大麥麥芽的製造方法和由此得到的改進的麥芽的製作方法

2023-04-25 14:40:36 3

專利名稱：大麥麥芽的製造方法和由此得到的改進的麥芽的製作方法
技術領域：
本發明的目標是一種大麥麥芽的製造方法，即包括浸溼、發芽和烘乾步驟的方法，該方法能夠得到低含量的亞硝基二甲胺(NDMA)。
在80年代，啤酒釀造者已注意到在啤酒中NDMA的存在，據推測這是一種對人致癌和致突變物質。NDMA存在在麥曲中，似乎來源於在麥芽製造的過程中大麥合成的仲胺和叔胺與環境空氣中的氧化氮(NOx)的反應。
按照一些作者的意見，不同種類的胺可能是NDMA的主要前體。
1986年，T.Wainwright等人，繼眾多的前人工作之後，在《啤酒釀造裝置雜誌》(JOURNAL INST.BREW)1986年，一月-二月號，92卷，61頁的題名為《亞硝基胺的形成化學與麥芽製造和啤酒釀造的關係》的綜述文章中提出，大麥芽鹼(對羥基苯乙替二甲胺)是NDMA的主要前體，二甲胺(DMA)、肌胺酸和蘆竹鹼類的其他胺類則起次要的作用。
1985年，M.M.Mangino R.S.Scanlan在《農業食品化學雜誌》(JOURNALAGRIC.FOOD CHEM.)1985，33卷，705頁上發表文章，題目是《生物鹼大麥芽破和蘆竹鹼的亞硝基化，大麥芽中亞硝基二甲胺的潛在前體》，該文證實了由於麥芽的蘆竹鹼很容易被空氣中的Nox亞硝基化，致使它在NDMA的形成中起重要作用。
最後，許多作者認為，麥芽NDMA的主要前體是二甲胺(DMA)，這是一種在麥芽製造過程中在大麥的側根中合成的仲胺。1981年在《基林啤酒釀造公司實驗室研究報告》(Reports Res.Lab.Kirin Brewery Co.)1981，24卷，20頁中出版的一篇S.Sakuma的著作，題目為《麥芽焙烤過程中形成N-亞硝基二甲胺》，該文指出，在麥芽中NDMA產物的數量和生麥芽中的DMA的數量以及空氣中的NOx的數量之間有著直接的關係。最近，L.J.Yoo在1992年的《農業食品化學雜誌》，40卷，2224頁中的題為《發芽大麥中的亞硝基二甲胺前體，二甲胺的測定》文章中，在對麥芽中測得的胺量和在亞硝化後NDMA的產量基礎上確認，DMA是NDMA的主要前體，生麥芽中DMA的濃度使得能推斷出在大麥芽烘乾中可能產生的NDMA的數量。同時，在該文章中和在此期間的B.Poocharoen等人的載於《農業食品化學雜誌》，40卷，2220頁的題為《發芽大麥中的亞硝基二甲胺前體，大麥芽鹼和蘆竹鹼的測定》文章中，這些作者中的一些人十分懷疑在麥芽中產生NDMA時大麥芽鹼和蘆竹鹼的作用，根據最新的數據這提示NDMA的主要前體是在大麥發芽過程中在側根中產生的二甲胺(DMA)。
目前，通常以工業規模使用的減少NDMA含量的方法仍然基於在烘乾過程中加入硫，以及使用低NO2含量的熱空氣或者是間接加熱的烘乾爐，W.Flad在載於《國際釀造》1989年11月號的題為《儘量減少在麥芽烘乾過程中產生亞硝胺》的文章中說明了不同的方案。
然而，這樣的方法除了不能在任何情況下都給出滿意的結果，某些用此方法處理的工業批次的麥芽仍然含有不符合要求量的NDMA以外，還要關注由於使用了硫，當其燃燒時會產生二氧化硫排放的問題。在麥芽廠使用硫會由於環保標準的變嚴，在中長的時期後再次出現問題。
另外，在目前的認識狀態下，還沒有一種在工業上可以使用的方法能夠避免使用硫，能夠造成低的NDMA含量而不在得到的麥芽的質量和/或在所謂的清潔工業的應用方面和/或在產率方面表現出其它的重大缺點。
也還提出過某些方法，這些方法在發芽後以及在即將烘乾之前，或者在烘乾時加入一般是酸的化合物。
