CN1840626A - 一种改善高蛋白质含量啤酒大麦所制麦芽品质的方法 - Google Patents
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Abstract
一种改善高蛋白质含量啤酒大麦所制麦芽品质的方法，属于啤酒制造技术领域。本发明在麦芽制造过程中采用接种微生物的措施，利用微生物分泌的酶系，协助高蛋白质含量啤酒大麦的溶解，使得原本不能正常制麦的啤酒大麦达到较好的制麦效果，改善了制得的大麦麦芽的品质，麦芽中的蛋白质溶解适当、胚乳溶解均匀、有效解决了成品麦芽的葡聚糖含量高、麦芽汁过滤慢、粘度大等缺点。利用本发明制得的微生物麦芽进行协定糖化试验，显示微生物麦芽和普通麦芽相比，多项酿造特征指标得到明显改善，其品质均满足QB1686－93的一级标准要求，可以满足国内啤酒生产企业生产的需要，并可以代替进口大麦和进口麦芽。
Description
技术领域
一种改善高蛋白质含量啤酒大麦所制麦芽品质的方法，属于啤酒制造技术领域。
技术背景
麦芽是啤酒酿造的主要原料，不仅提供了啤酒特有的色香味，还提供了啤酒酿造过程所需要的各种水解酶类，因此生产高质量的啤酒，需要使用高质量的啤酒大麦。但是，由于我国国产啤酒大麦的蛋白质含量高达11％以上，称之为高蛋白质含量啤酒大麦，造成在制麦过程中，蛋白质溶解困难，胚乳溶解不均匀，成品麦芽中葡聚糖含量高、造成麦芽汁过滤慢、粘度大等缺点。目前，大部分国内啤酒生产企业只在中低档的产品中使用部分国产麦芽，进口大麦仍然占据主要市场。
我国的啤酒产量目前已位居世界第一位，但啤酒原料特别是啤酒大麦的生产发展长期滞后于啤酒工业的发展，致使我国啤酒大麦长期依赖进口，成为世界上最大的啤酒大麦进口国，年进口量约在200万吨，约占据国内啤酒大麦市场的70％；而国产啤酒大麦的市场份额近八年来仅约30％。
某些微生物，包括乳酸菌、假单孢菌、曲霉、地霉、毛霉、根霉等，可以分泌蛋白酶等多种水解酶类，并且这些微生物需要符合美国食品药品管理局(FDA)的一般食品安全规范(GRAS)。利用这些微生物分泌的水解酶系，可以有效改善高蛋白质含量啤酒大麦制成麦芽的溶解性，从而改善国产啤酒大麦的品质，解决我国啤酒大麦长期依赖进口的窘境。
绿麦芽表面上大量生长着多种微生物，甚至在成品麦芽表面上还大量存活。但是，这些微生物种类繁多，分泌的酶系复杂，有些可能对制麦造成危害。因此，有必要筛选适当的微生物接种到绿麦芽表面，在绿麦芽表面形成生长优势，起到改善麦芽品质的作用。
发明内容
本发明的目的是提供一种改善高蛋白质含量啤酒大麦所制麦芽品质的方法，是以高蛋白质国产啤酒大麦进行制麦时，在制麦过程中接种微生物，利用微生物分泌的水解酶系，改善制得麦芽的溶解度、胚乳溶解均匀，降低成品麦芽中葡聚糖含量，生产的啤酒过滤正常。利用微生物改善高蛋白质含量啤酒大麦品质的麦芽，质量指标符合QB1686-93的一级标准。
本发明的技术方案：微生物经过培养得到微生物培养物，精选和分级的高蛋白质啤酒大麦，用水浸达到适当含水量(浸麦度)，进行接种微生物培养物控制湿度和温度、通风供氧进行发芽。发芽过程中，各种水解酶量达到高峰，蛋白质得到适当分解。发芽完毕的麦芽，经过焙燥使水份降至5％以下，终止酶作用，产生麦芽特定的色、香、味。
(1)微生物菌株选择：曲霉，包括米曲霉(Aspergillus oryzae)：As3.381，As3.384，As3.762，As3.800，As3.801，As3.863，As3.951，As3.4383，As2792，As3.4382，As3.4437，黄曲霉(Aspergillus flavus)：As3.2758，As3.2813，As3.2890，As3.3554，As3.2950，As3.4408，As3.4409，As3.4410，或黑曲霉(Aspergillus niger)：As3.40，As3.315，As3.316，As3.350，As3.429，As3.739，As3.879，As3.939，As3.940，As3.1858，As3.2931，As3.3882，As3.3883，As3.3928，As3.4303，As3.4304，As3.4309，As3.4463，As3.4523；
