一杯好酒，一个故事，今天和大家一起学习啤酒酿造工艺里面的糖化工艺。
糖化的目的和要求
?糖化目的是将原料中可溶性物质尽可能多地浸泡出来，并且创造有利于各种酶作用的条件，使很多不溶性物质在酶的作用下变成可溶性物质而溶解出来，从而得到尽可能多的溶解物，并且所含组分的比例适当。
?比如糖与非糖比例：浅色啤酒控制在1﹕0.4～0.5；深色啤酒控制在1﹕0.5～0.7。?高、中、低分子氮的比例：高分子氮15～20%；中分子氮20～25%；低分子氮55～60%。
糖化过程的主要生产步骤
淀粉糊化
?麦芽、辅料中的淀粉，一般由细胞壁包围，以颗粒状存在。这种颗粒不溶于水，也不受淀粉酶的作用。但淀粉颗粒经加热，会迅速吸水膨胀，当升至一定温度后，细胞壁破裂，淀粉分子溶出，形成粘性糊状物，此过程称为“糊化”。
?简而言之，糊化就是淀粉颗粒在热溶液中膨胀破裂的过程。
液化
?α—淀粉酶将由葡萄糖残基组成的淀粉长链（直链淀粉和支链淀粉）迅速分解为短链，形成低分子糊精，从而使已糊化醪液的粘度迅速下降，形成稀的醪液，这个过程称之为“液化”，液化过程是一个生化反应过程。
?液化的含义就是通过α—淀粉酶的作用，使已糊化的淀粉液粘度下降。当然，液化过程中β—淀粉酶也会起作用，从非还原末端来分解长链，只是其作用缓慢，分解时间长。
糖化
?糖化是指淀粉酶将淀粉转化为麦芽糖、麦芽三糖、葡萄糖等糖类和糊精的过程，是一个生化反应过程。
?α－淀粉酶可将直链淀粉或支链淀粉的长链分解成由7～12个葡萄糖单位组成的短链糊精，然后β—淀粉酶再从短链的末端每次切下两个葡萄糖，形成麦芽糖等。
?β—淀粉酶的作用时间要长于α－淀粉酶的作用时间。
糖化中的淀粉分解
淀粉酶对淀粉的分解
?（1）α－淀粉酶将长链淀粉分解成低分子量的糊精，其最佳作用温度为72～75℃，失活温度为80℃，最佳pH值为5.6～5.8；
?（2）β－淀粉酶从淀粉链的末端分解，形成麦芽糖、麦芽三糖和葡萄糖，其最佳作用温度为60～65℃，失活温度70℃，最佳pH值为5.4～5.5。
影响淀粉分解的因素
?麦芽品种及质量
?粉碎度
?糖化时间
?醪液的pH值：当醪液的pH值在5.5～5.6时，可以看作是两种淀粉酶的最佳pH值范围?醪液浓度：淡色啤酒的料水比控制在1﹕4左右
蛋白质分解对啤酒质量的影响
β—葡聚糖的分解
?β-葡聚糖酶分解的最佳作用温度为45～50℃。虽然β-葡聚糖酶十分耐热，在麦芽干燥时受损不大，在60～65℃下也可以作用形成β-葡聚糖，在65～70℃时，仍可形成β-葡聚糖—蛋白质复合物，但因为内－β-葡聚糖酶在52～55℃时已经失活，所以此时的β-葡聚糖不能再分解。
?因此在制麦过程中未分解的β-葡聚糖会给麦汁和啤酒过滤带来困难。
磷酸盐的分解
?在糖化过程中，磷酸脂酶可溶解麦芽中一部分未溶解的有机磷酸盐，从而增加醪液的缓冲能力。磷酸脂酶的最适作用条件为pH值5.0，温度50～53℃。当温度为65～70℃时，酶的活性受到抑制。因此，较低的麦汁pH值，有利于糖化的顺利进行。
多酚物质的分解
?随着糖化时间的延长和温度的升高，从麦皮和胚乳中游离出来的多酚物质将会影响啤酒的质量。
?一方面，多酚极易氧化，会使麦汁色度增加，使啤酒苦味粗糙并产生后苦；