William J.Olson在發表於《MBAA技術季刊》(MBAA TechnicalQuarterly)，1982，19卷，2期，63-67頁中的題為《在直接烘乾時，不使用二氧化硫而控制N-亞硝基二甲胺》的文章中考慮在烘乾之前加入磷酸和糖(葡萄糖或果糖)，這使得NDMA的含量達到2-3μg/Kg的程度，而加入H2PO3隻能得到NDMA含量20-30μg/Kg的麥芽，只加入糖可以得到NDMA含量5-8μg/Kg的麥芽。W.J.W.Lloyd和S.J.Hutchings在刊於EBC 1983年年會報告(55-62頁)的一篇題為《消除麥芽中形成NDMA》的文章中表明，這種方法會有不同的結果。最後，在烘乾前加入磷酸會在烘乾時產生不好的氣味，這使得此方法在工業上應用很成問題。
在W.A.Hardwick等人在《規章性毒理學和藥理學》(RegulatoryToxicology and Pharmacology)第2期，38-66頁(科學院出版社(AcademicPress Inc.)1982年版)中的題為《大麥飲料中的N-亞硝基二甲胺-啤酒釀造工業期待的行動》文章中描述了在即將烘乾前酸化的另一種方法。該方法包括將麥粒表面酸化至pH值2.5(54頁)以儘量減少NDMA的數量。這種現象包括「凍結」NDMA的潛在前體大麥芽鹼，在此條件下它呈質子化形式，對在NOx存在下引起NDMA形成不敏感或敏感性低。由於P.A.Brookes在《啤酒釀造裝置雜誌》，1982年，88卷，256-260頁中的題為《亞硝基二甲胺對麥芽性能的影響》一文中闡述的原因，即在工業規模使用時產生的操作和安全上的重大問題，這種技術似乎還不能在工業上應用。
另一減少大麥芽鹼數量的已知方法是降低發芽的速度。
按照先有技術，在浸溼之後和發芽之前加入過硫酸銨或NO2可以實現這種減速，或者在浸溼時進行酸化可以限制芽的生長，還可以通過選擇條件(溼度、溫度和發芽時間)來限制芽的生長。
在T.Wainwright和D.D.O Farrell刊於《啤酒釀造裝置雜誌》，1986年，5-6月號，92卷，232-238頁的題為《麥芽製造中的過硫酸銨控制NDMA和增加麥芽浸出液的產率》一文中，考慮在製造麥芽時加入過硫酸銨或溴酸鹽。此方法還沒應用於工業規模，它需要加入赤黴酸。
在浸溫用水進行酸化以減緩萌芽的生長已知在T.Wainwright的如下三篇文章中《亞硝基二甲胺形成和減少的措施》刊於《啤酒釀造裝置雜誌》，1981，87卷，264-265頁；《麥芽中的N-亞硝基二甲胺前體》刊於上述雜誌，71-80頁；《麥芽和啤酒中的亞硝胺》刊於上述雜誌，1986，92卷，73-80頁。
由這些文章可以得出結論，所有的做法，特別是在浸溼時適當的酸化限制了萌芽的生長，減少了主要在這些組織內形成的NDMA的潛在前體-大麥芽鹼的數量大約10倍，因而就減少了在最終麥芽中產生的NDMA的量。
但是，這三篇文章中最新的一篇(《麥芽和啤酒中的亞硝胺》)表明(76頁，第1卷1，§3和4)考慮用於減少胚芽生長的所有處理方法，對麥芽質量都有負面的影響，不能直接使用於工業規模。
在文獻中我們注意到，一種還沒有在工業上使用的方法是使萌芽鈍化，這是由如下的兩篇文章提出的
-G.H.Palmer等人的《在加速擦傷大麥發芽中結合酸化和赤黴酸處理》刊於《啤酒釀造裝置雜誌》，78卷(1972)，81-83頁；-D.Crabb和G.M.Palmer的《不用胚芽生長製造麥芽的產量和釀造價值》刊於《ASBC會議論文集》(ASBC Proceedings)，1972，36-38頁。
這些文章都沒有涉及到NDMA的問題，這只是由於他們出版的時間早於對由NDMA引起的問題的認識。這些文章的目的是殺死胚芽，為的是使其不長出側根和造成提取物損失的胚芽。這個方法意味著要添加赤黴酸。必須使用破損的大麥是因為發芽大麥的種皮是不能被赤黴酸浸透的。