或根霉，包括米根霉(Rhizopus oryzae)：As3.41，As3.242，As3.253，As3.253，As3.254，As3.777、As3.819，As3.851，As3.866，As3.867，As3.1175，As3.1179，As3.1208，As3.1263，As3.1267，As3.2370，As3.2378，As3.2380，As3.2385，As3.2686，As3.2751，As3.3462，华根霉(Rhizopus chinensis)：As3.817，As3.947，As3.948，As3.1136，As3.1138，As3.1145，As3.1149，As3.1150，As3.1161，As3.1166，As3.4195，As3.4196，无根根霉(Rhizopusarrhizus)：As2.2893或黑根霉(Rhizopus niger)As3.904；
或地霉，包括白地霉(Geotrichum candidum)：As2.361，As2.498，As2.616，As2.1035，As2.1062，As2.1080，As2.1132，As2.1175，As2.1183；
或乳杆菌：包括植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)：As1.3，As1.11，As1.550，As1.557或德氏乳杆菌(Lactobacillus delbrueckii)：As1.1480，As1.1482；
(2)曲霉、根霉或地霉菌种的固体培养
以麸皮为唯一底物，过20目筛，麸皮∶水的加水质量比1∶1.4，调初始pH6.0。取上述麸皮水的培养基5g，置于250mL三角瓶中0.1MPa灭菌15min。接种保藏霉菌菌株5环。八层纱布覆盖，30℃培养7d。可以获得的孢子产量为109/g麸皮，自然干燥后视为最终接种微生物培养物产品。
或：乳杆菌菌种的液体培养
取一定数量的大麦芽，粉碎，大麦芽∶水的加水质量比1∶4，在58-65℃下糖化3-4h，直至用碘液测定糖化液无蓝色反应为止。将糖化液用4-6层纱布过滤至清。分装到5mL试管中，0.05MPa灭菌15min。接种1环乳酸菌于5mL试管中，46-48℃培养24h，使最后菌液浓度为109个/mL，视为最终接种微生物培养物产品。
(3)浸麦：总计29h，依次为浸水6h、断水9h、浸水4h、断水6h和浸水4h，浸麦温度15℃，通氧次数10次/h，每次3min。
(4)发芽：总计120h，依次为18℃24h、16℃48h和15℃48h，湿度控制90％。
(5)接种条件
曲霉、根霉或地霉：浸麦结束时，加入到大麦中进入到发芽室中；接种数量按每千克大麦加麸皮水的固体培养物1g。
乳杆菌：发芽结束前2-5小时，加入到正在发芽的大麦中；接种数量按每千克大麦加微生物培养物菌液1mL。
(6)焙燥：总计22h，依次为45℃5h，50℃6h，60℃6h，70℃2h和83℃3h。
麦芽质量的评定
A、蛋白酶的提取与测定：福林法。
B、蛋白质溶解度：采用INFRATEC 1229型红外线谷物分析仪，FOSS公司。
C、β-葡聚糖：刚果红法。
D、其它指标按QB1686-93执行。
本发明的有益效果：本发明在麦芽制造过程中采用接种微生物的措施，利用微生物分泌的酶系，协助高蛋白质含量啤酒大麦的溶解，使得原本不能正常制麦的啤酒大麦达到较好的制麦效果，改善了制得的大麦麦芽的品质，麦芽中的蛋白质溶解适当、胚乳溶解均匀，有效解决了成品麦芽的葡聚糖含量高、麦芽汁过滤慢、粘度大等缺点。利用本发明制得的微生物麦芽进行协定糖化试验，显示微生物麦芽和普通麦芽相比，多项酿造特征指标得到明显改善，其品质均满足QB1686-93的一级标准要求，可以满足国内啤酒生产企业生产的需要，并可以代替进口大麦和进口麦芽。
