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淀粉糖浆在啤酒工业中的应用

放大字体  缩小字体 发布日期:2012-02-17
       ■啤酒工业生产使用的主要原料
    ●啤酒工厂的主要原料是大麦芽;
  ●大麦芽是大麦经浸麦、发芽、干燥与焙焦制成的含有丰富酶类和高浸出物的淀粉质原料;
  ●大麦是以淀粉质为主体的谷类原料,与稻谷、小麦、玉米并列为几种主要的粮食作物,但很少作为人类的主要食粮。
  ■啤酒工业生产使用的淀粉质辅助原料
  虽然大麦芽是啤酒工业的主要而又非常重要的原料,但是,大麦芽由于经过了麦芽加工过程,加上制麦芽过程的损失,所以是价格比较高的啤酒工业原料,因此,不少啤酒厂为了降低生产成本、为了调节啤酒的口味和色泽,通常用一些未发芽的谷粒或淀粉类物质作为辅料。
  啤酒工厂常用的淀粉质辅料有大米、玉米和玉米淀粉、大麦、小麦、燕麦、青稞麦等,也曾经使用过砂糖和淀粉糖浆,但使用淀粉糖浆作为重要的辅助原料,还是近几年才发展起来的。使用辅料的常规做法是使用比例一般都不超过总原料量的40%。近代,我国的啤酒厂已经将辅料比例提高到40%以上,高的可以达到50%以上;也有一些啤酒厂生产“高辅料啤酒”,使用的辅料比例已经超过了70%;而其中淀粉糖浆占了相当重要的部分。
  ■啤酒工业生产使用的淀粉糖浆
  ●啤酒专用糖浆,又称为“标准麦芽浸出物”
  ●焙制麦芽糖浆,又称为“焦香麦芽浸出物”
  ●晶状麦芽糖浆,又称为“琥珀麦芽浸出物”
  ●小麦麦芽糖浆,又称为“小麦麦芽浸出物”
  ●燕麦麦芽糖浆,又称为“燕麦麦芽浸出物”
  ●乳酸麦芽糖浆,又称为“乳酸麦芽浸出物”
  ●含酶麦芽糖浆,又称为“高酶麦芽浸出物”
  这些糖浆都是含有麦芽或麦芽制品的原料生产的淀粉糖浆,属于啤酒工业用专业性比较强的糖浆;国外有专门生产这些糖浆的工厂,满足不同的需要。
  除了以上几种啤酒工厂的专业用的糖浆以外,还有许多其他类型的糖浆,根据实际需要或多或少地在啤酒工业使用,例如:
  ●普通大麦糖浆,以大麦为主要原料生产的糖浆
  ●玉米淀粉糖浆,又称为“麦芽糖浆”、“高麦芽糖浆”等,啤酒行业常将其称为“玉米淀粉糖浆”
  ●营养型麦芽糖浆,以玉米为主要原料,同时对氮组分和其他营养成分适当强化制成的糖浆
  ●低聚麦芽糖浆,以玉米为主要原料,以麦芽四糖至麦芽七糖为主要组成的糖浆
  ●低聚异麦芽糖浆,以玉米为主要原料,以异麦芽糖或低聚异麦芽糖为主要组成的糖浆
  ●混合型麦芽糖浆,按照实际需要,将各种糖浆按比例混合,满足特殊组成需要的糖浆
  ●特种(香型)糖浆,如咖啡、薄荷、香草和其他水果香型的糖浆等,都是根据不同要求和使用目的分别生产的,具有各自特殊的质量要求。

  ■啤酒工业对各种糖浆的选择与应用
  1.啤酒工业选用糖浆的原则①成本原则
  ●在作为辅料使用时,其折算价格与其他淀粉质辅料相仿;
  ●单独使用时,与同等数量的麦汁生产成本相仿;
  ●在提高旺季产量使用时,与因产量增加而通过减少能源消耗和降低固定费用后的成本相仿;②质量原则
  ●淀粉糖浆的基本组成与麦芽汁的组成相似为最好(标准糖浆);
  ●淀粉糖浆的糖的组成以麦芽糖为主,麦芽三糖为辅,单糖(葡萄糖和果糖)的比例不宜超过10%,麦芽八糖以上的低聚糖和大分子糊精的比例不宜太高;
  ●不含有有害、有毒的金属离子和非金属离子;
  ●不得影响啤酒原有的风味,不得影响啤酒的非生理稳定性和理化指标(如色度、发酵度等)。
  ③使用原则
  ●在旺季为了提高产量,需要提高每天的糖化次数时;
  ●使用高浓度啤酒发酵工艺时;
  ●当原料麦芽大幅度提升价格,需要采用高辅料比例生产方式时;
  ●为了改善口味特征和调节麦汁成分比例时;
  ●为了开发新产品,生产各种特种啤酒产品时;
  ●单位包装以25~50kg/桶比较合适,也可以使用槽车运输的散装方式。
  2.淀粉糖浆的选择与应用①作为主原料使用
