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，然后過孔徑為30-40目的篩；將白高粱粉碎物的水分重量百分比調(diào)整為29.5-30.5%，并與中溫α-淀粉酶混合均勻，中溫α-淀粉酶的添加量為8.5-9.5升/噸；對白高粱粉碎物進(jìn)行擠壓處理,所述的擠壓處理在單螺桿擠壓機(jī)中進(jìn)行；將白高粱擠出物經(jīng)切刀切碎，冷卻至室溫，在溫度≤50℃的條件下干燥，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(nèi)進(jìn)行糖化處理。本發(fā)明的方法減少了白高粱用作啤酒釀造輔料時的糖化時間，并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(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及啤酒釀造領(lǐng)域，特別涉及用于啤酒釀造的白高粱的加中溫α -淀粉酶低溫擠壓和糖化處理的【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]輔料在啤酒釀造中用以提高浸出率和啤酒的穩(wěn)定性，并且在一定程度上降低了釀造成本?；谑褂幂o料比麥芽具有經(jīng)濟(jì)性的優(yōu)點(diǎn)這一事實，國內(nèi)外眾多學(xué)者和企業(yè)對啤酒輔料開展了研究。
[0003]2004年董建秋通過研究發(fā)現(xiàn)，高粱輔料麥汁中多肽含量最高，用高粱輔料進(jìn)行啤酒釀造時能夠獲得較為理想的麥汁組分和指標(biāo)(如α-氨基氮、麥汁收得率等)。C.1.0mrnmad等用未發(fā)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(jìn)行啤酒釀造，結(jié)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(lián)醇溶蛋白含有更多的半胱氨酸，含巰基(-SH)較多，蛋白質(zhì)的-SH在發(fā)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(zhì)難以降解，同時，小顆粒的淀粉、β -葡聚糖和戊聚糖會與其結(jié)合進(jìn)而形成一種復(fù)合物，阻礙了淀粉酶對淀粉顆粒的分解，從而使淀粉分解變差，浸出率下降；由于大分子顆粒的存在，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(tài)，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(dāng)高粱輔料的比例較高時，由于未發(fā)芽高粱輔料所含酶的數(shù)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淀粉水解酶類和復(fù)合酶來促進(jìn)輔料中淀粉、蛋白質(zhì)等的水解，進(jìn)而獲得合理的麥汁組成，并有助于提高輔料比，降低生產(chǎn)成本?，F(xiàn)在多數(shù)啤酒工廠外加酶制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(zhì)的戊聚糖等，使得麥汁的收得率低，同時還產(chǎn)生過濾困難、啤酒澄清差等問題。
[0006]在啤酒生產(chǎn)中應(yīng)用擠壓膨化技術(shù)與傳統(tǒng)啤酒生產(chǎn)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，膨化后有利于酵母發(fā)酵，縮短發(fā)酵周期，省去蒸煮或糊化程序，提高了生產(chǎn)效率和節(jié)約成本。但是，國內(nèi)外研究表明，擠壓膨化啤酒輔料所產(chǎn)生的醪液難于糖化，糖化過程中的淀粉分解不完全，要使醪液中經(jīng)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，并發(fā)揮淀粉酶的作用。目前，尚未有文獻(xiàn)公開利用加中溫α-淀粉酶低溫擠壓和糖化方式來處理白高粱的技術(shù)。 [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，所含淀粉的降解更加充分，糖化時間較短，同時所得麥汁的過濾性能較好。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0008]本發(fā)明的目的就是解決現(xiàn)有技術(shù)中白高粱作為啤酒釀造輔料時淀粉降解不充分、糖化時間長的技術(shù)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(fā)明通過以下的技術(shù)方案來實現(xiàn)上述技術(shù)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，然后過孔徑為30-40目的篩；
B、將白高粱粉碎物的水分重量百分比調(diào)整為29.5-30.5%，并與中溫α -淀粉酶混合均勻，中溫α -淀粉酶的添加量為8.5-9.5升/噸；