作為例子，第一篇文章給出，在第一次浸泡時向破損的大麥加入0.006N的硫酸；在第二次浸泡時加入0.01N，而在每次浸泡的末尾加入赤黴酸(0.5-0.1ppm)。其效果是鈍化胚芽，減少側根的長度(可達70％)，由於消除了胚芽和側根的生長，可增加可溶蛋白質的數量，刺激糊粉粒層和增加提取物的數量。
第二篇文章涉及藉助於0.02％的酸(未規定種類)同時加入赤黴酸來破壞破損大麥的胚芽，以代替在正常發芽時產生的現象。
這些方法都需要有一個破損大麥的工序，加入赤黴酸除了導致增加可溶蛋白質的數量外，不再能產生其它的工業應用。
法國專利FR-1,360,637(Stauffer化學公司)涉及在發芽的過程中減少側根以提供更富活力和更漂亮麥芽的麥芽製造方法。該方法使用酸浸泡，按照1L浸泡水泡100g大麥，浸泡的初始pH值為1.7-2.4。浸泡用水和麥芽量的體積比要使得以後浸泡水的pH值長期等於初始pH值。大麥長時間地處於低pH值(＜2.3)，這導致發芽緩慢，這就帶來了已經敘述過的缺點。
綜上所述可以得出結論，目前還未知可以以工業規模實用的沒有什麼缺點的方法，可以在烘乾時不用加硫而得到低NDMA含量的麥芽。
本發明的目的是解決這個問題，因此它涉及可以在工業規模上使用的、特別是可以得到具有低NDMA含量的麥芽的方法。
本發明的基本思想是，在浸泡時可以這樣來控制酸化，使得完全不改變或很少改變發芽，但同時卻對一種機制產生影響，使得在烘乾後產生很少量的NDMA，而且在不影響麥芽質量的前提下，它既不使工業的應用複雜化，也不會降低得率。
本發明的方法其特徵在於，浸泡步驟包括至少一個酸浸泡的分步驟，該分步驟是在穩定後的pH值3.5-4.6下，在環境溫度下進行的，選擇浸泡水的體積與大麥量之比使得在其它條件不變時，發芽時麥粒的活性不明顯改變。這使得注意到大麥的緩衝效果。
在這樣的pH值之下，很少或根本不影響大麥發芽，而當比如pH值在穩定之後等於3時，會導致大麥的發芽有明顯的改變，因此麥芽的質量也會改變。按照本發明得到的麥芽，在烘乾後其NDMA含量很小，比如說少於2μg/Kg，優選少於1μg/Kg。
按照一種優選的實施方案，所述穩定化的pH值為3.8-4.6，優選的值為4.5。實際上，按照本發明，對於比如pH值等於3.5和等於4.5，所得到的結果實際上是相同的，因此更願意在更高的pH值下工作，這相當於在同樣體積的浸泡水中加入更少數量的酸。
這種酸可以是鹽酸和/或磷酸。
所述浸泡水的體積和大麥量的比值以0.8-1.2L/Kg大麥為好，優選等於1L浸泡水/Kg大麥。
至少一個浸泡分步驟最好持續4-6小時。
在所有的情況下都可以觀察到可溶性蛋白質的減少(Kolbach指數減小)，但在使用磷酸的情況下，一個附加的優點是麥芽汁的粘度明顯地減小，這主要是由於在麥芽中可溶性β-葡聚糖的含量下降。我們將要注意到，在浸泡時如使用冷的磷酸，則氣味問題和操作的困難就不再存在，而在上面曾經提到，在加入磷酸時，這些問題會在烘乾時出現。
可以在浸泡階段的每個分步驟中將酸加到浸泡水中。
按照一個優選的實施方案，浸泡階段包括3個分步驟，在這些分步驟的第一步和第二步的過程中，將酸加到浸泡水中。
本發明還涉及對發芽進行明顯的刺激所得到的麥芽，其特徵在於，其提取液的乾物質含量(MS)為81-82％，可溶蛋白質含量為4-5％，粘度為1.4-1.5mPas，變化的均勻度＞72％，NDMA含量＜10-9，而必要時可溶性β-葡聚糖的含量＜200mg。
通過閱讀下面的說明，結合附圖將更好地理解本發明的其它特徵和優點。

圖1表明文獻中公布的在麥芽中形成NDMA的兩種主要假說，在這種情況下，由發芽過程中產生的DMA形成NDMA，以及由在烘乾的過程中由於大麥芽鹼的相繼亞硝基化和亞硝基大麥芽鹼的亞硝基化形成NDMA。
圖2是按照本發明和按照法國專利FR-1,360,637在浸泡過程中pH值的變化對比圖。
圖3表明按照試驗II的試驗8和9，試驗麥芽和對照麥芽的可過濾性對比圖。