  必须满足与麦汁组成非常接近的组成分要求,包括碳源、氮源、维生素、矿物质和多酚、少量的不饱和脂肪酸以及必要的类黑素成分。使用糖浆作为主原料,啤酒厂可以不经过前期糖化过程,直接将糖浆稀释以后添加啤酒花进行煮沸,制成营养源丰富、有麦芽香味、酒花香味及一定苦味的麦芽汁。
  下列参数是作为主原料时糖浆的最佳要求:
  ●当啤酒专用糖浆稀释到12%(m/m)时;
  ●可发酵性糖含量:大于65%,其中,麦芽糖的含量不低于55%,单糖含量不得超过10%;
  ●总氮含量:550~700mg/l,其中α-氨基氮量不低于150mg/l,可凝固性氮的含量不超过50mg/l;
  ●含有与麦汁相似的氨基酸、维生素、矿物盐组成;
  ●极限发酵度(真正发酵度):70%~75%;
  ●色度:小于6ebc单位;
  ●ph值:5.3~5.4,最高不超过5.6;
  ●总多酚含量:小于90mg/l;
  ●碘反应:呈阴性。
  ②作为辅料使用时的要求
  具有可发酵性能,也就是必须含有一定数量的可发酵性糖类;
  可以含有除可发酵性糖类以外的蛋白质、无机盐和维生素,也可以不含有这些成分或含量偏低;
  使用糖浆作为辅料,只能使用在麦汁煮沸前期或麦汁煮沸过程中;使用糖浆作为辅料,可以代替一部分其他辅料,也可以用以提高麦汁浓度,使用高浓度啤酒发酵工艺;
  使用糖浆作为辅料,不能取代前期糖
  化过程;啤酒辅料糖浆的组成要求:
  ●当辅料糖浆稀释到12%(m/m)时;
  ●可发酵性糖含量:大于65%,其中,麦芽糖含量不得低于55%,单糖含量不得超过10%;
  ●最好能含有蛋白质,包括氨基酸,也可以不含有;
  ●极限发酵度(真正发酵度):70%~75%;
  ●色度:可以是无色透明,也可以含有一定的色素物质,但色度不应该超过6.0ebc单位;
  ●ph值:5.3~5.4,最高不超过5.6;
  ●碘反应:呈阴性。应该说明的是使用糖浆作为辅助原料虽然在组成分上要比啤酒专用糖浆要求低,但是其组成分越接近麦汁的标准,可使用的比例越高。
  普通大麦糖浆、营养型糖浆和混合型糖浆虽然也只能作为辅料使用,但是其可使用程度要比普通玉米糖浆要高得多,因为其组成分的可调节性能和相对较低的价格,在实际使用数量上并不比啤酒专用糖浆低,是很有发展前途的几种糖浆。
  为啤酒新品种开发的需要,低聚糖浆、低聚异麦芽糖浆、混合糖浆(糖浆之间、糖浆与果汁之间、糖浆与其他浆液之间的混合)、特种糖浆(非淀粉质原料制成的糖浆)等的应用将会越来越广泛。
  糖浆的应用不可能替代啤酒专用原料———大麦芽,但是,如果其组成的成分能适当调整与控制,使用比例可以大于麦芽,即以高于50%的比例加工生产,所谓“发泡酒”就是这种类型发酵生产的一个品种。
  3.淀粉糖浆的使用方法
  方法一:在糖化室使用
  ●无论是作为主原料,还是作为辅助原料,糖浆一般在糖化室使用,调匀后加入煮沸锅;
  ●考虑到糖浆的黏度比较高,使用糖浆可以先与水进行混合、稀释,以防止在煮沸锅内粘锅焦化;
  ●在煮沸锅前或在煮沸锅上配置一个带搅拌器的糖浆混合桶,在混合桶内,用水将糖浆搅和均匀,然后用泵送入煮沸锅与麦汁混合煮沸(当作为辅料时),或者直接煮沸(作为主原料)时。
  方法二:在发酵室使用
  ●在发酵室,如作为辅助原料使用,可以与麦汁混合冷却以后一起送进发酵罐;
  ●如作为主原料使用,也可以在麦汁发酵结束以后,单独送入发酵罐进行二次发酵,称为“复式发酵法”;
  ●在发酵室使用的糖浆使用前必须先经过换热器进行加热灭菌(80~85℃),然后再冷却到发酵温度;
  ●在发酵室使用的糖浆多为混合糖浆或者特种糖浆,也有使用啤酒专用糖浆或其他糖浆的。
  方法三:在啤酒过滤前或直接在灌装的同时使用
  ●这种方法类似于饮料生产方式,先将糖浆与其他果汁、浆液加工成混合浓浆,使用比例混合器在过滤前或罐装时与啤酒进行混合,生产果汁啤酒;
  ●对此糖浆的要求多考虑甜度、香味和色泽,也可以考虑维生素、矿物质和氨基酸之类的营养成分。

