啤酒專用糖漿生產(chǎn)工藝研究論文
摘要：隨著啤酒工業(yè)生產(chǎn)工藝的發(fā)展，啤酒專用糖漿在國(guó)內(nèi)啤酒生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)用逐漸推廣，具有廣闊的開(kāi)發(fā)前景。本文重點(diǎn)闡述了啤酒專用糖漿的生產(chǎn)工藝特點(diǎn)、控制關(guān)鍵點(diǎn)、產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用等方面的情況，并對(duì)其前景進(jìn)行展望。
關(guān)鍵詞：啤酒；糖漿；生產(chǎn)；應(yīng)用
據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，２０１５年我國(guó)啤酒產(chǎn)量達(dá)４８７億Ｌ，同比增長(zhǎng)９％左右。我國(guó)繼續(xù)保持世界啤酒生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)第一地位［１］。啤酒生產(chǎn)所用原輔料直接影響啤酒質(zhì)量和成本，發(fā)達(dá)國(guó)家早在２０世紀(jì)６０年代就開(kāi)始大量使用各種專用糖漿代替玉米和大米作為輔料。目前國(guó)內(nèi)主要是以大米、玉米淀粉為輔料，采用添加啤酒糖漿后，既可降低成本、又不需對(duì)啤酒廠現(xiàn)行工藝和設(shè)備進(jìn)行改造，簡(jiǎn)單易行；還可根據(jù)實(shí)際需求對(duì)糖組分進(jìn)行變化，適合多品種多口味啤酒的開(kāi)發(fā)；采用經(jīng)精制過(guò)的啤酒糖漿釀造出的啤酒，產(chǎn)品更清澈干凈、口感更清爽；可避免現(xiàn)行工藝中因?qū)⒌矸圻M(jìn)行高壓液化、糖化帶來(lái)的大量碳排放污染；生產(chǎn)工藝更綠色環(huán)保［２］。
１啤酒糖漿的生產(chǎn)工藝
啤酒專用糖漿是以玉米淀粉為原料，采用雙酶法液化、糖化、精制等工藝制得的麥芽糖漿。通過(guò)嚴(yán)格控制產(chǎn)品中葡萄糖、麥芽糖和麥芽三糖的含量，其糖譜組成與麥芽汁具有相似的可發(fā)酵性糖組分，適用于啤酒釀造并能滿足不同風(fēng)味的釀造要求［３］。１．１啤酒糖漿生產(chǎn)工藝流程淀粉→配成淀粉乳→調(diào)漿→加酶→液化→加熱滅酶→降溫→糖化→加熱滅酶→過(guò)濾→脫色→離子交換→精制→濃縮→包裝→成品［４］１．
２生產(chǎn)工藝關(guān)鍵控制點(diǎn)簡(jiǎn)述
在生產(chǎn)過(guò)程中，為滿足麥糖含量要求，并控制葡萄糖、麥芽三糖含量，液化工藝ＤＥ值參數(shù)的控制是關(guān)鍵控制點(diǎn)。液化過(guò)程中，ＤＥ值低，液化液粘度高，造成后續(xù)過(guò)濾工藝?yán)щy；ＤＥ值過(guò)高則會(huì)造成葡萄糖含量高、麥芽糖含量低不符合啤酒糖漿質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。因此糖漿生產(chǎn)工廠根據(jù)原料、工藝設(shè)備等具體情況控制液化工藝ＤＥ值參數(shù)在１０％～１４％［５］。
（１）淀粉：符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)ＧＢ／Ｔ８８８５—２００８。（２）淀粉乳：淀粉加水調(diào)成淀粉乳濃度為３５％或１７～１９°Ｂé．（３）調(diào)漿：調(diào)節(jié)ｐＨ６．０～６．２，液化酶主要是耐高溫α－淀粉酶（杰能科）添加量０．４‰～０．５‰。（４）液化：采用二次加酶，一次噴射；控制噴射前加酶１／３，噴射閃蒸后加酶２／３。噴射溫度１０５℃～１１０℃，連續(xù)液化時(shí)間９０～１２０ｍｉｎ。液化ＤＥ值控制在１０％～１４％。（５）加熱滅酶：調(diào)ｐＨ５．８，升溫至１２０℃～１２５℃，保持１０ｍｉｎ滅酶。為保證啤酒糖漿的糖組分要求，一定有滅酶工序。（６）降溫：溫度降至６０℃有利于糖化。（７）糖化：糖化溫度５７℃～６０℃添加β淀粉酶（杰能科）０．２‰，普魯蘭酶（杰能科）０．２‰，糖化時(shí)間３０～４０ｈ。（８）加熱滅酶：升溫８０℃～８５℃保持２０ｍｉｎ，以終止酶的反應(yīng)。（９）過(guò)濾：硅藻土涂層０．