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传统的啤酒生产依赖于麦芽质量,而制麦过程消耗了大量的能源,酶法酿造技术的发展,使得啤酒工业在一定程度上减轻了对麦芽的依赖性,使得大麦直接酿制啤酒成为可能。本论文从大麦酶制剂的最适作用条件出发,深入研究了以大麦为原料,酶法酿造啤酒的糖化及发酵工艺,并对大麦啤酒的质量进行了综合评价。 糖化工艺的确定:根据酶活力确定出中性蛋白酶、β-葡聚糖酶、木聚糖酶这三种酶的最适作用条件为温度52℃、pH6.5,而糖化酶和普鲁兰酶的最适作用条件为温度62℃、pH5.5。根据酶的最适作用条件,提出两段式的糖化工艺。在此工艺条件下,进行糖化小试,分段加入适合的酶制剂,测定麦汁中的蛋白质及还原糖的含量变化,确定出各段的糖化时间均为60min。 大麦复合酶制剂的优化:依据确定好的糖化工艺,在实验室内进行糖化小试,分别对各酶制剂进行单独的糖化实验,根据麦汁的质量指标来确定单酶的最适用量。中性蛋白酶添加量为120 u/g时,麦汁中的α-氨基氮和可溶性氮含量分别达到211和953.2mg/L,能够满足酵母生长的需要,可溶性氮区分A区13.01%、B区26.04%、C区65.57%,符合麦汁中隆丁区分的要求。β-葡聚糖酶和木聚糖酶对降低麦汁粘度和浊度有显著的效果,且当添加量分别为6.0 u/g和100 u/g时效果最明显。糖化酶和普鲁兰酶主要主要作用是提高啤酒的发酵度,从经济角度考虑,当添加量分别为18 u/g和120 u/g效果最佳。 根据单因素实验确定的四个水平,设计选用L16(45)正交实验来研究各种酶的最优化组合,通过Z分综合法来评价多指标的影响,分析得到中性蛋白酶、β-葡聚糖酶、木聚糖酶、糖化酶和普鲁兰酶的最适用量分别为180u/g、6u/g、110u/g、18u/g、90u/g。 发酵工艺的优化:用大麦酿制啤酒,大麦麦汁组分发生了改变,难免对酵母的生长产生不同的影响,通过酵母的增殖和发酵试验,研究添加酵母营养盐对酵母生长及发酵的作用,结果显示,添加酵母营养盐以后,可以增加酵母细胞总数,提高酵母的出芽率,啤酒的成熟时间缩短,且添加量为200ppm较好。 大麦啤酒的中试验证及综合评价:在小试实验确定的糖化工艺、发酵工艺及酶制剂的优化组合的条件下,进行中试验证实验,对麦汁的质量,啤酒质量进行测定,并对酵母性能进行跟踪分析,并与国产麦芽及澳麦进行对比,结果表明,大麦啤酒在质量上与传统啤酒相比,无明显差异,符合工业化生产的要求。