表1和表2表示下面試驗I的結果。
表3和表4表示下面試驗II的結果，表4說明在酸浸泡後對發芽進行明顯的刺激對麥芽質量的影響。
表5表示下面試驗III的結果。
本發明在小型麥芽廠或在工業規模進行了一系列試驗。
試驗I比較HCl/H3PO4大麥品種以小型麥芽廠的規模試驗3個Brassicole品種。三種都是春天的品種(Alexis、Vodka和Nomad)。
小型麥芽製造的程序浸泡在13℃下儲藏的大麥相繼進行3次浸泡，中間插入兩次麥種的通風。
第一次浸泡6小時 13℃第一次通風14小時25℃第二次浸泡5小時 14℃第二次通風13小時20℃第三次浸泡2小時 16℃為了進行酸浸泡試驗，在第二次浸泡時加入鹽酸(HCl)和磷酸(H3PO4)HCl(37％)試驗PH值4.5在穩定化之後HCl(37％)試驗PH值3.5在穩定化之後H3PO4(85％)試驗PH值4.5在穩定化之後
H3PO4(85％)試驗PH值3.5在穩定化之後以每Kg大麥大約1L的比例進行浸泡試驗。
發芽此階段持續96小時，可以分成3個不同的分階段第一分階段14小時20℃第二分階段2小時 18℃第三分階段80小時16℃烘乾通過逐漸升高溫度的方法，在小型麥芽廠將發芽的大麥乾燥。
第一階段3小時62℃第二階段2小時65℃第三階段2小時68℃第四階段2小時73℃第五階段1小時78℃第六階段2小時80℃第七階段6小時83℃在烘乾以後和儲藏麥芽之前，通過機械衝擊分離掉側根。
在工業規模烘乾在小型麥芽廠獲得部分Alexis種生麥芽，並在工業規模乾燥，不焚燒硫(SO2)使之有利於由存在於生麥芽中的前體形成NDMA。
藉助於低NOx含量的直接加熱在兩塊圓形板上烘乾此生麥芽。
第一步是在烘乾上板上烘20小時。初始溫度55℃，在此期間升溫至68-70℃，這樣使麥粒溼度由42％降為10％。
第二步是在下板上進行的，包括3段。逐漸升溫在12小時內升至75℃，然後在4小時內升至80℃，再經過4小時通風將麥粒冷卻。在此第二步，落下的麥粒的溼度由10％降到4％。
麥芽分析經典的參數
用在Ahalytica-EBC中敘述的方法，測量麥芽質量的基本參數(提取物含量、粘度、Kolbach指數、糖化力、pH值、可溶性β-葡聚糖含量)。以此方式分析了在小型麥芽廠乾燥的麥芽。
亞硝基二甲胺(NDMA)含量測量在工業烘乾階段乾燥的和分離側根以後的NDMA含量。
將15g麥芽在50℃的100ml蒸餾水中中度攪拌1小時進行抽提得到NDMA。在「Chemelut」型管中用二氯甲烷萃取後，萃取液對二氯甲烷濃縮到0.5ml，取10μl注射到CPG/TEA系統(熱能分析儀)中。
通過與含有NDMA數量逐步增加的麥芽試樣標度進行比較測量出NDMA的含量。
在進行分析時，亞硝基二丙胺(NDPA)是作為內標而加入的。
結果麥芽的NDMA含量(表1)不管使用什麼酸(HCl或H3PO4)以及酸性如何，生麥芽(Alexis)烘乾時產生的NDMA含量少於未處理的對照的含量最終麥芽中NDMA值要低2倍以上。
可溶性蛋白質含量(表2)各實驗的可溶性蛋白質含量(Kolbach指數)比對照的值小，且與使用的大麥品種、使用的酸的pH值無關。
可溶性β-葡聚糖含量(表2)浸泡水的酸化導致麥芽的β-葡聚糖含量減少。當使用磷酸時，此現象特別突出，隨品種不同，可使可溶性β-葡聚糖的含量減少15-50％。
粘度(表2)在使用磷酸的所有情況下，粘度的下降都是明顯的。
汁液的pH值(表2)在麥芽製造時進行酸化使由麥芽得到的汁液的pH值有小幅度下降(0.1-0.2個pH點)。
糖化力(表2)糖化力受到酸的種類和酸度的影響，但並不一定是一般的規律，因為這個現象視品種不同而很有不同。
分析麥芽質量的其它指標仍然全部不變。
結論此項研究表明，通過將浸泡水酸化來減少NDMA的產生並不限於使用鹽酸(HCl)，在浸泡時使用磷酸(H3PO4)使得在最終麥芽中的NDMA含量有相同程度地降低。
