一種以擠壓加中溫酶白高粱作為啤酒輔料的糖化方法
2023-09-09 16:12:05
一種以擠壓加中溫酶白高粱作為啤酒輔料的糖化方法
【專利摘要】一種以擠壓加中溫酶白高粱作為啤酒輔料的糖化方法，包括如下步驟：白高粱粉碎，然後過孔徑為30-40目的篩；將白高粱粉碎物的水分重量百分比調整為29.5-30.5%，並與中溫α-澱粉酶混合均勻，中溫α-澱粉酶的添加量為8.5-9.5升/噸；對白高粱粉碎物進行擠壓處理,所述的擠壓處理在單螺杆擠壓機中進行；將白高粱擠出物經切刀切碎，冷卻至室溫，在溫度≤50℃的條件下乾燥，使白高粱擠出物的水分重量百分比為13.0-15.0%，粉碎，過30-40目的篩，備用；將白高粱擠出粉碎物與大麥芽破碎物同時投入糊化容器內進行糖化處理。本發明的方法減少了白高粱用作啤酒釀造輔料時的糖化時間，並提高了麥汁的過濾性能以及麥汁浸出物的得率。
【專利說明】一種以擠壓加中溫酶白高粱作為啤酒輔料的糖化方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及啤酒釀造領域，特別涉及用於啤酒釀造的白高粱的加中溫α -澱粉酶低溫擠壓和糖化處理的【技術領域】。
【背景技術】
[0002]輔料在啤酒釀造中用以提高浸出率和啤酒的穩定性，並且在一定程度上降低了釀造成本。基於使用輔料比麥芽具有經濟性的優點這一事實，國內外眾多學者和企業對啤酒輔料開展了研究。
[0003]2004年董建秋通過研究發現，高粱輔料麥汁中多肽含量最高，用高粱輔料進行啤酒釀造時能夠獲得較為理想的麥汁組分和指標(如α-氨基氮、麥汁收得率等)。C.1.0mrnmad等用未發芽的高粱作為輔料，釀造出合格的啤酒(張贊彬，何國慶2003，10)；Agu,R.C分別用玉米、高粱和大麥作輔料，進行啤酒釀造，結果顯示高粱輔料糖化溫度較高(Agu，R.C.2002，108)。
[0004]高粱中的交聯醇溶蛋白含有更多的半胱氨酸，含巰基(-SH)較多，蛋白質的-SH在發芽過程中被氧化形成二硫鍵，使肽鏈交叉相連。這種交叉相連使蛋白質難以降解，同時，小顆粒的澱粉、β -葡聚糖和戊聚糖會與其結合進而形成一種複合物，阻礙了澱粉酶對澱粉顆粒的分解，從而使澱粉分解變差，浸出率下降；由於大分子顆粒的存在，麥汁過濾時易堵塞過濾層，影響過濾速度，即使在糖化過程中也保持不溶狀態，被氧化再次形成二硫鍵，影響糖化過程(劉月琴，顧國賢.2000.6)。
[0005]另外，當高粱輔料的比例較高時，由於未發芽高粱輔料所含酶的數量較少，僅僅靠麥芽本身的酶是不夠的。需要在糖化過程中外加澱粉水解酶類和複合酶來促進輔料中澱粉、蛋白質等的水解，進而獲得合理的麥汁組成，並有助於提高輔料比，降低生產成本。現在多數啤酒工廠外加酶製劑的二次煮出糖化法，這樣所需的糖化時間較長。另外高粱中含有具有膠體性質的戊聚糖等，使得麥汁的收得率低，同時還產生過濾困難、啤酒澄清差等問題。
[0006]在啤酒生產中應用擠壓膨化技術與傳統啤酒生產工藝相比，能提高啤酒麥汁的收得率，增加出酒率，減少酶的用量，提高輔料用量，膨化後有利於酵母發酵，縮短發酵周期，省去蒸煮或糊化程序，提高了生產效率和節約成本。但是，國內外研究表明，擠壓膨化啤酒輔料所產生的醪液難於糖化，糖化過程中的澱粉分解不完全，要使醪液中經擠壓蒸煮而充分糊化的啤酒輔料順利完成液化過程，需要控制好糖化工藝條件，並發揮澱粉酶的作用。目前，尚未有文獻公開利用加中溫α-澱粉酶低溫擠壓和糖化方式來處理白高粱的技術。 [0007]因而，需要尋找一種更佳的方式處理白高粱，使白高粱用作啤酒釀造輔料時，所含澱粉的降解更加充分，糖化時間較短，同時所得麥汁的過濾性能較好。