具体实施方式
实施例1
不加微生物进行的制麦：使用小型制麦设备，取经过精选和分级的高蛋白质啤酒大麦甘啤三号10千克。在浸麦槽中用水浸，采用浸6h，断水9h；再浸水4h，断水6h，最后浸水4h。浸麦温度15℃；通氧次数10次/h，每次3min。要求胚乳充分溶解，浸麦度：含水量必须达到43％-48％。
浸麦适当的大麦，进入发芽箱发芽18℃发芽24h，然后16℃发芽48h，最后15℃发芽48h；湿度控制90％。
发芽结束后，绿麦芽必须进行焙燥。45℃焙燥5h，50℃焙燥6h，60℃焙燥6h，70℃焙燥2h，最后83℃焙燥3h。
实施例2
加根霉的固体培养物进行的制麦：将米根霉、华根霉、无根根霉或黑根霉的固体培养物，在浸麦结束时，加入到大麦中进入到发芽室中；接种数量按每千克大麦加麸皮水的微生物培养物1g。根据实施例1的方法分别进行制麦，对制得的麦芽进行分析，取平均值，结果见表1。本发明中的微生物制麦得到的麦芽的各项指标均得到改善，特别是蛋白质的溶解度从36.8％提高到40.3％，α-氨基氮从146.8mg/g绝干麦芽提高到181.7mg/g绝干麦芽，而蛋白酶从25.2U/g绝干麦芽提高到37.6U/g绝干麦芽，分别增加了9.5％、23.8％和49.2％。
表1微生物根霉麦芽的综合指标体系
| 指标 | 空白 | 微生物麦芽 |
| 浸出物(％) | 79.55 | 79.83 |
| 粗细粉差(％) | 2.2 | 1.7 |
| 总氮(％) | 11.8 | 11.7 |
| 可溶性氮(％) | 4.34 | 4.71 |
| 蛋白质溶解度(％) | 36.8 | 40.3 |
| 龙丁区分(％) | 30∶14∶56 | 29∶8∶63 |
| α-氨基氮(mg/g绝干麦芽) | 146.8 | 181.7 |
| pH | 5.76 | 5.71 |
| 蛋白酶(U/g绝干麦芽) | 25.2 | 37.6 |
实施例3
加曲霉的固体培养物进行的制麦：将米曲霉、黄曲霉或黑曲霉的固体培养物，在浸麦结束时，加入到大麦中进入到发芽室中；接种数量按每千克大麦加麸皮水的微生物培养物1g。根据实施例1的方法分别进行制麦，对制得的麦芽进行分析，取平均值，结果见表2。本发明中的微生物制麦得到的麦芽的各项指标均得到改善，特别是蛋白质的溶解度从36.8％提高到39.4％，α-氨基氮从146.8mg/g绝干麦芽提高到171.7mg/g绝干麦芽，而蛋白酶从25.2U/g绝干麦芽提高到35.1U/g绝干麦芽，分别增加了7.1％、17.0％和39.3％。但和实施例2相比，各项指标改善程度有所下降。
表2微生物曲霉麦芽的综合指标体系
| 指标 | 空白 | 微生物麦芽 |
| 浸出物(％) | 79.55 | 79.13 |
| 粗细粉差(％) | 2.2 | 1.9 |
| 总氮(％) | 11.8 | 11.7 |
| 可溶性氮(％) | 4.34 | 4.61 |
| 蛋白质溶解度(％) | 36.8 | 39.4 |
| 龙丁区分(％) | 30∶14∶56 | 29∶10∶61 |
| α-氨基氮(mg/g绝干麦芽) | 146.8 | 171.7 |
| pH | 5.76 | 5.65 |
| 蛋白酶(U/g绝干麦芽) | 25.2 | 35.1 |
实施例4
加地霉的固体培养物进行的制麦：将白地霉的固体培养物，浸麦结束时，加入到大麦中进入到发芽室中；接种数量按每千克大麦加麸皮水的微生物培养物1g。根据实施例1的方法进行制麦试验，对制得的麦芽进行分析。结果见表3。本发明中的微生物制麦得到的麦芽的各项指标均得到改善，特别是蛋白质的溶解度从36.8％提高到41.6％，α-氨基氮从146.8mg/g绝干麦芽提高到175.7mg/g绝干麦芽，而蛋白酶从25.2U/g绝干麦芽提高到38.6U/g绝干麦芽，分别增加了13.0％、19.7％和53.2％。和实施例2和实施例3相比，各项指标改善程度都有所增加。