  ■淀粉糖浆的使用成本分析
  淀粉糖浆在啤酒工业中的应用成本要从两个方面进行核算,一是作为辅助原料使用时,一是作为主原料使用时,因为可代替物不同,成本也是不同的。
  当作为主原料使用时,应考虑啤酒厂在使用原有原辅材料生产单位数量麦汁的生产成本,除了因为原来的原辅材料大幅度涨价和提高批次产量和提高糖化设备每天的周转次数以外。
  当作为辅助原料使用时,必须考虑啤酒厂的辅助原料使用比例和价格情况,除了因为工艺上的需要和产品质量控制上的需要以外。
  啤酒工厂的生产成本计算:
  ①原料成本
  国内啤酒工厂的吨酒耗粮有高有低,平均耗粮一般在175kg/kl(12°p)以下,如仍按175kg/kl测算,则10°p啤酒的耗粮至多为:175/12×10=145kg/kl啤酒(已经包括啤酒总损在内)。
  如果国内有些啤酒工厂的耗粮低于此数,则原料成本应比较低,反之,超过175kg/kl,则成本相对比较高。
  设麦芽与米的使用比例为65:35;
  吨啤酒消耗麦芽:145×65%=94.3kg/kl啤酒;
  吨啤酒消耗辅料:145×35%=50.8kg/kl啤酒;
  设麦芽为2500元/吨,米为1600元/吨(均为含税价):
  94.3kg×2.5元/kg+50.8kg×1.6元/kg=317元/kl啤酒;
  折合成原料生产成本:
  317元/kl×(1-8%)=291.6元/kl。
  (注:8%为啤酒总损,国内啤酒总损大致上在6%~10%)。
  ②添加剂成本
  酶制剂、ph调节剂等:约3.5元/kl热麦汁。
  ③工人工资
  三班操作工人为9人,设月平均工资为:1,000元/人;
  每天糖化6次,每次产热麦汁30吨;
  (1000×9)/(30×6×30)=1.67元/kl热麦汁。
  ④固定资产折旧:约在25元/吨热麦汁。
  ⑤能源消耗(水、电、汽):约在15元/吨。
  (注:为与使用糖浆进行比较,此项成本只能计算到混合麦汁为止,因为不管使用糖浆或使用麦芽和米作为原料进行糖化生产麦汁时,都必须进行麦汁煮沸过程)。
  这样,全部麦汁制造成本应为:
  291.6+3.5+1.67+25+15=336.77元/吨。
  从上述计算可以看出,生产一吨热麦汁的成本按照理论计算,应控制在337元以内;而实际上各个啤酒厂由于规模不同、劳动生产率不同、原料配比不同、原料利用率不同和总损耗不同等因素的影响,单位麦汁的生产成本可以在300~350元不等。
  为了便于比较,假定全部使用糖浆生产热麦汁,设糖浆的浓度为80%,这样,生产10%(w/w)的麦汁可以用水稀释7倍左右。
  生产一吨10%(w/w)的热麦汁需要浓度80%的糖浆数量为1/7=0.143吨=143kg。
  基础价格应为337/0.143=2356.65元/吨。
  全部使用专用糖浆进行生产,可比使用麦芽和米生产热麦汁减少折旧、工人工资(每天糖化次数可以提高到12~14次)、能源消耗、添加剂等项费用,糖浆的价格可以提高到2600~2800元/吨。
  对于大中型城市,数量众多的“啤酒屋”,由于其生产设备不完善,加上啤酒售价高,因此,啤酒专用糖浆的销售价格在5000~6000元也是能接受的。
  据了解,国外啤酒专用糖浆的价格一般都在400~600美元之间。
  从上述分析可以看出,国产啤酒专用糖浆(又称为“标准糖浆”)的价格,如能控制在平均价格3000元/吨左右,就比较容易被啤酒厂接受和作为主原料得到推广应用。
  如果作为辅助原料,且不含氮源,其平均销售价格不能超过2000元/吨,否则将使每吨热麦汁的生产成本提高400元以上。
  含有氮源的糖浆作为辅助原料使用时,使用比例可以提高,可能满足酵母发酵的需要和不对啤酒的风味产生较大的影响,其平均价格可以提高到2200元/吨,因为麦芽的价格毕竟比此要高得多。

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