?另一方面，部分多酚物质在糖化和麦汁煮沸中与蛋白质结合凝固析出，有利于提高啤酒的非生物稳定性。
脂类的分解
?大麦中的脂在发芽过程中已被部分分解，形成相应的油脂和脂肪酸，以用于细胞呼吸和新细胞的合成。若制麦条件强烈，成品麦芽可含有较多的总脂肪酸和游离脂肪酸。脂酶在发芽时迅速增加，干燥过程结束后仍部分保存在麦芽中。
?脂酶在糖化温度50℃左右时最稳定，在65℃时30分钟内失活。不同的浸出糖化过程表明，分段升温影响酶活性，如在65℃休止，酶活性仍保留原有活性的25％左右，而在70℃休止，酶将失去活性。
糖化时锌的游离
?麦芽中的微量元素锌在糖化过程中溶入麦汁。
?锌对酵母具有重要的生理作用，对酵母蛋白质的合成、细胞增殖和啤酒发酵有重要的影响。
?锌——可以稳定酵母细胞内的蛋白质及其膜系统，对酶有活化和保护其活力的作用，能加速核黄素合成酶的形成并可促进糖类的吸收。
提高麦汁中锌Zn含量的措施
?选择富锌原料；
?提高麦芽溶解度；
?控制糖化醪液保持较低pH值；
?采用较低的投料温度；
?缩短糖化时间；
?采用浓醪糖化；
?添加锌盐；
?选择适宜的容器材料。
浸出糖化法
1.单醪恒温浸出糖化法
?投料温度（即糖化温度）在65℃左右，糖化1～2小时后升温至过滤温度78℃，进行过滤。?这里没有蛋白质分解阶段，因此，只适用于蛋白质分解比较完全的麦芽。
2.单醪升温浸出糖化法
?35～37℃时投料，浸泡原料，直接升温到50℃进行蛋白质分解，再缓慢升温到65℃、72℃进行分段糖化，然后再升温至78℃，进行过滤。
?浸出糖化法需要使用溶解良好的麦芽，特别适用于酿制全麦芽啤酒、上面发酵啤酒。
?英国啤酒中70%为上面发酵啤酒，均采用浸出糖化法。
3.双醪浸出糖化法
?糖化醪与糊化醪兑醪后，醪液不再煮沸，而是直接在糖化锅升温，达到糖化各阶段所要求的温度；
?由于只有部分醪液进行煮沸，胚乳细胞壁的高分子麦胶物质及其他杂质溶出较少，所制麦汁色泽浅，粘度低，口味柔和，发酵度高，特别适合酿造浅色淡爽型啤酒和干啤酒；操作简单，糖化时间短，在三小时内即可完成。
煮出糖化法
?煮出糖化法的特点是将糖化醪液的一部分，分批地加热到沸点，然后与其余未煮沸的醪液混合，使全部醪液温度分阶段地升温到不同酶作用所要求的温度，最后达到糖化终了温度。
?根据糖化过程是否添加辅料，煮出糖化法可以分为单醪煮出法和双醪煮出法；根据分醪的次数，又可把单醪煮出法和双醪煮出法分为三次、二次和一次煮出法。
煮出糖化法的特点和注意事项
?可以强化淀粉的糊化和液化，提高糖化的收得率；
?可以补救一些麦芽溶解不良的缺点。此法多用于酿造下面发酵啤酒，酿出的啤酒风味醇厚，柔和可口。既可用来生产淡色啤酒，也可用来生产浓色啤酒；
?能源消耗较大，比浸出法工艺大约高20%。多次煮沸需要大量的能源和时间，因此在工厂中应尽可能减少煮沸次数（1～2次）和时间（浅啤10～15分钟为宜，深啤为20～30分钟较好），以降低费用和缩短糖化时间；
?若要保护酶活力，合醪时必须开启搅拌，将煮沸醪液并于剩余醪液中，决不能反向并醪；
?需要用未煮沸醪液中的酶来分解淀粉，因此总醪液不能煮沸，以避免煮沸过程杀死醪液中所有的酶。
投料量的计算
?计算出混合原料量后，按搭配比例即可计算出麦芽和辅料的使用量。