另一方面，進行更強的酸化(穩定的pH值為3.5)與穩定地將浸泡水的穩定後pH值調節到4.5相比，並未帶來什麼好處。
考慮到麥芽質量的其它因素，我們的研究證實，在浸泡時使用磷酸或鹽酸對麥芽的全面質量有積極的影響。首先，我們將注意到麥芽的可溶性蛋白質含量(Kolbach指數)減少。
其次，在這些實驗中，麥芽中的可溶性β-葡聚糖含量和粘度都明顯下降。
浸泡水酸化也會影響到汁液的pH值和糖化力值。
上述的發現使得本方法與力圖得到與對照相同的可溶性蛋白質含量(Kolbach指數)的發芽方法相差更遠。後者應該導致麥芽的提取物的增加，使啤酒製造車間中得到高的收率。在此情況下，麥芽的其它參數保持不變。
表1
表2<
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nd未能測定試驗II大麥品種以工業規模(200噸麥芽)試驗四種Brassicole品種(試驗1至5)。兩種是春麥品種(Prisma和Alexis)；兩種是冬麥品種(Clarine和Plaisant)。
麥芽製造程序浸泡在13℃下儲藏的大麥相繼進行3次浸泡，中間插入兩次麥種的通風。
在240噸大麥中加入250m3冷卻至12℃的浸泡水。6小時以後排出第一次浸泡的水，並用20℃的空氣將麥粒通風11小時。在此階段，麥粒的溼度為26-28％。
第二次浸泡使用同樣數量的水，再在16℃下通風8小時。在此階段，麥粒的溼度為35-37％。
最後一次浸泡相當於在水下2小時，然後在16℃下通氣3-4小時。
在浸泡的最後階段，麥粒的溼度達到約40-42％。
為了進行試驗(酸浸泡)，鹽酸從儲槽中用泵打出，與水混合後送入浸泡槽中。
發芽這一步在堆積在「麥芽製造塔」型的豎直裝置上的圓形格子上進行5天，麥粒每8小時翻動一次，以保持發芽均勻。
在發芽開始時，在浸泡好的麥粒上澆水，使麥粒的溼度達到43％，進入的空氣溫度控制為15℃。
烘乾發了芽的大麥(生麥芽)被裝在發芽格子上去烘乾，在這裡，在兩塊圓形板上用低NOx含量直接加熱的方法將生麥芽乾燥。
第一步在上烘乾板上進行20小時，初始溫度為55℃，在此期間升溫至68-70℃。這樣使麥粒的溼度由42％降為10％。
第二步在下烘乾板上進行，分為3個階段。開始在12小時內溫度逐漸升至75℃，再在4小時內加熱到80℃，然後在麥粒的冷卻階段，通風4小時。在此第二步，麥粒的溼度由10％降為4％。
在每個實驗平行進行的對照組試驗中，在烘乾時焚燒75Kg的硫。
在烘乾麥芽以後和儲藏以前，通過機械衝擊分離側根，在分離側根後進行NDMA的定量。
亞硝基二甲胺定量通過在適中的攪拌下，在100ml的50℃蒸餾水中抽提15g麥芽1小時來得到NDMA。在「Chemelut」型管中用二氯甲烷萃取後，將萃取液對二氯甲烷濃縮到0.5ml，將10μl注射到CPG/TEA系統(熱能分析儀)中。
通過與含有NDMA量逐步增加的麥芽試樣標度進行比較測量出NDMA的含量。
在進行分析時，亞硝基二丙胺(NDPA)是作為內標而加入的。
結果將在小型麥芽廠規模進行的觀察(試驗I)擴展到工業規模(200噸)在浸泡水中使用酸可以得到低硝基胺含量的麥芽，而麥芽質量與用硫處理的對照組相同(見表3)。
對於不同大麥質量(冬麥/春麥)的工業試驗，都驗證了這一結果。
在不同次的浸泡使用不同的劑量表明，在前兩次浸泡中用酸就足夠了，就體積而言，在浸泡水中加入大約500L酸就能夠達到目的。
在這樣酸的體積下，每Kg大麥用大約1L浸泡水，在使pH值均勻化和平衡之後，水的pH值在第一次浸泡時為3.8-4.1；第二次浸泡為3.8-4.6。
用小劑量酸進行的試驗(表3的試驗4)表明，在烘乾不用硫時，在浸泡時需要很少量的酸。在這樣劑量的酸的情況下，第一次浸泡和第二次浸泡的平衡pH值分別為5.1和4.8。
