1%～2%，可达到麦皮破而不碎的目的。

2.粉碎设备

(1)麦芽粉碎设备主要为辊式和湿式设备。辊式设备又分为对辊式、四辊式、五辊式、六辊式等，最常用的是六辊式粉碎机。湿法粉碎就是将麦芽通过喷水浸渍充以空气，使水分达到25%～30%，再用对辊粉碎机粉碎，同时调浆，泵入糖化锅。连续浸渍湿式粉碎机使用时必须让麦芽在1小时内流过，使麦皮吸水有弹性即可。

(2)辅料粉碎机一般用三辊或四辊的二级粉碎机即可。

二、糖化

是指利用麦芽本身所含有的各种水解酶(或外加酶制剂)，在适宜的温度、pH值、时间等条件下，将麦芽和辅助原料中不溶性的淀粉、蛋白质、半纤维素等高分子物质分解成可溶性的糖类、糊精、氨基酸、肽类等低分子物质的过程。糖化后未分离麦糟的混合液称为“糖化醪”，从麦芽中浸出的物质称为浸出物，麦芽汁中的浸出物含量与原料中所有干物质的质量比称为无水浸出率。

(一)糖化目的

将原辅料中的可溶性物质萃取出来，并创造有利于各种酶作用的条件，使高分子的不溶性物质在酶的作用下尽可能多地分解为低分子的可溶性物质，制成符合生产要求的麦汁。

(二)糖化过程中的主要物质变化

1.糖化用酶

糖化过程中的酶主要来自麦芽本身，包括淀粉分解酶(α－淀粉酶、β－淀粉酶、界限糊精酶、R－酶、α－葡萄糖苷酶、麦芽糖酶和蔗糖酶等);蛋白分解酶(内肽酶、羧肽酶、氨肽酶、二肽酶等);β－葡聚糖分解酶和磷酸酶等，有时也有外加酶制剂。

2.糖化时主要物质变化

(1)淀粉的分解:淀粉的分解分为糊化、液化和糖化三个过程。

糊化:胚乳细胞在一定温度下吸水膨胀、破裂，淀粉分子溶出，呈胶体状态分布于水中而形成糊状物的过程称为糊化。

液化:经糊化的淀粉，在α－淀粉酶的作用下，将淀粉长链分解为短链的低分子的α－糊精，并使黏度迅速降低的过程称为液化。

糖化:淀粉经糊化、液化后，被淀粉酶进一步水解成糖类和糊精的过程称为糖化。

(2)辅料的糊化与液化:在啤酒生产中，辅料的糊化与液化是在糊化锅中进行的。为了提高糊化、液化的效果，生产上通常在辅料中加入15%～20%麦芽或少量的α－淀粉酶(6～8U/g原料)，配以适量的水，使其在55℃起就开始糊化、液化。

辅料糊化要注意避免出现淀粉的老化(或称回生)现象。老化现象是指糊化后的淀粉糊，在温度降至50℃以下时，产生凝胶脱水，使其结构又趋紧密的现象。

(3)蛋白质的水解:糖化时蛋白质水解也称蛋白质休止，主要是指麦芽中蛋白质的水解。

麦汁中含氮物质可分为:高分子氮、中分子氮和低分子氮，它们对啤酒的影响是不同的。高分子氮含量过高，煮沸时凝固不彻底，极易引起啤酒早期沉淀;中分子氮含量过低，啤酒泡沫性能不良，过高也会引起啤酒混浊沉淀;低分子氮含量过高，啤酒口味淡薄，过低则酵母的营养不足，影响酵母的繁殖。因此麦汁中高、中、低分子氮组分要保持一定的比例。

(4)β－葡聚糖的分解:在制麦过程中，已有80%左右的β－葡聚糖被分解，剩余的在糖化过程中，它们会在35℃～50℃时溶出，以提高麦芽汁的黏度。糖化时，控制醪液pH在5.6以下、在37℃～45℃休止，都有利于促进β－葡聚糖的分解和降低麦芽汁的黏度。