６ｋｇ／ｍ２，流量２～４Ｌ／ｍｉｎｍ２；如過(guò)濾困難，可以加糖用絮凝劑。此時(shí)溫度控制在６０℃過(guò)濾。（１０）脫色：分２次，活性碳２～４ｋｇ／ｔ，溫度６０℃，第一次過(guò)濾后糖化液中補(bǔ)加０．２％～０．３％活性炭，８０℃～８５℃，攪拌１５ｍｉｎ，板框加壓過(guò)濾脫色。（１１）離子交換：主要是去除影響啤酒發(fā)酵與風(fēng)味的金屬離子與灰分等，采用陽(yáng)—陰—陽(yáng)—陰串聯(lián)離子交換柱，其流速為每小時(shí)為樹(shù)脂體積的３～４倍。（１２）精制：通過(guò)精制設(shè)備，進(jìn)一步提升糖漿的純凈度，嚴(yán)格控制各項(xiàng)生產(chǎn)工藝參數(shù)，避免二氨基苯乙酮、羥甲基糠醛等對(duì)糖漿氣味有影響的物質(zhì)產(chǎn)生。（１３）濃縮：蒸發(fā)濃縮到固形物含量在６０％或７５％。（１４）包裝：將濃縮后糖漿進(jìn)行罐裝后為成品［６］。２啤酒專用糖漿產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的制定啤酒專用糖漿與其它麥芽糖漿的糖譜組成有很大差異，在保證啤酒質(zhì)量前提下，針對(duì)啤酒生產(chǎn)工藝要求，制定采購(gòu)的糖漿質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)感觀指標(biāo)應(yīng)符合ＧＢ／Ｔ２０８８３《高麥芽糖漿》、ＱＢ／Ｔ２６８７—２００５《啤酒用糖漿》，其理化、衛(wèi)生指標(biāo)具體見(jiàn)表１、表。
３啤酒糖漿在啤酒生產(chǎn)中實(shí)際應(yīng)用優(yōu)勢(shì)與特點(diǎn)
利用糖漿代替現(xiàn)在啤酒生產(chǎn)工業(yè)中大米、玉米淀粉輔料，國(guó)內(nèi)啤酒廠家從２０１５年開(kāi)始進(jìn)行工藝技術(shù)研究與生產(chǎn)踐。研究結(jié)果表明：使用糖漿作為生產(chǎn)輔料，及時(shí)優(yōu)化、調(diào)整發(fā)酵工藝參數(shù)情況下，啤酒的各項(xiàng)感觀指標(biāo)、質(zhì)量完全可以和大米、淀粉相媲美，能夠滿足市場(chǎng)客戶的需求，現(xiàn)在部分啤酒廠已開(kāi)始大量應(yīng)用啤酒糖漿。據(jù)張影［７］等生產(chǎn)研究報(bào)道：啤酒廠應(yīng)用啤酒糖漿可降低生產(chǎn)成本、節(jié)約能源消耗、提高生產(chǎn)效率等綜合效益非?？捎^。８４３．１提高設(shè)備利用率、降低生產(chǎn)成本由于使用糖漿做啤酒輔料后，在現(xiàn)有的糖化設(shè)備的情況下，使用糖漿可以簡(jiǎn)化啤酒生產(chǎn)工藝，縮短生產(chǎn)周期，提高設(shè)備利用率，增加產(chǎn)量，降低生產(chǎn)成本。據(jù)啤酒生產(chǎn)企業(yè)研究文獻(xiàn)報(bào)道在設(shè)備一致的情況下，１３．５°Ｐ的淀粉酒基改做１５．５°Ｐ糖漿酒基，設(shè)備利用率可以提高１２％，按２０１３年１８．６萬(wàn)ｔ產(chǎn)量計(jì)算，在設(shè)備不技改的情況下，２０１４年可以提高產(chǎn)能２．２萬(wàn)ｔ。３．２節(jié)約能源和消耗使用糖漿作為啤酒生產(chǎn)輔料后，可以省去啤酒生產(chǎn)中的糊化、煮沸環(huán)節(jié)，對(duì)降低蒸汽消耗是非常有利的。據(jù)啤酒工廠研究文獻(xiàn)報(bào)道２０１３年使用淀粉糖化蒸汽單耗０．１７１ｔ／ｋＬ與２０１４年使用糖漿進(jìn)行糖化的蒸汽０．１３５ｔ／ｋＬ單耗對(duì)比分析得出使用糖漿的蒸汽消耗平均降低０．０３６ｔ／ｋＬ，降低約２１．１％。按啤酒工廠成品酒年產(chǎn)量１８．６萬(wàn)ｋＬ計(jì)算全年可節(jié)省蒸汽消耗６６９６ｔ。３．３使用糖漿作為輔料后，可以不加或減少酶制劑的使用量，按啤酒工廠成品酒年產(chǎn)量１８．６萬(wàn)千升計(jì)算，２０１４年全部使用糖漿作為輔料全年可以節(jié)省酶制劑用量為３８萬(wàn)元。３．４提高了人員的生產(chǎn)效率使用糖漿代替淀粉作為啤酒生產(chǎn)輔料，節(jié)省了卸車(chē)、倉(cāng)庫(kù)貯存、保管、短途倒運(yùn)、投料等人力資源。