?实例一：糖化一次生产12°P麦汁hl，麦芽和大米的搭配比例分别为70%，30%。麦芽的理论浸出率为70%（风干物），大米为82%（风干物），原料利用率要求不低于98%，计算总投料量为多少？麦芽与大米各为多少？（12°P麦汁比重为1.）
?麦芽用量=.6×70%=.1（kg）
?大米用量=.6×30%=.5（kg）
煮出糖化法中需煮沸糖化醪的计算
?煮出糖化法要求移取部分糖化醪进行煮沸，然后兑入剩余醪液中，使其达到下一步升温所要求的温度。根据经验，移取的部分糖化醪的数量约占总醪量的1/3～1/4。
现代糖化的要求
?（1）较好的经济效益
?（2）能源投资和节约措施
?（3）必要的安全自控系统
?（4）工作环境良好而舒适
?（5）较少的设备维护和保养费用
?（6）运行可靠
?（7）较低的环保负荷——水及其污染的可能性
?（8）设备维护良好，较少的剪切力
?（9）稳定的质量
?（10）较低的氧气含量，较少的粘糊物质——加热表面的温度较低
?（11）较高的灵活性
?（12）较低的热负荷值
?（13）档案保存完整和能快速查找
?（14）重要前提：操作者应热爱其工作
对糖化室几项要求
?（1）应按照国家相应标准进行设计和验收；
?（2）管路设计合理，能对醪液和麦汁进行良好的输送；
?（3）泵无气蚀现象——泵应位于设备的最低液面0.5m以下；
?（4）使用带有变频调节的搅拌器；
?（5）所有的泵速控制均采用变频调节的驱动电机；
?（6）采用底部进料；
?（7）在进料和排空时氧的吸入量要低；
?（8）管道和部件符合卫生要求；
?（9）阀门或接管板必须满足HACCP的要求；
?（10）糖化温度恒定在±0.2℃；
?（11）麦汁煮沸采用底部加热，其温度恒定在±2℃；
?（12）耕糟机的操作不仅要考虑压差，还应考虑麦汁流量；
?（13）糖化时间即从投料到麦汁进入发酵罐的时间，其最大间隔不能超过6小时。
糖化过程中的关键问题
?（1）从糖化投料至醪液打出过程的氧化问题；
?（2）通过搅拌、泵和不良的管道输送造成的机械作用；
?（3）糖化醪液较差的对流和混合（啤酒石会造成啤酒的不良口味）；
?（4）过高的加热温度，加之不良的对流（加热界面的温度）；
?（5）泵的空穴作用；
?（6）管道中的死区，容易使麦汁酸化和形成丁酸；
?（7）醪液煮沸时，蒸汽将不良物质去除；
?（8）优化糖化和过短的浸出糖化工艺形成的危害，将导致啤酒口味淡薄，失去啤酒的特点；
?（9）从经济学观点可采用﹕使用浑浊的洗糟残水，追加热水工艺或部分分醪法来提高投料温度并进行酸化处理。
现实生产中存在的问题
?（1）人们由于受传统工艺和“已设置好的自动程序”的影响，总不希望对现有的糖化程序加以变更；
?（2）提高碘值；
?（3）总是会出现麦汁中α—氨基氮和锌含量的偏低；
?（4）糖化引起的胶体物质和结合性凝胶会影响麦汁和啤酒过滤；
?（5）无法控制的氧化；
?（6）不同的啤酒品种会形成不同的危害；
?（7）机械作用；
?（8）考虑到啤酒泡沫和α—氨基氮，投料温度至关重要。
欢迎大家一起来交流，互通有无，一起进步，老付等着你。。。
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