與「亞硝胺」參數同時，還觀察了麥芽質量的另一些參數，即在試驗和對照試驗之間不同的某些值(見表3)。
首先，在各個試驗中與對照試樣相比，亞硫酸酐的含量是很小的，這是由於在這些試驗中，在烘乾的過程中沒有使用硫。
其次，在本試驗的情況下，β-葡聚糖酶的活性水平也總是大於或等於400IRVU，而在某些對照試驗中這大約為300IRVU。這個數字給我們一個印象，那就是在傳統的麥芽製造條件下，麥粒不能充分發揮其潛力，而酸給水解酶的產生「注入了興奮劑」。
與此同時，在試驗的情況下，我們能看到Kolbach指數減小，這是由於可溶性蛋白質的數量更少所致。
最後，在某些情況下，我們看到試驗的麥芽汁粘度下降。
其他有關麥芽質量的指標完全保持不變。
由於在工業試驗的情況下確認了試驗組可溶性蛋白質的含量減少，我們希望在試驗II的範圍內證實，可能通過顯著地刺激試驗組的發芽來恢復可溶性蛋白質的含量。
為此我們進行了兩種方式的試驗(在表4中表示的試驗6-9)。方式1(試驗6和7)是在試驗中發芽初期加入赤黴酸(30mg/T)。方式2(試驗8和9)是將在空氣下的浸泡試驗的最後一段時間延長5小時。在後一種情況下(方式2)，在發芽的4和5天我們觀察了麥芽的特性。在這兩種方式下，加入酸的數量相當於試驗3中使用的量(400和150L)。結果列在表4中。
這些補充試驗的結果證實了前面提到的想法，就是在發芽期進行明顯的刺激而使可溶性蛋白質的量恢復時，麥芽的提取物明顯地增加。根據試驗，這個增加量在提取物的0.4-1.3個點之間。
我們還證實，粘度比在前面試驗所觀察的有更顯著的下降。在粘度上的這個差別是基於，由於表達的溶細胞活性升高，使細胞壁的組分發生更好的降解。比如，由於在這些麥芽中表達了比對照麥芽更多的內切纖維素酶和葡聚糖酶，從而減少了試驗麥芽的可溶性β-葡聚糖含量。
這種特點在Grandclerc J.等人1988年在法語雜誌《BIOS》No19，88-92頁上出版的《TEPRAL啤酒槽的簡化過濾方法，說明和方法》一文中所敘述的啤酒槽內的汁液過濾質量有很大的影響。當我們將試驗8和9的Iranis試驗麥芽的50/50混合物與試驗8和9的對照麥芽的50/50混合物進行比較時，可以觀察到過濾行為上的明顯差別。在圖3試驗的前300秒(第一期)過濾靠重力進行，在T＝300s的末尾時，過濾在1Bar的壓力下進行。圖3表明，在試驗的混合物情況下，特別是在第二階段，比對照組麥芽的混合物，過濾速度有了明顯的改善。
與此同時，我們在所有的情況下都觀察到麥芽的改變具有更好的均勻性。最後，基於這種麥芽製造方法的麥芽質量性能，通過觀察(試驗8)發芽4天所得到的麥芽就能得到很好的說明。採用酸浸泡，在發芽4天之後可以得到與在標準麥芽製造條件下5天所產生的相同質量的麥芽。
另外，基於酸浸泡的性理變化能夠限制麥粒的呼吸，這導致麥芽收率大約1％的改善。
結論本研究的目的達到了在工業規模下，在浸泡時使用酸可以在烘乾時不用硫就能限制亞硝胺的產生。
在此條件下得到的麥芽，在所有情況下質量上都符合二氧化硫含量更少，β-葡聚糖酶的活性高且穩定這些特點。
在某些情況下，這些麥芽也具有Kolbach指數和粘度都更小的特點。
在通過明顯地刺激發芽來恢復可溶性蛋白質含量的試驗中，我們已經看到，相對於對照組，在控制NDMA的同時，採取了一些條件使麥芽的提取物數量明顯增加，可溶性β-葡聚糖以及相應的汁液粘度大為減少。對於可溶性蛋白質的含量與在對照組中測量的數據相同這一點的觀察證實，本申請的麥芽製造方法不僅控制了產生的NDMA含量，而且以更好的全面質量製造了麥芽。