(5)酸的形成:糖化时，由于麦芽所含的有机磷酸盐(植酸钙镁)的分解和蛋白质分解形成的氨基酸等缓冲物质的溶解，使醪液的pH下降。

(6)多酚类物质的变化:溶解良好的麦芽，游离的多酚物质较多，在糖化时溶出的多酚也多。糖化中，多酚物质通过游离、沉淀、氧化和聚合等多种形式不断地变化。

游离出的多酚，在较高温度(50℃以上)下，易与高分子蛋白质结合而形成沉淀;另外在某些氧化酶的作用下，多酚物质不断氧化和聚合，也易与蛋白质形成不溶性的复合物而沉淀下来。因此，在糖化操作中，减少麦汁与氧的接触，适当调酸降低pH，让麦汁适当的煮沸使多酚与蛋白质结合形成沉淀等，有利于提高啤酒的非生物稳定性。

3.影响糖化的因素

(1)麦芽的质量及粉碎度:麦芽的粉碎必须适度，不能太细，否则细粉太多，麦芽与水混合时易结块，增加糖化的困难。

(2)温度:各种酶的活性都对温度很敏感，温度的影响不仅表现在高低上，还表现在升温速度的快慢上。

在蛋白质休止时，蛋白酶作用的最适温度为40℃～65℃。当蛋白质休止温度较高(50℃～65℃)时，可溶性高、中分子氮含量增多，但影响非生物稳定性的高分子氮也相应增加，这类高分子氮与低温时容易形成细小凝固物，悬浮于麦芽汁中，影响发酵与酒液的澄清;当休止温度偏低(45℃～50℃)时，有利于形成较多的α－氨基氮，但中分子肽类物质也随之减少。休止时间愈长，高分子蛋白质的残留量愈少，α－氨基氮的积累愈多，啤酒的稳定性愈好，但不利于啤酒的泡沫形成。

α－淀粉酶作用的最适温度是60℃～65℃，β－淀粉酶作用的最适温度是45℃～52℃。在淀粉水解时，由于糖化醪中有糊精、糖类、蛋白质分解物的存在，增加了淀粉酶的耐热性，所以，实际上α－淀粉酶的适宜温度为65℃～70℃，β－淀粉酶是60℃～65℃。当糖化温度高，升温迅速时，α－淀粉酶起主要作用，产生较多的糊精和少量的麦芽糖，产生可发酵性糖较少;当温度低，升温缓慢时，则有利于β－淀粉酶的作用，产生较多的麦芽糖和少量的糊精，产生的可发酵性糖较多。所以可通过改变糖化温度来调节麦汁中可发酵性糖和非发酵性糖成分的比例。

另外从麦芽汁收得率考虑，糖化温度为60℃～70℃时，麦汁浸出物含量最高。所以实际生产中，糖化温度确定为60℃～70℃。

(3)pH的影响:蛋白分解酶的pH范围集中在5.0～5.4。当pH高于5.4时，酶活性受到抑制，可溶性氮下降。pH低时，产生的低分子氮就多。考虑到各方面影响因素，确定蛋白分解酶的最适pH为5.2～5.4。淀粉分解酶的pH范围集中在5.1～5.8之间，实际生产中还受到温度等因素的影响，通常在63℃～70℃的糖化温度范围内，淀粉酶的pH在5.2～5.6比较理想。

实际生产中，多采用加酸调节糖化的pH，以增加各种酶的活性。通常选用磷酸或乳酸调节pH。磷酸是中强酸，略有涩味，酸味小，调节效果明显，形成的磷酸盐可作为酵母繁殖所需磷源。乳酸安全可靠，并对啤酒口味有利，但添加量大，成本较高。可采取添加一定量的磷酸，辅以一定量的乳酸来调酸。

(4)糖化醪浓度的影响:对淀粉而言，糖化醪浓度增加则黏度变大，影响酶对基质的渗透，使淀粉的水解速度变慢;浓度愈低愈有利于糖化，生成的可发酵性糖越多。对蛋白质水解而言，浓醪因酸性物质溶解增加、pH降低和酶与基质的浓度提高、相互接触机会多而有利于蛋白休止。所以在糖化中，糖化料水比为1∶(3～4)，糊化料水比为1∶(5～6)。