表3微生物白地霉麦芽的综合指标体系
| 指标 | 空白 | 微生物麦芽 |
| 浸出物(％) | 79.55 | 79.53 |
| 粗细粉差(％) | 2.2 | 1.9 |
| 总氮(％) | 11.8 | 11.7 |
| 可溶性氮(％) | 4.34 | 4.87 |
| 蛋白质溶解度(％) | 36.8 | 41.6 |
| 龙丁区分(％) | 30∶14∶56 | 30∶9∶61 |
| α-氨基氮(mg/g绝干麦芽) | 146.8 | 175.7 |
| pH | 5.76 | 5.56 |
| 蛋白酶(U/g绝干麦芽) | 25.2 | 38.6 |
实施例5
加乳杆菌的液体培养物进行的制麦：将乳杆菌的液体培养物，发芽结束前2-5小时，加入到正在发芽的大麦中；接种数量按每千克大麦加微生物培养物菌液1mL。根据实施例1的方法分别进行制麦，对制得的麦芽进行分析，取平均值，结果见表4。本发明中的微生物制麦得到的麦芽的许多指标得到改善，特别是蛋白质的溶解度从36.8％提高到41.1％，α-氨基氮从146.8mg/g绝干麦芽提高到175.1mg/g绝干麦芽，而蛋白酶从25.2U/g绝干麦芽提高到35.6U/g绝干麦芽，分别增加了11.7％、19.3％和41.3％。但是和实施例2、3和4相比，pH明显下降，麦芽酸度增加，特别适用于生产高酸麦芽。
表4微生物乳杆菌麦芽的综合指标体系
| 指标 | 空白 | 微生物麦芽 |
| 浸出物(％) | 79.55 | 79.83 |
| 粗细粉差(％) | 2.2 | 1.7 |
| 总氮(％) | 11.8 | 11.7 |
| 可溶性氮(％) | 4.34 | 4.81 |
| 蛋白质溶解度(％) | 36.8 | 41.1 |
| 龙丁区分(％) | 30∶14∶56 | 32∶8∶60 |
| α-氨基氮(mg/g绝干麦芽) | 146.8 | 175.1 |
| β-葡聚糖含量(mg/g绝干麦芽) | 190 | 105 |
| pH | 5.76 | 5.11 |
| 蛋白酶(U/g绝干麦芽) | 25.2 | 35.6 |
对制得的微生物麦芽进行协定糖化试验，结果见表5。由表5可以看出，微生物麦芽和普通麦芽相比，多项酿造特征指标得到明显改善，均满足QB1686-93的一级标准要求。
表5 1000g微生物麦芽的协定糖化试验
| 指标 | 空白 | 根霉微生物麦芽 | 曲霉微生物麦芽 | 地霉微生物麦芽 | 乳酸菌微生物麦芽 |
| pH | 6.10 | 5.95 | 5.71 | 5.85 | 5.11 |
| 浊度(EBC) | 3.59 | 3.79 | 3.99 | 3.59 | 4.15 |
| 色度(EBC) | 2.5～3.0 | 3.0～3.5 | 2.5～3.0 | 2.5～3.0 | 3.0～3.5 |
| 粘度(kg/ms) | 1.65 | 1.55 | 1.50 | 1.51 | 1.45 |
| α-氨基氮(mg/L) | 206.8 | 246.8 | 234.1 | 239.5 | 241.7 |
| β-葡聚糖含量(mg/L) | 190 | 102 | 112 | 90 | 95 |
| V30min(mL) | 243 | 321 | 309 | 318 | 309 |
| 滤液体积(mL) | 303 | 353 | 331 | 342 | 339 |
Claims (2)
1.一种改善高蛋白质含量啤酒大麦所制麦芽品质的方法，其特征是：微生物经过培养得到微生物培养物；精选和分级的高蛋白质含量啤酒大麦，用水浸达到适当浸麦度，进行接种微生物培养物，控制湿度和温度、通风供氧进行发芽，发芽完毕的麦芽，经过焙燥使水份降至5％以下，终止酶作用；
(1)微生物菌株选择：曲霉、根霉、 地霉或乳杆菌；
(2)曲霉、根霉或地霉菌种的固体培养