浸泡水體積和處理的大麥體積之間關係的影響圖2表明在浸泡的前6小時中pH值曲線的變化。試驗「Stauffer A」和「Stauffer B」相當於專利FR-1,360,637(第二頁，左欄)的極端條件，也就是說，試驗A的浸泡水含酸0.1％，試驗B的浸泡水含酸1％；在這兩種情況下，每1體積大麥用10體積水(即100g大麥用1L浸泡水)。按照本發明的試驗相當於浸泡水含有0.2％的酸，即對於200噸大麥的試驗，用200噸水加400升酸。
在圖2中給出在浸泡過程中的pH值，這相當於下表
在試驗Stauffer A和Stauffer B中，正是加入了酸的水決定了其pH值。在浸泡的前6小時，pH值仍然低於2.5和1.3。在試驗TEPRAL中，開始的pH值等於2.67，但在1小時後它變成大約等於3.5。在第6小時末，它達到最終值4.05。因此我們看到，在該試驗所選擇的水體積/麥粒重量比值的條件下，由大麥產生了重要的緩衝作用，這樣能保證麥粒不在太低的pH值裡保持太長的時間。這樣就避免幹擾發芽時的麥粒生理活動。在浸泡分步驟的大部分時間裡，pH值的變化都不大。
表3酸性浸泡對麥芽全面質量的影響
E試驗；T對照組表4酸浸泡後在發芽時進行明顯的刺激對麥芽質量的影響
E試驗；T對照組試驗III酸對NDMA含量的作用機制大麥品種在表3試驗3的工業試驗(Alexis)和在表2的小型麥芽廠Vodka和Nomad的情況下，在發芽期的末尾和烘乾之前(生麥芽)提取發芽大麥的試樣。在每種的情況下，同時得到不處理的對照組生麥芽和酸處理出來的麥芽。
麥芽製造程序這些試樣的麥芽製造條件匯總於前面敘述的試驗I和試驗II的敘述當中。
生麥芽分析對生麥芽分析了許多NDMA的潛在前體-大麥芽鹼和蘆竹鹼，按照1981年P.T.Slack和T.Wainwright在《啤酒釀造裝置雜誌》，87卷，260頁上題目為《大麥芽鹼是麥芽中NDMA的前體》一文中公布的方法。
-在類似於大麥芽鹼的條件下抽提肌氨酸，用氟代二硝基苯(FDNB)酯化，並用高效液相色譜分析。
-用甲醇抽提二甲胺(DMA)，用氟代二硝基苯(FDNB)製成衍生物，再用1991年8月在《德國工程師協會雜誌》(Verein Deutscher Ingenieure)上題為《用高效液相色譜測定脂肪族胺》的文章中公布的方法，用高效液相色譜分析。
按照在試驗I中敘述的方法測定生麥芽中的NDMA含量。
另外，用肉眼觀察的方法研究生麥芽，估計酸對側根和胚芽生長的影響。這些組織大多數參與了NDMA前體胺的產生。
結果烘乾前的生麥芽中測量的仲胺(DMA、肌氨酸)和叔胺(大麥芽鹼、蘆竹鹼)的濃度用乾重的十億分之一(ppb)表示，列在表5中。
這些數字表明，蘆竹鹼和肌氨酸在生麥芽中的含量很少，只有大麥芽鹼和二甲胺以可以測到的量存在。在工業製造麥芽的情況下，這兩種胺的濃度分別比分析的兩個小型麥芽廠製造的平均值大2-10倍。
至於生麥芽的大麥芽鹼濃度，注意到在酸處理試驗的試樣中，在小型麥芽廠的情況下，發芽過程中產生的大麥芽鹼的數量比對照組低50-100％，而在工業規模的麥芽(Alexis)中，該對照組試樣和酸處理試樣產生的大麥芽鹼處於同樣水平。
對於DMA，在小型麥芽廠和工業規模的數據與前面相比，兩者之間更為一致。在所有的情況下，酸浸泡的試樣中DMA的濃度只為對照組的大約1/4。在Nomade試驗中，測量的數值表明，酸浸泡試驗的生麥芽中DMA的數量為在對照組測量的1/10。
在浸泡時使用酸對發芽過程中形成的NDMA的數量沒有明顯的影響，對在麥粒發芽過程中產生的側根和胚芽的長度也沒有明顯的影響。
表5生麥芽中NDMA的前體濃度單位乾重量的ppb
結論此項研究證實了在浸泡時使用酸對在發芽末期麥粒中存在的NDMA前體的數量的重要作用。
在此研究中測量到的胺的數值表明，在浸泡時加酸可重複地明顯地減少了生麥芽中存在的DMA的數量。
因此，被看作是NDMA主要的前體的這種仲胺的含量減少，會很有邏輯地減少在烘乾過程中由NOx引發亞硝基化時產生的NDMA量。這使得在麥芽製造的這一最後步驟中不用硫而保持對NDMA的要求標準。