(三)糖化工艺及生产管理

1.糖化设备

糖化设备是指麦芽汁制造设备，一般采用三锅两槽的复式糖化设备，即糖化锅、糊化锅、蒸煮锅、过滤槽(或过滤机)和漩涡沉淀槽。也有再加一个过滤槽和一个煮沸锅形成六器组合模式的。

2.糖化方法

糖化方法主要有以下几种(如图2.5所示):

图2.5　糖化法分类

(1)煮出糖化法

是将糖化醪液的一部分分批地从糖化锅中取出，送到糊化锅，用蒸汽加热煮沸，然后送回到糖化锅，与其余未煮沸的醪液混合，使全部醪液温度分阶段地升高到不同酶分解所需要的温度，最后达到糖化终了温度。根据醪液的煮沸次数，分为一次、二次和三次煮出糖化法等，煮沸次数由麦芽的质量和所制啤酒的类型决定。我国啤酒生产多添加辅料，所以在糖化时以双醪糖化为主，下面就双醪煮出糖化法做详细介绍。

①三次煮出糖化法

三次煮出糖化法是典型煮出法，其特点是经历三次煮沸和三次升温。适合于各种质量麦芽(包括溶解差的麦芽)。糖化时间长达4到6小时，有利于溶解不良麦芽中各种酶的作用，麦汁中非糖的可溶性成分含量多，所以成品酒的口味较浓厚，此法适宜酿制浓色啤酒。此法工作时间长，能耗高，设备利用率较低。

②二次煮出糖化法

二次煮出糖化法适宜处理各种性质的麦芽和制造各种类型的啤酒，以淡色麦芽用此法制造淡色啤酒比较普遍。根据麦芽的质量，下料温度可低(35℃～38℃)可高(50℃～55℃);整个糖化过程可在3～4小时内完成。

③一次煮出糖化法

双醪一次煮出糖化法具体工艺方案很多，但最终的液化、过滤温度都是78℃左右。主要差别在于:麦芽粉碎物是否经过35℃～37℃的浸渍阶段，蛋白质休止温度(45℃～52℃范围)的高低与时间长短，糖化温度(63℃～72℃范围)的高低与时间长短。

(2)浸出糖化法

浸出糖化法的特点是糖化醪不经煮沸，单纯依靠酶的作用浸出各种物质。因此，要求麦芽发芽率高，溶解充分，否则，就很难将其生淀粉通过酶而溶解，进而会影响麦汁收率。根据是否添加辅料，又可将浸出糖化法分为单醪浸出糖化法和双醪浸出糖化法。其中单醪浸出糖化法又可分为恒温浸出糖化法和升温浸出糖化法。