C、對步驟B中的白高粱粉碎物進(jìn)行擠壓處理，所述的擠壓處理在單螺桿擠壓機(jī)中進(jìn)行，其中，從喂料端至出料端分為三個溫區(qū)，溫度自控調(diào)節(jié)，喂料端溫度設(shè)置為29.5-30.5°C，中間擠壓區(qū)溫度為49.5-50.5°C,出料端溫度為69.5-70.5°C，螺桿轉(zhuǎn)速為198-202 r/min，?？字睆綖?8.0-9.0 mm ；
D、將白高粱擠出物經(jīng)切刀切碎，冷卻至室溫，在溫度(50V的條件下干燥，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(nèi)進(jìn)行糖化處理。
[0011]進(jìn)一步地，所述糖化處理的具體步驟為:將添加中溫α-淀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(hù)的密閉糊化容器中，水料重量比為(4.1-4.3):1，糊化容器內(nèi)的水先升溫至38-40°C，保溫并攪拌5_10min ;升溫至53-550C，保溫并攪拌45-50min ;升溫至63_64°C，保溫并攪拌35_40min ;升溫至72_73°C，保溫并攪拌15-20min ;升溫至75-77 °C，過濾，將洗糟水的pH值用磷酸調(diào)至5.5-5.7，并加熱至75-77°C，分2-3次加入到麥糟中進(jìn)行洗糟，殘?zhí)橇?lt; 1.0%，煮沸2min后得到定性麥汁。
[0012]添加中溫α-淀粉酶的高粱經(jīng)過低溫擠壓后，淀粉顆粒外圍蛋白質(zhì)層和胚乳細(xì)胞壁的半纖維素物質(zhì)已經(jīng)被破壞，淀粉發(fā)生糊化，使淀粉更易接觸酶的作用而分解，可以縮短糖化時間，并能顯著改善麥汁過濾性能、利于啤酒釀造，同時糖化時無需外加酶制劑，簡化操作并能縮短糖化時間。通過研究發(fā)現(xiàn)，中溫α-淀粉酶的添加量對糖化時間、麥汁的過濾性能有很大影響，對于白高粱，當(dāng)中溫α -淀粉酶的添加量為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(fā)現(xiàn)，通過擠壓處理，能使白高粱中的淀粉降解地更充分，從而在作為啤酒釀造輔料時能大大提高麥汁的發(fā)酵速度。但是，對于擠壓處理后的白高粱，其含水量和顆粒大小對于麥汁的糖化時間和過濾性能有很大影響，當(dāng)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，并且過濾過程順利；當(dāng)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(dāng)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(fā)現(xiàn)，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，并用磷酸將洗糟水的pH值調(diào)節(jié)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(zhì)的溶解，使殘?zhí)翘嵌仍?.5-0.8之間。
[0015]因此，本發(fā)明的技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有下述優(yōu)點(diǎn):1、通過在擠壓前添加中溫α-淀粉酶，可進(jìn)一步促進(jìn)白高粱中淀粉和蛋白質(zhì)的水解，有利于獲得合理的麥汁組成，并且在糖化過程中無需外加酶制劑，這對啤酒釀造來說是十分有利的；
2、本發(fā)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，并且過濾過程順利；
3、與傳統(tǒng)的不經(jīng)擠壓處理的蒸煮糊化啤酒釀造工藝相比，本發(fā)明在對白高粱進(jìn)行擠壓處理后，麥汁浸出物的得率提高了 6-9%，進(jìn)一步增加了啤酒的產(chǎn)量；
4、本發(fā)明的糖化過程在N2氣保護(hù)的密閉糊化容器中進(jìn)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(chǎn)成本，同時制得的啤酒透明度、泡沫形態(tài)和香氣和口味化符合國家標(biāo)準(zhǔn)的要求，并滿足了消費(fèi)者對營養(yǎng)的需求。
【具體實施方式】
[0016]本發(fā)明給出下面的實施例來進(jìn)一步說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于這些實施例。
[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，然后過孔徑為30目的篩；將白高粱粉碎物的水分重量百分比調(diào)整為30%，并與中溫α -淀粉酶混合均勻，中溫α -淀粉酶的添加量為9.0升/噸；對白高粱粉碎物進(jìn)行擠壓處理，所述的擠壓處理在單螺桿擠壓機(jī)中進(jìn)行，其中，從喂料端至出料端分為三個溫區(qū)，溫度自控調(diào)節(jié)，喂料端溫度設(shè)置為30°C，中間擠壓區(qū)溫度為49.5°C，出料端溫度為69.50C，螺桿轉(zhuǎn)速為200 r/min,?？字睆綖?.0mm ;將白高粱擠出物經(jīng)切刀切碎，冷卻至室溫，在溫度45°C的條件下干燥，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-淀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(hù)的密閉糊化容器中，水料重量比為4.1:1，糊化容器內(nèi)的水先升溫至38°C，保溫并攪拌IOmin ;升溫至55°C，保溫并攪拌45min ;升溫至64°C，保溫并攪拌35min ;升溫至72°C，保溫并攪拌ISmin ;升溫至77°C，過濾，將洗糟水的pH值用磷酸調(diào)至