【發明內容】
[0008]本發明的目的就是解決現有技術中白高粱作為啤酒釀造輔料時澱粉降解不充分、糖化時間長的技術問題，提供一種以擠壓膨化白高粱作為啤酒釀造輔料的糖化方法，該方法減少了用作啤酒釀造輔料的白高粱的糖化時間，同時提高麥汁的過濾性能以及麥汁浸出物的得率。
[0009]本發明通過以下的技術方案來實現上述技術目的。
[0010]一種以擠壓膨化白高粱作為啤酒釀造輔料的糖化方法，包括如下步驟:
A、白高粱粉碎，然後過孔徑為30-40目的篩；
B、將白高粱粉碎物的水分重量百分比調整為29.5-30.5%，並與中溫α -澱粉酶混合均勻，中溫α -澱粉酶的添加量為8.5-9.5升/噸；
C、對步驟B中的白高粱粉碎物進行擠壓處理，所述的擠壓處理在單螺杆擠壓機中進行，其中，從餵料端至出料端分為三個溫區，溫度自控調節，餵料端溫度設置為29.5-30.5°C，中間擠壓區溫度為49.5-50.5°C,出料端溫度為69.5-70.5°C，螺杆轉速為198-202 r/min，模孔直徑為 8.0-9.0 mm ；
D、將白高粱擠出物經切刀切碎，冷卻至室溫，在溫度(50V的條件下乾燥，使白高粱擠出物的水分重量百分比為13.0-15.0%，粉碎，過30-40目的篩，備用；
E、將步驟D的白高粱擠出粉碎物與大麥芽破碎物同時投入糊化容器內進行糖化處理。
[0011]進一步地，所述糖化處理的具體步驟為:將添加中溫α-澱粉酶的白高粱擠出粉碎物與大麥芽破碎物以1:(2.1-2.4)的重量比投入到N2氣保護的密閉糊化容器中，水料重量比為(4.1-4.3):1，糊化容器內的水先升溫至38-40°C，保溫並攪拌5_10min ;升溫至53-550C，保溫並攪拌45-50min ;升溫至63_64°C，保溫並攪拌35_40min ;升溫至72_73°C，保溫並攪拌15-20min ;升溫至75-77 °C，過濾，將洗糟水的pH值用磷酸調至5.5-5.7，並加熱至75-77°C，分2-3次加入到麥糟中進行洗糟，殘糖量< 1.0%，煮沸2min後得到定性麥汁。
[0012]添加中溫α-澱粉酶的高粱經過低溫擠壓後，澱粉顆粒外圍蛋白質層和胚乳細胞壁的半纖維素物質已經被破壞，澱粉發生糊化，使澱粉更易接觸酶的作用而分解，可以縮短糖化時間，並能顯著改善麥汁過濾性能、利於啤酒釀造，同時糖化時無需外加酶製劑，簡化操作並能縮短糖化時間。通過研究發現，中溫α-澱粉酶的添加量對糖化時間、麥汁的過濾性能有很大影響，對於白高粱，當中溫α -澱粉酶的添加量為8.5-9.5升/噸時，糖化時間可縮短至117-123分鐘。
[0013]同時， 申請人:發現，通過擠壓處理，能使白高粱中的澱粉降解地更充分，從而在作為啤酒釀造輔料時能大大提高麥汁的發酵速度。但是，對於擠壓處理後的白高粱，其含水量和顆粒大小對於麥汁的糖化時間和過濾性能有很大影響，當白高粱擠出粉碎物的水分重量百分比為13.0-15.0%且過30-40目的篩時，麥汁的糖化時間為117-123分鐘，並且過濾過程順利；當白高粱擠出粉碎物的水分重量百分比較高且顆粒粒徑較大時，麥汁的糖化時間需要145分鐘甚至更長；當白高粱擠出粉碎物的水分重量百分比較低且顆粒粒徑較小時，雖然麥汁的糖化時間縮短到130分鐘，但過濾過程中容易堵塞且過濾速度很慢。