①单醪恒温浸出糖化法

投料温度65℃左右，糖化1～2小时后升温至78℃，进行过滤，此方法不涉及蛋白质分解阶段，因此适用于蛋白质分解比较完全的麦芽。

②单醪升温浸出糖化法

35℃～37℃投料，浸泡原料，直接升温到50℃进行蛋白质分解，在缓慢升温到65℃，72℃进行分段糖化，然后再升温至78℃后过滤。

图2.6　双醪浸出糖化法工艺流程

③双醪浸出糖化法

糖化醪和糊化醪兑醪后，醪液不再煮沸，而是直接在糖化锅中升温，达到糖化各阶段所要求的温度，具体糖化工艺如图2.6所示。

目前我国用辅料酿造啤酒的企业多采用该方法进行糖化，酿制的啤酒色泽淡黄，泡沫丰富，洁白细腻，挂杯持久，具有特殊风味。

(3)复式糖化法

是将在糊化锅单独处理的大米醪液与在糖化锅中的麦芽醪混合的糖化法。根据混合醪液的特点，又分为复式煮出糖化法和复式浸出糖化法。

3.糖化方法的选择依据

(1)原料

①使用溶解良好的麦芽，采用双醪一次或二次糖化法，蛋白分解温度适当高一些，时间可适当控制短一些。

②使用溶解一般的麦芽，可采用双醪二次糖化法，蛋白分解温度可稍低，延长蛋白分解和糖化时间。

③使用溶解较差、酶活力低的麦芽，采用双醪三次糖化法，控制谷物辅料用量或外加酶，以弥补麦芽酶活力的不足。

(2)产品类型

①上面发酵啤酒多用浸出法，下面发酵啤酒多用煮出法。

②酿造浓色啤酒，选用部分深色麦芽、焦香麦芽，采用三次糖化法;酿造淡色啤酒采用双醪浸出糖化法或双醪一次煮出糖化法。

③制造高发酵度的啤酒，糖化温度要控制低一些(62℃～64℃)，或采用两段糖化法(62℃～63℃，67℃～68℃)，并适当延长蛋白分解时间;若添加辅料，麦芽的糖化力应要求高一些。

4.糖化操作

生产前必须了解原料的规格，糖化的方法，检查设备能否正常运转，是否有渗漏现象。上料时记录原料批号、品种、数量等。

(1)糖化方法的选择:双醪二次煮出糖化法(如图2.7所示)。

图2.7　糖化工艺示意图(双醪二次煮出糖化法)

(2)在糊化锅内先放入45℃～55℃水，料水比为1∶5左右，再加入适量石膏粉，快速搅拌，然后投入大米粉，以1～1.5℃/分钟速度升温至90℃，保温20分钟，再加热到100℃，并煮沸30分钟左右。

(3)糖化锅中按料水比为1∶3.5左右加水，水温应根据麦芽性质设为浸渍温度(35℃～40℃)或蛋白质分解温度(45℃～52℃)，快速搅拌，加入适量磷酸(或乳酸)和石膏，进行蛋白质休止，休止pH以5.2～5.4为佳。

(4)蛋白质分解时间10～60分钟，由麦芽质量决定。蛋白质休止期及糖化期均不开搅拌器，在蛋白质分解结束后，快速搅拌，将煮沸的糊化醪泵入糖化锅进行糖化。

糖化温度为63℃～70℃，醪液pH 5.4～5.6，当碘液反应呈浅紫色，表示糖化已近完成，直至无呈色，糖化结束。

5.生产用料计算

(1)糖化用水

糖化用水是指直接用于糖化锅和糊化锅，使原、辅料溶解，并进行化学和生物转化所需的水。

麦芽糖化的用水量通常用料水比表示，即每100kg原料用水的升数。一般根据啤酒类型来确定糖化用水量。淡色啤酒的料液比为1∶4～5(即100kg原料的用水升数，下同)，浓色啤酒的料液比为1∶3～4，黑啤酒的料液比为1∶2～3。

糖化的用水量计算:

式中W_p——第一麦汁浓度(即过滤开始时的麦汁浓度)，%;

W——100kg原料中含有的可溶性物质的kg数(麦芽的浸出率);

V——100kg原料所需的糖化用水量(L)。

(2)从糊化锅到糖化锅煮沸醪液用量:

为了使并醪温度达到工艺规定的温度值，考虑到管道降温的因素，从糊化锅到糖化锅的醪液温度以90℃左右为宜。

(3)被煮沸部分醪液的用量:

式中：X——从糖化锅中放出的糖化醪量(L);

　　　A——糖化锅中糖化醪的总量(L); t₁——糖化醪液的温度(℃);

　　　t₂——混合醪液需要达到的温度(℃);

　　　100——煮沸后糖化醪的温度(℃)。

(4)辅料用量及使用要求:

酶制剂:随用随取，液体辅料用量筒、量杯或电子秤准确称量，并将量器的冲洗液一同加入锅中，配制时应避免与氧接触。

啤酒复合纤维酶、高效复合糖聚糖酶用糖化40℃～50℃投料水稀释成20%的溶液，并在30min内使用。稀释过程不能与铁、铝等金属器具接触。

糖化单宁:在不锈钢或塑料容器中先注入蒸馏水搅拌形成涡流，再缓缓加入单宁，并继续搅拌使其溶解，直至得到完全溶解浓度为25%的透明溶液，加盖保存。于30分钟内使用，糖化结束前10～15分钟加入煮沸锅内。

酿造单宁:用蒸馏水将单宁稀释成25%的溶液，稀释时快速搅拌;使用前再进一步稀释成5%的单宁溶液，添加温度在4℃以下。倒灌时均匀添加单宁，使添加单宁与倒灌同时完成，添加24小时、48小时后各排放一次罐底沉淀物，并在48小时以上过滤。

(5)洗糟用水

第一批麦汁滤出后，将残留在麦糟中的糖液洗出所用的水称为洗糟用水。洗糟用水量主要根据糖化用水量来确定，这部分水约为煮沸前麦汁量与头号麦芽汁量之差，其对麦汁收得率有较大的影响。制造淡色啤酒，糖化醪液浓度较稀，洗糟用水量则少;制造浓色啤酒，糖化醪液较浓，相应地洗糟用水量大。(www.chuimin.cn)

水温为75℃～80℃，残糖质量分数控制在1.0%～1.5%。过分洗糟，会延长煮沸时间，对麦汁质量会产生不利影响，而且也是不经济的。

三、麦芽汁过滤

(一)过滤目的

糖化结束时，已经基本完成了麦芽和辅料中高分子物质的分解、萃取，必须在短时间内把糖化醪中麦汁和不溶性麦糟分开，否则麦糟中不良成分会溶入麦汁，影响半成品麦汁的色、香、味;另外，麦汁中微小的蛋白质颗粒，会影响麦汁的稳定性，影响啤酒质量。

(二)过滤过程

麦汁过滤分两步进行，一是以麦糟为滤层，利用过滤的方法提取出麦汁，称头道麦汁或过滤麦汁，一般在70℃～80℃时过滤。二是利用热水冲洗出残留在麦糟中的麦汁，称第二麦汁或洗涤麦汁，此步操作要用76℃～78℃热水分2～3次洗糟。洗糟用水温度要适宜，温度太高，淀粉酶失活，易造成第二麦汁混浊，并且将会把皮层的苦味成分如多酚类物质溶出，影响啤酒的质量;若水温过低残糖不易从皮糟中洗出，洗涤麦汁的残糖浓度控制在1.0%～1.5%，高档啤酒一般在1.5%以上。

(三)过滤工艺与生产管理

1.过滤方法

麦汁过滤方法有过滤槽法、压滤机法和快速过滤槽法。过滤槽法是最古老的方法，也是至今采用最普遍的方法，是以麦糟本身为过滤介质，在过滤前先形成过滤层，逐渐过滤出清亮的麦汁。压滤机法是由容纳糖化醪的框和分离麦汁的滤布及收集麦汁的滤板各若干组组成过滤元件，再配以顶板、支架、压紧螺杆或液压系统组成。快速过滤槽法是将麦汁泵入快速过滤槽，均匀分配后，麦皮在滤管周围形成助滤层而对麦芽汁进行过滤，滤后的麦芽汁则由泵打入煮沸锅。

2.过滤操作(过滤槽法)

(1)检查过滤板是否铺平压紧，然后泵入78℃～80℃热水直至溢过滤板，预热设备，排除管路及筛底的空气。

(2)将糖化醪泵入过滤槽，开动耕槽机以3～5转/分钟缓慢转动，使糖化醪在槽内均匀分布。提升耕刀，静置10分钟左右，使糖化醪沉降，形成过滤层。

(3)开始过滤，先打开麦芽汁排出阀，然后迅速关闭，反复数次，将过滤板下面的泥状沉淀物排出。然后缓缓打开全部麦芽汁排出阀，控制流速，防止槽层抽缩压紧，造成过滤困难。开始流出的麦芽汁浑浊不清，应进行回流，直至麦芽汁澄清方可进入煮沸锅，用时10～15分钟。