員工在相同的時(shí)間里，生產(chǎn)出多一倍的產(chǎn)量，提高生產(chǎn)效率，增加了效益。３．５保證啤酒產(chǎn)品質(zhì)量、延長(zhǎng)保質(zhì)期由于啤酒專用糖漿在其生產(chǎn)工藝中有脫色與離交精制工藝，糖漿純凈度好，幾乎不含蛋白質(zhì)、脂肪、金屬離子等成分，可以增加啤酒的風(fēng)味穩(wěn)定性，延長(zhǎng)啤酒的保質(zhì)期；成品啤酒色澤淺、口味清爽，抗氧化性強(qiáng)。啤酒生產(chǎn)企業(yè)通過(guò)優(yōu)化糖化、發(fā)酵工藝，也對(duì)大米、小麥芽、玉米淀粉和糖漿進(jìn)行了生產(chǎn)技術(shù)對(duì)比研究，并得出結(jié)論：糖漿完全可以代替大米、玉米淀粉作為啤酒生產(chǎn)輔料，生產(chǎn)出的啤酒質(zhì)量與口味是合格的。全部使用糖漿產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益顯著，對(duì)啤酒企業(yè)來(lái)說(shuō)又找到了一條降低生產(chǎn)成本、提高盈利空間。上述啤酒糖漿的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)與特點(diǎn)吸引了國(guó)內(nèi)啤酒企業(yè)的關(guān)注，雪花、百威英博、青島啤酒于已今年開(kāi)始大范圍的使用啤酒專用糖漿作為輔料。
４總結(jié)與展望
隨著國(guó)家節(jié)能減排政策的鐵腕推進(jìn)，發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)、循環(huán)經(jīng)濟(jì)和建設(shè)節(jié)約企業(yè)的任務(wù)艱巨，在目前通脹形勢(shì)的影響下，啤酒生產(chǎn)鏈條原料，輔料，能源、運(yùn)輸?shù)龋磦€(gè)環(huán)節(jié)成本均不同程度的上漲，導(dǎo)致啤酒生產(chǎn)成本的.一再攀升，嚴(yán)重壓縮了利潤(rùn)空間。因此各大啤酒生產(chǎn)廠家也在不斷追求技術(shù)創(chuàng)新，從原料，輔料，能源等環(huán)節(jié)進(jìn)行成本控，啤酒企業(yè)必須降低生產(chǎn)成本和銷(xiāo)售成本，加快企業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展，尋找到新的競(jìng)爭(zhēng)力。啤酒糖漿的降低生產(chǎn)成本應(yīng)用優(yōu)勢(shì)與特點(diǎn)吸引了國(guó)內(nèi)啤酒企業(yè)的關(guān)注，我國(guó)啤酒工業(yè)近兩年已開(kāi)始大量應(yīng)用啤酒專用糖漿。但是，使用啤酒糖漿所得啤酒產(chǎn)品只能達(dá)到普通啤酒等級(jí)，無(wú)法達(dá)到優(yōu)質(zhì)高端啤酒的質(zhì)量需求；糖漿的使用導(dǎo)致啤酒釀造過(guò)程α－氨基氮水平降低，可能影響發(fā)酵過(guò)程中的風(fēng)味物質(zhì)主要是雙乙酰的正常轉(zhuǎn)化；利用糖漿將麥汁濃度提高，則發(fā)酵中形成的酯類(lèi)越多，超過(guò)味閾值會(huì)導(dǎo)致不愉快的異味，這些都是利用糖漿發(fā)酵啤酒應(yīng)關(guān)注的問(wèn)題［８］。因而開(kāi)發(fā)生產(chǎn)啤酒專用糖漿系列產(chǎn)品，生產(chǎn)推廣啤酒專用糖漿的應(yīng)用技術(shù)，糖漿生產(chǎn)企業(yè)與啤酒企業(yè)協(xié)同解決應(yīng)用過(guò)程中所出現(xiàn)的各種問(wèn)題，進(jìn)一步提高糖漿質(zhì)量，降低產(chǎn)品生產(chǎn)成本，是淀粉糖行業(yè)面臨的艱巨任務(wù)，也將是帶動(dòng)淀粉糖行業(yè)的重要的新的增長(zhǎng)點(diǎn)，促進(jìn)淀粉糖工業(yè)、啤酒行業(yè)技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展。
作者:趙雪松 吳延?xùn)| 吳杰 劉艷波 單位:玉米深加工國(guó)家工程研究中心
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