5.5，并加熱至77°C，分2次加入到麥糟中進(jìn)行洗糟，殘?zhí)橇繛?.54%，煮沸2min后得到定性麥汁；
在上述白高粱預(yù)處理的過程中，糖化處理的時間為119分鐘，并且過濾順利，無堵塞出現(xiàn)，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，然后過孔徑為40目的篩；將白高粱粉碎物的水分重量百分比調(diào)整為30.5%，并與中溫α -淀粉酶混合均勻，中溫α -淀粉酶的添加量為9.5升/噸；對白高粱粉碎物進(jìn)行擠壓處理，所述的擠壓處理在單螺桿擠壓機(jī)中進(jìn)行，其中，從喂料端至出料端分為三個溫區(qū)，溫度自控調(diào)節(jié)，喂料端溫度設(shè)置為29.5°C，中間擠壓區(qū)溫度為50°C，出料端溫度為70°C，螺桿轉(zhuǎn)速為202 r/min，模孔直徑為9.0 mm ;將白高粱擠出物經(jīng)切刀切碎，冷卻至室溫，在溫度為50°C的條件下干燥，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 -淀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(hù)的密閉糊化容器中，水料重量比為4.1:1，糊化容器內(nèi)的水先升溫至40°C，保溫并攪拌5min ;升溫至54°C，保溫并攪拌46min ;升溫至63°C，保溫并攪拌40min;升溫至72°C，保溫并攪拌20min ;升溫至75°C，過濾，將洗糟水的pH值用磷酸調(diào)至5.5，并加熱至75°C，分3次加入到麥糟中進(jìn)行洗糟，殘?zhí)橇繛?.57%，煮沸2min后得到定性麥汁；在上述白高粱預(yù)處理的過程中，糖化處理的時間為121分鐘，并且過濾順利，無堵塞出現(xiàn)，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(tǒng)工序添加酒花并發(fā)酵來生產(chǎn)啤酒，制得的啤酒透明度、泡沫形態(tài)和香氣和口味化符合國家標(biāo)準(zhǔn)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、雙乙酰為0.05 mg/L、甲醛為0.10mg/L ο
【權(quán)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，其特征在于包括如下步驟: A、白高粱粉碎，然后過孔徑為30-40目的篩； B、將白高粱粉碎物的水分重量百分比調(diào)整為29.5-30.5%，并與中溫α -淀粉酶混合均勻，中溫α -淀粉酶的添加量為8.5-9.5升/噸； C、對步驟B中的白高粱粉碎物進(jìn)行擠壓處理，所述的擠壓處理在單螺桿擠壓機(jī)中進(jìn)行，其中，從喂料端至出料端分為三個溫區(qū)，溫度自控調(diào)節(jié)，喂料端溫度設(shè)置為29.5-30.5°C，中間擠壓區(qū)溫度為49.5-50.5°C,出料端溫度為69.5-70.5°C，螺桿轉(zhuǎn)速為198-202 r/min，?？字睆綖?8.0-9.0 mm ； D、將白高粱擠出物經(jīng)切刀切碎，冷卻至室溫，在溫度<50°C的條件下干燥，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(nèi)進(jìn)行糖化處理。
2.根據(jù)權(quán)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，其特征在于所述糖化處理的具體步驟為:將添加中溫α-淀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(hù)的密閉糊化容器中，水料重量比為(4.1-4.3):I，糊化容器內(nèi)的水先升溫至38-40°C，保溫并攪拌5-10min ;升溫至53-55°C，保溫并攪拌45-50min ;升溫至63_64°C，保溫并攪拌35_40min ;升溫至72_73°C，保溫并攪拌15_20min;升溫至75-77 °C，過濾，將洗糟水的pH值用磷酸調(diào)至5.5-5.7，并加熱至75-77 °C，分2_3次加入到麥糟中進(jìn)行洗糟，殘?zhí)橇?lt; 1.0%，煮沸2min后得到定性麥汁。
【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(yōu)先權(quán)日:2013年12月6日
【發(fā)明者】馬成業(yè), 鄭慧, 王玉露 申請人:山東理工大學(xué)