[0014]另外， 申請人:通過大量試驗發現，洗糟過程對糖化收得率也有很大的影響。將洗糟水溫升至75-77°C，並用磷酸將洗糟水的pH值調節為5.5-5.7，可增加原料的利用率，提高糖化收得率，同時還可減少多酚物質的溶解，使殘糖糖度在0.5-0.8之間。
[0015]因此，本發明的技術方案與現有技術相比，具有下述優點:1、通過在擠壓前添加中溫α-澱粉酶，可進一步促進白高粱中澱粉和蛋白質的水解，有利於獲得合理的麥汁組成，並且在糖化過程中無需外加酶製劑，這對啤酒釀造來說是十分有利的；
2、本發明通過控制白高粱擠出粉碎物的水分重量百分比和顆粒大小，將麥汁的糖化時間縮短至117-123分鐘，並且過濾過程順利；
3、與傳統的不經擠壓處理的蒸煮糊化啤酒釀造工藝相比，本發明在對白高粱進行擠壓處理後，麥汁浸出物的得率提高了 6-9%，進一步增加了啤酒的產量；
4、本發明的糖化過程在N2氣保護的密閉糊化容器中進行，不僅防止了麥汁在高溫下被氧化，而且提高了啤酒的新鮮度；
5、使用擠壓白高粱作啤酒釀造輔料，可以在一定程度上減少啤酒生產成本，同時製得的啤酒透明度、泡沫形態和香氣和口味化符合國家標準的要求，並滿足了消費者對營養的需求。
【具體實施方式】
[0016]本發明給出下面的實施例來進一步說明，但本發明的保護範圍不限於這些實施例。
[0017]實施例1:擠壓膨化白高粱的糖化過程 1、擠壓處理:白高粱粉碎，然後過孔徑為30目的篩；將白高粱粉碎物的水分重量百分比調整為30%，並與中溫α -澱粉酶混合均勻，中溫α -澱粉酶的添加量為9.0升/噸；對白高粱粉碎物進行擠壓處理，所述的擠壓處理在單螺杆擠壓機中進行，其中，從餵料端至出料端分為三個溫區，溫度自控調節，餵料端溫度設置為30°C，中間擠壓區溫度為49.5°C，出料端溫度為69.50C，螺杆轉速為200 r/min,模孔直徑為8.0mm ;將白高粱擠出物經切刀切碎，冷卻至室溫，在溫度45°C的條件下乾燥，使白高粱擠出物的水分重量百分比為15.0%，粉碎，過30目的篩，備用；
2、糖化處理:將添加中溫α-澱粉酶的白高粱擠出粉碎物與大麥芽破碎物以1:2.2的重量比投入到N2氣保護的密閉糊化容器中，水料重量比為4.1:1，糊化容器內的水先升溫至38°C，保溫並攪拌IOmin ;升溫至55°C，保溫並攪拌45min ;升溫至64°C，保溫並攪拌35min ;升溫至72°C，保溫並攪拌ISmin ;升溫至77°C，過濾，將洗糟水的pH值用磷酸調至
5.5，並加熱至77°C，分2次加入到麥糟中進行洗糟，殘糖量為0.54%，煮沸2min後得到定性麥汁；
在上述白高粱預處理的過程中，糖化處理的時間為119分鐘，並且過濾順利，無堵塞出現，麥汁浸出物的得率為80.4%。
[0018]實施例2:擠壓膨化白高粱的糖化過程
1、擠壓處理:白高粱粉碎，然後過孔徑為40目的篩；將白高粱粉碎物的水分重量百分比調整為30.5%，並與中溫α -澱粉酶混合均勻，中溫α -澱粉酶的添加量為9.5升/噸；對白高粱粉碎物進行擠壓處理，所述的擠壓處理在單螺杆擠壓機中進行，其中，從餵料端至出料端分為三個溫區，溫度自控調節，餵料端溫度設置為29.5°C，中間擠壓區溫度為50°C，出料端溫度為70°C，螺杆轉速為202 r/min，模孔直徑為9.0 mm ;將白高粱擠出物經切刀切碎，冷卻至室溫，在溫度為50°C的條件下乾燥，使白高粱擠出物的水分重量百分比為13.0%，粉碎，過40目的篩，備用；