酸對生麥芽的大麥芽鹼含量的影響不太明顯，一次試驗和另一次試驗也不大重複，這表明酸化浸泡水降低NDMA含量主要是基於用此麥芽製造方法製造的生麥芽的DMA減少。
酸的這種作用機制有別於基於降低組織(胚芽、側根)生長和大麥芽鹼數量減少的機制，此機制引自Wainwright等人在《啤酒釀造裝置雜誌》，1986年，92卷，76頁上的《麥芽和啤酒中的亞硝胺》一文。按照我們的條件在浸泡時加入酸對在麥芽製造過程中長出的側根和胚芽長度和產生的大麥芽鹼的數量沒有明顯的影響。
與此同時，旨在恢復試驗中稍為減少的蛋白質含量的麥芽製造補充試驗使我們得出結論，浸泡麥粒時的酸化引起的生理變化會導致獲得質量好於對照組的麥芽。採用酸浸泡結合在發芽時對麥粒進行明顯的刺激一方面能在控制產生的可溶性蛋白質含量的同時產生高提取物含量、低粘度的麥芽，另一方面採用此條件也能在4天的發芽時間裡生產出其質量與在標準條件下發芽5天所得到的相同的麥芽。
最後，採用此方法和由此方法產生的生理現象導致增大了麥芽廠的收率。
權利要求
1.包括浸泡階段、發芽階段和烘乾階段的大麥麥芽的製造方法，其特徵在於，浸泡階段包括至少一個酸浸泡分步驟，該分步驟是在穩定後的pH值等於3.5-4.6，選擇浸泡水體積和大麥量之比使得在發芽時的大麥活動不明顯改變的條件下進行的。
2.根據權利要求1的方法，其特徵在於，所述穩定後的pH值等於3.8-4.6。
3.根據權利要求2的方法，其特徵在於，該方法包括兩個酸浸泡的分步驟，在第一個分步驟中，穩定後的pH值為3.8-4.1，在第二個分步驟中，穩定後的pH值為3.8-4.6。
4.根據權利要求1至3中之一項的方法，其特徵在於，至少一個分步驟是在每Kg大麥0.8-1L浸泡水的比例下實施的。
5.根據權利要求4的方法，其特徵在於，所述比例基本為每Kg大麥1L浸泡水。
6.根據前面任意一項權利要求的方法，其特徵在於，至少一個浸泡分步驟的時間為4-6小時。
7.根據前面任意一項權利要求的方法，其特徵在於，在每個所述的浸泡分步驟中向浸泡水中加入酸。
8.根據權利要求1-6中之一項的方法，其特徵在於，該浸泡階段包括三個分步驟，以及在第一和第二分步驟中，將酸加入到浸泡水中。
9.根據前面權利要求中之一項的方法，其特徵在於，所述的酸化用鹽酸進行。
10.根據權利要求1-8中之一的方法，其特徵在於，所述的酸化用磷酸進行。
11.根據前面權利要求中的一項的方法，其特徵在於，相對於標準的工業發芽來說，刺激發芽階段，以將可溶性蛋白質的含量恢復到基本等於同樣品種的大麥在不經酸浸泡，進行所述的標準發芽時得到的水平。
12.具有如下特徵的麥芽-提取物佔81-82％的乾物質；-可溶性蛋白質的含量為4-5％；-粘度為1.4-1.5mPas；-改變的均勻性＞72％；-NDMA含量＜10-9。
13.按照權利要求12的麥芽，其特徵在於，其可溶性β-葡聚糖的含量小於200mg/L。
全文摘要
本發明的目標是一種大麥麥芽的製造方法,該方法包括浸泡階段、發芽階段和烘乾階段。為了得到在烘乾後麥芽中亞硝基二甲胺(NDMA)的低含量,以及避免在烘乾時加入硫,在至少一個浸泡分步驟中,將浸泡的大麥酸化到穩定的pH值為3.5—4.6。使用的機制是降低生麥芽中的二甲胺(DMA)含量,以限制隨後在麥芽中產生亞硝胺。本發明也涉及改進了的麥芽,它含有81—82%的提取物,可溶性蛋白質的含量為4—5%,粘度為1.4—1.5mPas,改變的均勻性 72%,NDMA含量 1%,以及β－葡聚糖的含量 200mg/l。
文檔編號C12C1/047GK1187855SQ9619483
公開日1998年7月15日 申請日期1996年5月10日 優先權日1995年5月16日
發明者D·齊默爾曼, F·吉德爾, M·卡爾尼羅 申請人:科諾布格啤酒製造股份有限公司