以麸皮为唯一底物，过20目筛，麸皮∶水的加水质量比1∶1.4，调初始pH6.0，取上述麸皮水的培养基5g，置于250mL三角瓶中0.1MPa灭菌15min，接种保藏霉菌菌株5环，八层纱布覆盖，30℃培养7d，获得的孢子产量为109/g麸皮，自然干燥后视为最终接种微生物培养物产品；
或：乳杆菌菌种的液体培养
取一定数量的大麦芽，粉碎，大麦芽∶水的加水质量比1∶4，在58-65℃下糖化3-4h，直至用碘液测定糖化液无蓝色反应为止，将糖化液用4-6层纱布过滤至清，分装到5mL试管中，0.05MPa灭菌15min，接种1环乳酸菌于5mL试管中，46-48℃培养24h，使最后菌液浓度为109个/mL，视为最终接种微生物培养物产品；
(3)浸麦：总计29h，依次为浸水6h、断水9h、浸水4h、断水6h和浸水4h，浸麦温度15℃，通氧次数10次/h，每次3min；
(4)发芽：总计120h，依次为18℃24h、16℃48h和15℃48h，湿度控制90％；
(5)接种条件：
曲霉、根霉或地霉：浸麦结束时，加入到大麦中进入到发芽室中；接种数量按每千克大麦加麸皮水的微生物培养物1g；
乳杆菌：发芽结束前2-5小时，加入到正在发芽的大麦中；接种数量按每千克大麦加微生物培养物菌液1mL；
(6)焙燥：总计22h，依次为45℃5h，50℃6h，60℃6h，70℃2h和83℃3h。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是：选择的微生物菌株为曲霉，包括米曲霉(Aspergillus oryzae)：As3.381，As3.384，As3.762，As3.800，As3.801，As3.863，As3.951，As3.4383，As2792 As3.4382，As3.4437，黄曲霉(Aspergillus flavus)：As3.2758，As3.2813，As3.2890，As3.3554，As3.2950，As3.4408，As3.4409，As3.4410或黑曲霉(Aspergillus niger)：As3.40，As3.315，As3.316，As3.350，As3.429，As3.739，As3.879，As3.939，As3.940，As3.1858，As3.2931，As3.3882，As3.3883，As3.3928，As3.4303，As3.4304，As3.4309，As3.4463，As3.4523；
根霉，包括米根霉(Rhizopus oryzae)：As3.41，As3.242，As3.253，As3.253，As3.254，As3.777，As3.819，As3.851，As3.866，As3.867，As3.1175，As3.1179，As3.1208，As3.1263，As3.1267，As3.2370，As3.2378，As3.2380，As3.2385，As3.2686，As3.2751，As3.3462，华根霉(Rhizopus chinensis)：As3.817，As3.947，As3.948，As3.1136，As3.1138，As3.1145，As3.1149，As3.1150，As3.1161，As3.1166，As3.4195，As3.4196，无根根霉(Rhizopusarrhizus)：As2.2893或黑根霉(Rhizopus niger)：As3.904；
地霉，包括白地霉(Geotrichum candidum)：As2.361，As2.498，As2.616，As2.1035，As2.1062，As2.1080，As2.1132，As2.1175，As2.1183；
或乳杆菌：包括植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)：As1.3，As1.11，As1.550，As1.557或德氏乳杆菌(Lactobacillus delbrueckii)：As1.1480，As1.1482。
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