2、糖化處理:將添加中溫α -澱粉酶的白高粱擠出粉碎物與大麥芽破碎物以1:2.3的重量比投入到N2氣保護的密閉糊化容器中，水料重量比為4.1:1，糊化容器內的水先升溫至40°C，保溫並攪拌5min ;升溫至54°C，保溫並攪拌46min ;升溫至63°C，保溫並攪拌40min;升溫至72°C，保溫並攪拌20min ;升溫至75°C，過濾，將洗糟水的pH值用磷酸調至5.5，並加熱至75°C，分3次加入到麥糟中進行洗糟，殘糖量為0.57%，煮沸2min後得到定性麥汁；在上述白高粱預處理的過程中，糖化處理的時間為121分鐘，並且過濾順利，無堵塞出現，麥汁浸出物的得率為81.3%。
[0019]實施例3:啤酒的釀造 將實施例1得到的定性麥汁使用傳統工序添加酒花並發酵來生產啤酒，製得的啤酒透明度、泡沫形態和香氣和口味化符合國家標準的要求；濁度為0.8EBC、色度為6.4EBC、酒精度為3.6%、原麥汁濃度為8.3。P、總酸為1.70mL/100mL、雙乙醯為0.05 mg/L、甲醛為0.10mg/L ο
【權利要求】
1.一種以擠壓膨化白高粱作為啤酒釀造輔料的糖化方法，其特徵在於包括如下步驟: A、白高粱粉碎，然後過孔徑為30-40目的篩； B、將白高粱粉碎物的水分重量百分比調整為29.5-30.5%，並與中溫α -澱粉酶混合均勻，中溫α -澱粉酶的添加量為8.5-9.5升/噸； C、對步驟B中的白高粱粉碎物進行擠壓處理，所述的擠壓處理在單螺杆擠壓機中進行，其中，從餵料端至出料端分為三個溫區，溫度自控調節，餵料端溫度設置為29.5-30.5°C，中間擠壓區溫度為49.5-50.5°C,出料端溫度為69.5-70.5°C，螺杆轉速為198-202 r/min，模孔直徑為 8.0-9.0 mm ； D、將白高粱擠出物經切刀切碎，冷卻至室溫，在溫度<50°C的條件下乾燥，使白高粱擠出物的水分重量百分比為13.0-15.0%，粉碎，過30-40目的篩，備用； E、將步驟D的白高粱擠出粉碎物與大麥芽破碎物同時投入糊化容器內進行糖化處理。
2.根據權利要求1所述的以擠壓膨化白高粱作為啤酒釀造輔料的糖化方法，其特徵在於所述糖化處理的具體步驟為:將添加中溫α-澱粉酶的白高粱擠出粉碎物與大麥芽破碎物以1:(2.1-2.4)的重量比投入到N2氣保護的密閉糊化容器中，水料重量比為(4.1-4.3):I，糊化容器內的水先升溫至38-40°C，保溫並攪拌5-10min ;升溫至53-55°C，保溫並攪拌45-50min ;升溫至63_64°C，保溫並攪拌35_40min ;升溫至72_73°C，保溫並攪拌15_20min;升溫至75-77 °C，過濾，將洗糟水的pH值用磷酸調至5.5-5.7，並加熱至75-77 °C，分2_3次加入到麥糟中進行洗糟，殘糖量< 1.0%，煮沸2min後得到定性麥汁。
【文檔編號】C12C5/00GK103627555SQ201310649378
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年12月6日 優先權日:2013年12月6日
【發明者】馬成業, 鄭慧, 王玉露 申請人:山東理工大學