麦汁生物酸化的酿造应用.研究

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1、第一章绪论第一章绪论1．1研究背景生物酸化技术是指以从麦芽表面分离的非腐败型啤酒乳酸杆菌为菌种，以啤酒厂未添加酒花的麦芽汁为培养基发酵生产乳酸，调节糖化过程中糖化醪和麦芽汁的pH值以满足啤酒酿造的需要，而无须再添加额外酸【l】。生物酸化技术主要应用在麦汁制备阶段。啤酒酿造过程中，糖化醪pH值约5．7．5．9，高于此阶段主要酶(p．葡聚糖酶pH4．5．4．8，a．淀粉酶pH5．6．5．8，D．淀粉酶pH5．4．5．8和羧基肽酶pH5．2)发挥最佳酶解作用的pH值5．4【¨。为降低pH值，一般工厂都添加无机酸(如盐酸、磷酸)或有机酸(如食用乳酸)。使用化学添加剂，消

2、费者对此持反对意见。通常认为添加剂是啤酒中的杂质和污染物，一种更广泛的观点认为，添加剂的使用会降低啤酒品质。公众常用“化学啤酒”来表达对使用添加剂的不安。目前对在啤酒生产中使用添加剂和加工助剂的批评，越来越时髦。相当多的公众和啤酒界人士指责添加剂的使用，贬低含有添加剂的啤酒。不幸的是公众并不容易理解这些争论，导致人们认为这样的酿造是“化学加工"。若使用化学酸，盐酸是强酸，H+解离度大，醪液和麦汁pH值波动较大；食用乳酸等有机酸是弱电解质，用量大，且国产乳酸会给啤酒带来青涩味，残留杂质影响啤酒质量，进口乳酸虽然口感好，但价格昂贵；使用生物酸化技术进行酿造则不会存在

3、这些问题【2pJ。1．2国内外研究进展1．2．1麦汁生物酸化在国内研究进展早在20世纪60年代中期，张志强【3，4】撰文介绍了生物酸化法在啤酒生产中的应用；方心芳教授【3．4】提出生物酸化的率性培养法；原沈阳啤酒厂芦乃达【3’4】在1967．1968年间曾带领厂工程技术人员制作生物酸化设备，进行实验并取得成功，部分设备投入啤酒生产使用。但由于经济条件限制和人们消费意识局限，这一技术未得到广泛应用。近年来，我国啤酒飞速发展，产量已连续五年居世界第一，市场竞争也愈演愈烈。狠抓产品质量，下大力气挖掘企业潜力，降低生产成本已成为我国每个啤酒生产厂家的工作重点。我国绝大多

4、数啤酒生产厂家，为提高产量与原料利用率，提高设备利用率与弥补某种工艺质量上的缺陷，使用各种酶制剂、澄清剂、抗氧化剂与化学酸类物质等添加剂【4J。生物酸化技术能弥补啤酒酿造过程中的许多不足之处，提高市场竞争力，已在三得利啤酒(上海)有限公司等一些大型啤酒企业中得以应用。1．2．2麦汁生物酸化在国外研究进展生物酸化技术应用始于德国。1906年，德国人OttoFrancke申请了利用德氏乳杆菌生产酸牛奶味的啤酒专利。1909年，有人给出生物酸化实验方案。1911年10月VLB会议上，WilhelmWindish教授做了关于“利用德氏乳杆菌人工酸化麦芽浆”的报告，并第一

5、次讨论了生化参数与酿造技术的影响。接着进行了大量生物酸化实验并取得良好结果。德国啤酒税法第19条的修改把生物酸化应用推至顶点。但二战后，生物酸化技术几乎被人们江南大学工程硕士学位论文遗忘【51。之后随着经济发展，人们对健康要求的提高，20世纪80年代欧洲各国开始运用乳酸菌生物酸化技术调节糖化醪pH值以制造口味柔和、淡爽的淡色啤酒，适应市场需要。1．3麦汁生物酸化技术的应用1．3．1降低糖化醪pH值的方法目前，啤酒工业中降低糖化醪pH值的方法除了改善糖化水质外，经常采用酸化技术，主要有(1)添加酸或酸式盐；(2)添加酸麦芽；(3)添加生物酸化麦汁。主要对添加酸麦芽

6、和生物酸化麦汁作一简介。A．麦芽酸化酸麦芽指富含乳酸的麦芽，降低糖化醪pH值，提高淀粉酶活力，促进蛋白酶解。根据制取工艺不同，制备酸化麦芽方法有三种：(1)利用大麦表面乳酸菌，在厌氧条件下培养1d使大麦成酸性；(2)向麦芽喷洒德氏乳杆菌悬液于50℃下培养24．36h；(3)在45．50℃水中浸泡焙制的浅麦芽，待产生1％乳酸后，将其于50．60℃干燥浓缩至乳酸为2．4嘣l'酬。酸麦芽添加量为原料3．5％，最大可达10％。不仅可以促进酶解作用，而且原料利用率提高O．9％。酸麦芽降低醪液pH0．15．O．25时，能提高D．淀粉酶、蛋白酶、外切p一葡聚糖酶和磷酸酯酶活性

7、，增加醪液缓冲能力，提高可溶性氮含量，减少丹宁溶解。酸麦芽会提高啤酒pH值，因此，糖化醪液酸化后需进行麦汁酸化，使其pH值降到5．1。B．糖化醪和麦芽汁酸化和麦芽酸化相比，糖化醪和麦汁的生物酸化工艺比较成熟。目前主要采用德氏乳杆菌(三．DP，6r“Pc肪f)、食淀粉乳杆菌∞．口删肠甜D，．姗)、乳酸乳杆菌(P口c臃肠c疗0，46．48℃时培养，可抑制其它微生物生长。通常，乳酸菌产酸水平0．6—0．8％，有个别可达1％。乳酸含量0．8％的酸化麦汁，添加量占成品麦汁量的O．5％时可使醪液pH值下降O．1【5】。若麦汁酸化达到pH值5．1．5．2，不仅能降低麦汁颜色，

8、缩短发酵时间，还能抑制氧