(4)当麦芽汁流速变小时，应适当耕槽，注意控制好麦芽汁流量，使麦芽汁流量与麦芽汁通过麦槽的量相等，注意收集过滤“头号麦芽汁”，用时需30～60分钟。

头号麦芽汁收集量公式:

当麦槽露出时，开动耕槽机，从下而上疏松麦槽层，并用76℃热水(洗槽水)，连续洗涤或分2～3次洗槽，同时收集“二滤麦芽水(洗涤麦芽水)”。

(5)洗槽时，如果麦槽板结需耕槽，若出现浑浊，需回流至澄清。当残糖达到工艺规定值(0.5°P或0.8°P或1.5°P)过滤结束，打开麦槽排出阀排槽，再用槽内CIP洗涤，洗槽时间控制在30～60分钟。

3.影响麦芽汁过滤速度的因素

(1)麦汁的黏度愈大，过滤速度愈慢。

(2)过滤层厚度愈大，过滤速度愈低。

(3)过滤层的阻力大，过滤则慢。

过滤层的阻力大小取决于孔道直径的大小、孔道的长度和弯曲性、孔隙率。滤层阻力是由过滤层厚度和过滤层渗透性决定的。

四、麦汁煮沸

(一)煮沸目的

1.提高浓度

蒸发多余水分，使麦汁浓缩到规定的浓度。

2.杀灭微生物

破坏全部酶活性，稳定麦汁组分;消灭麦汁中存在的各种微生物，保证最终产品的质量。

3.提高有效成分

浸出酒花中的有效成分，赋予麦汁独特的苦味和香味。同时，让具有不良气味的碳氢化合物，如香叶烯等随水蒸气的挥发而逸出，提高麦汁质量。

4.提高稳定性

析出某些受热变性以及与多酚物质结合而絮状沉淀的蛋白质，提高啤酒的非生物稳定性。

5.降低pH

煮沸时，水中Ca²⁺和麦芽中的磷酸盐起反应，使麦汁的pH降低，有利于β－球蛋白的析出和成品啤酒pH的降低，有利于啤酒的生物和非生物稳定性的提高。

(二)煮沸过程中的变化

1.水分的蒸发

麦芽汁经过煮沸使水分蒸发，麦汁浓度也随之增大，蒸发快慢与煮沸强度有关。

2.蛋白质的凝固

蛋白质的凝聚变性是麦芽汁在煮沸过程最重要的变化，蛋白质的凝聚质量直接影响麦芽汁的组成，进而影响啤酒的质量。蛋白质凝聚受麦芽质量、煮沸时间、煮沸强度以及煮沸温度、pH等因素的影响

3.酒花成分的溶出

部分α－酸转变成异α－酸，异α－酸比α－酸易溶解，且具有良好的苦味和防腐能力。β－酸较α－酸难溶解，其溶解产物能赋予麦汁可口的香气。

4.麦汁色度的变化

在煮沸过程中，还原糖与氨基酸发生糖氨反应，生成类黑精，使麦汁颜色加深，色度上升，但在发酵过程色度会有所下降。

5.还原物质的形成

麦汁经煮沸后，生成类黑精、还原酮等还原类物质，还原能力有显著增加。

(三)煮沸操作

1.预热

当过滤麦汁没过煮沸锅加热夹套时开始预热，使热麦汁温度达到95℃。

2.工艺控制

洗槽结束测定满锅麦芽汁浓度和数量，然后加大蒸汽压力，按工艺要求控制煮沸强度，调节煮沸pH在5.2～5.6。煮沸温度与时间:煮沸温度100℃时煮沸90分钟，煮沸温度120℃时应煮沸40～50分钟。

3.煮沸强度

煮沸强度是指单位时间内所蒸发掉的水分占麦芽汁的百分比例。按下式计算:

煮沸强度越大，翻腾越强烈，蛋白质疑结的机会就越多，越有利于蛋白质的变性而形成沉淀。煮沸强度一般控制在8%～12%/h为宜，可凝固性氮的质量浓度达1.5～2.0mg/100mL，即可满足工艺要求。煮沸强度的高低与煮沸锅的加热方式、加热面积，导热系数和蒸气压力等密切相关。要求最终麦汁清亮透明，蛋白质絮状凝结、颗粒大、沉淀快。

煮沸结束时，测量麦芽汁浓度和数量，然后送入下一道工序分离热凝固物。

五、酒花的添加

(一)添加目的

1.赋予啤酒特有的香味

这种香味来自酒花油蒸发后的存留成分。

2.赋予啤酒爽快的苦味

这种苦味主要来自异α－酸和β－酸氧化后的产物等。

3.增加啤酒的防腐能力

酒花中的α－酸、异α－酸和β－酸都具有一定的防腐作用。

4.提高啤酒的非生物稳定性

酒花的单宁、花色苷等多酚物质能与麦汁中蛋白质形成复合物而沉淀出来，有利于提高啤酒的非生物稳定性。

(二)添加方法

1.酒花的添加原则

(1)香型、苦型酒花并用时，先加苦型酒花、后加香型酒花。

(2)使用同类酒花时，先加陈酒花、后加新酒花。

(3)分几次添加酒花时，先少后多。酒花制品的添加原则与酒花添加原则大体相同。

2.添加操作(三次添加)

低压煮沸时，第一次加酒花在初沸5～10分钟后，敞口加入总量的20%左右，压泡，使麦汁多酚和蛋白质充分作用，排出易挥发性物质，以保护酒花多酚，减少苦味损失。然后关闭锅盖，加压15分钟后，锅内压力达0.06Mpa，温度达104℃～110℃，煮沸15～25分钟。之后在15～20分钟内将锅内压力降低至1Pa，进行密闭煮沸。酒花则在减压阶段通过添加泵加入，第二次添加酒花在煮沸40分钟左右，加总量的50%～60%，萃取α－酸，促进异构化。第三次添加酒花在煮沸结束前5～10分钟，加剩余量，最好是香型花，萃取酒花油。

3.酒花添加数量

添加量因酒花质量、消费者嗜好习惯、啤酒的品种浓度等不同而不同，通常以每100L麦汁或啤酒所需添加的酒花克数表示，一般为0.15%～0.2%。

国际上多以酒花的α－酸含量，来确定酒花添加量，计算公式如下:

例题2.1若生产小麦啤酒，打出麦芽汁500hL，要求啤酒的苦味值为15Bu，苦味物质回收率为30%，使用的使α－酸含量为9%的45型颗粒啤酒花，问麦芽汁煮沸时应加入多少α－酸?酒花多少?

解:成品啤酒的苦味值为15Bu=15mg/L=1.5g/Hl

成品啤酒量=打出麦芽汁量×(1－啤酒损失率%)

为了计算方便，令成品啤酒量=打出麦芽汁量=500hL

酒花的添加量=2.5Kg/9%=27.78Kg

六、麦汁的后处理

麦汁煮沸后还需要进行热凝固物分离、冷凝固物分离、麦汁的冷却与充氧等处理，才能进入发酵阶段。

(一)后处理目的

1.冷却

降低麦汁温度，使之达到适合酵母发酵的温度。

2.充氧

使麦汁吸收一定量的氧气，以利于酵母的生长增殖。

3.澄清

析出和分离麦汁中的冷、热凝固物，改善发酵条件和提高啤酒质量。

(二)生产操作

1.热凝固物的分离

热凝固物又称煮沸凝固物或粗凝固物，是在麦汁煮沸时，有蛋白质变性和凝聚，以及麦汁中多酚氧化聚合形成的，是麦汁冷却开始后，在60℃以上的范围内析出的。

热凝固物的分离方法有沉淀槽分离法、回旋沉淀槽分离法、离心机分离、硅藻土过滤机分离法等。常用的是回旋沉淀槽分离法，其操作要求如下:

(1)煮沸结束后的麦汁以大于10m/s的速度泵入回旋沉淀槽;

(2)先从底部喷嘴进料，当液位至侧面喷嘴时，改为侧面喷嘴进料，以减少吸氧，麦汁在回旋沉淀槽内的旋转速度为10转/分钟左右，麦汁深度不超过3米，进料时间20～30分钟;

(3)进料结束，静止20～30分钟，测量麦汁浓度和容量，检视浊度;

(4)冷却开始，先开上部出口阀流出麦汁，后开下部出口阀至结束;

(5)槽底热凝固物用水冲入凝固物回收罐，热凝固物存放不超过12小时，否则排放。

(6)用水或CIP系统清洗回收罐、煮沸锅和回旋沉淀槽。

2.冷凝固物的分离

冷凝固物又称冷混浊物或细凝固物，是指麦汁在60℃以下冷却时凝聚析出的混浊物质，25℃～35℃时析出最多。麦汁中冷凝固物的组成(以干物质计)为:多肽45%～65%、多酚30%～45%、多糖2%～4%、灰分1%～3%。

冷凝固物的分离方法有酵母繁殖罐(槽)法、锥形发酵罐分离法、浮选法、离心分离法和麦汁过滤法(可靠的凝固物分离方法)。通常采用锥形发酵罐分离法和浮选法。

锥形发酵罐分离法是将冷麦汁泵入锥形发酵罐加酵母发酵，满罐24小时后，从锥底排放冷凝固物和部分酵母，以后还要定时排放。

浮选法是将冷却麦汁通入无菌空气，将空气打碎成细小气泡，气泡缓慢上升，冷凝物聚集于气泡表面，形成结实的泡盖(数小时后变为褐色)，将澄清麦汁与冷凝固物泡盖分离。

3.麦汁冷却与充氧

麦汁冷却与充氧的目的是降低麦芽汁的温度，让麦芽汁吸收充足的氧气，以达到酵母发酵的温度，利于酵母菌的生长繁殖。

麦汁冷却方式有开放式喷淋冷却、密闭式薄板冷却或列管冷却。通风供氧方式主要是用文丘管对麦汁进行充氧。

麦汁冷却(密闭式薄板冷却)充氧的操作如下:

(1)做好板片清洁工作，不得有铁屑、脏物，检查是否被腐蚀，板上橡胶垫圈是否脱胶。

(2)薄板冷却器按流程图进行组装，不得渗漏。使用前用80℃～85℃热水冲洗杀菌15～20分钟。

(3)调节麦芽汁与冷却剂的泵送压力均为0.1～0.15Mpa，尽量保持均衡，不得超过规定压差，以免造成喷液或胶垫渗漏，使冷却剂进入麦芽汁的质量事故。

(4)打开旋塞放出麦芽汁，旋塞不应开得太大，以使冷却温度在±0.5℃要求内，不得忽高忽低并及时通风充氧。

一段冷却法:先将酿造水冷至1℃～2℃作为冷媒，与热麦芽汁在板式换热器中进行热交换，使95℃～98℃的热麦汁冷却至6℃～8℃，而1℃～2℃酿造水升温至80℃左右，进入热水箱，作糖化用水。

(5)冷却后30分钟取麦芽汁测量其浓度，并取样检测微生物。

(6)冷却结束后，关闭制冷剂，再用无菌压缩空气吹尽板式热交换器中的麦芽汁余液。

(7)通水冲洗冷却器，再用80℃～85℃热水循环杀菌20分钟，待用。

(8)在麦芽汁冷却过程中，必须补充适量氧气，通过文丘里管或其他充氧方法将无菌空气(30～70L/hL)通入冷麦芽汁，使麦芽汁呈乳浊液状，适量溶解氧气，以供发酵前期酵母呼吸，增殖新的酵母细胞。

(9)冷却结束后回收热凝固物，在下一锅糖化洗槽时加入过滤槽中。

(10)在麦芽汁冷却过程中，要规范操作，杜绝有害微生物的污染。