结晶麦芽的研制及其在啤酒酿造中的应用

作     者：顾宏 

作者单位：江南大学 

学位级别：硕士

导师姓名：陆健

授予年度：2020年

学科分类：08[工学] 0822[工学-轻工技术与工程] 082203[工学-发酵工程] 

主      题：结晶麦芽 特种麦芽 制麦 啤酒 

摘      要：麦芽是啤酒生产中的重要原料,不同麦芽酿造出的啤酒具有不同的风味、色泽以及口感。结晶麦芽胚乳为玻璃结晶状,可以赋予啤酒多样的风味与独特的口感,是重要的特种麦芽之一。本论文通过比较分析市售的结晶麦芽中挥发性风味化合物,确定结晶麦芽的主要特征风味物质,通过优化结晶麦芽的生产工艺,制备获得优质结晶麦芽,并研究其对啤酒酿造过程及品质的影响。对20种市售的结晶麦芽进行理化指标测定,发现结晶麦芽的色度范围为100～300EBC,无水浸出率在72.0%～77.0%之间。采用气相色谱-质谱联用法测定了20种结晶麦芽的挥发性风味化合物,并利用主成分分析确定了结晶麦芽中的14种特征挥发性风味化合物,分别为异丁醛、2-甲基丁醛、异戊醛、可可醛、苯甲醛、苯乙醛、α-(2-甲基亚丙基)苯乙醛、可卡醛、正己醛、糠醛、5-甲基呋喃醛、2,3-戊二酮、1-辛烯-3-醇和糠醇。与进口结晶麦芽相比,国产结晶麦芽内部的结晶胚乳不够完整与饱满,挥发性风味化合物总浓度仅有417.97μg·L,为进口结晶麦芽的49.03%。采用单因素与中心组合设计实验,优化并确定了结晶麦芽的制备工艺:选择Metcarlfe大麦为原料,在第二次浸麦时,浸麦水中添加30 mg·L的CaCl与70 mg·L的KCl,发芽72 h,得到淀粉酶活性较高的绿麦芽。将绿麦芽在60℃进行蛋白休止2 h,在71.1℃,pH 3.36条件下糖化2 h。最后将预糖化结束的绿麦芽在100℃排潮50 min,再升温至120℃焙焦30 min。所得的结晶麦芽色度为271 EBC,无水浸出率为77.7%,结晶率达到98%,风味化合物的总含量为1265.31μg·L,与进口结晶麦芽(852.51μg·L)相比,高出48.39%,与国产结晶麦芽(481.10μg·L)相比,高出162.94%。分别将自制结晶麦芽与进口结晶麦芽进行啤酒酿造。添加结晶麦芽可以提高啤酒风味,其中酯类提升效果最为明显,达到2011.70μg·L。随着结晶麦芽添加量的增加,啤酒的风味越发浓郁,但添加过多的结晶麦芽将影响酵母的生长,并给啤酒带来焦苦味,影响啤酒整体感官。研究发现,10%的结晶麦芽添加量较为适宜。采用自制结晶麦芽进行200 L中试酿造所得到的啤酒中酯类、酸类、醇类物质含量分别为5734.49μg·L、1806.55μg·L和1778.98μg·L,与利用进口结晶麦芽进行200 L中试酿造所得到的啤酒相比,分别高出62.96%、39.46%和63.24%,且感官品评得分较高,为84分,高于进口结晶麦芽酿造的啤酒(74分)。