麦汁煮沸的八大目的和原因,这篇文章说得透透的 | 技术贴

发表时间:2019-04-08 18:00


  在啤酒酿造的糖化、过滤、煮沸、冷却以及发酵几大工艺里面,煮沸这道工艺是最容易被忽略的。投了酒花,貌似其他时间都只能看着麦汁在煮沸锅里翻滚。

  但其实,煮沸是酿造工艺中非常关键的一个环节。它起着承上启下的重要作用。在这个环节,高温将使酶失去活性、添加酒花进行a-酸的异构化、去除热凝固性物和挥发不良风味物质等等。为什么要对麦汁进行煮沸的操作,表面看一共要实现以下八个主要目的,见下图。


  但其实深究下去,这八大目的只为一个最终目标服务,即优化麦汁煮沸过程,以防止过高的热负荷,降低热能消耗,缩短麦汁煮沸时间,加快设备周转。

  所以在煮沸的操作中,并不只是投酒花那么简单,还需注意麦汁煮沸时间、煮沸方式、控制蒸发强度和煮沸强度等几个方面。


  麦汁的蒸发和浓缩

  在糖化与过滤过程中,添加额外的水可使浸出物提取回收达到最大化。煮沸过程将这部分水分充分蒸发以取得理想的(目标)麦汁比重 (OG)。

  决定最终比重的主要因素是初始比重和煮沸的时间。

  煮沸的时间越长,最终比重就越高。


  中止酶反应

  煮沸可终止将淀粉转化为糖类的糖化过程。或许可以这样讲,煮沸麦汁的最重要作用是抑制糖化过程后残留酶的活性。

  抑制酶的活性可以维持所需的糖 / 糊精比率。

  如果任酶催化过程继续下去,将会产生口味特性极差的“稀薄”啤酒。


  麦汁灭菌

  麦汁实质上是一种富含营养成分的糖液。

  接近于(有害)细菌滋长的理想环境;总而言之,麦汁中的所有细菌都会疯狂滋长;

  这些细菌将导致啤酒变质并影响口味。

  15 分钟的沸腾时间足以杀灭几乎所有类型的细菌。

  同时,酒花具有天然的杀菌特性,能够将细菌的生长抑制在最低程度。


  去除热凝固物——蛋白质凝聚

  麦汁含有许多不同分子量的蛋白质化合物。一些高分子部分(可凝固性氮)如果没有去除,将会影响啤酒的口味和稳定性,因而是不受欢迎的成分。

  煮沸中,蛋白质将经历两种不同但又相连的变化阶段。

  蛋白质降解,煮沸可将蛋白质分子中的水去除,使其变得不稳定且不可溶于水。

  蛋白质凝聚:降解后,蛋白质分子将成为具有特殊“等电点”(IP)的胶状系统的一部分。由于不同蛋白质化合物的 IP 不同,蛋白质将从溶液中析出。

  如果蛋白质凝结的效果不好,那么热凝固物便不会沉淀。未除去的蛋白质随后会引发起混浊问题,并使啤酒变得异常苦涩。

  不过,在煮沸阶段,并不去除所有的蛋白质,不含蛋白质的麦汁也是不好的。有些蛋白质有助于保持良好的泡沫和形成所需的口感特性。

  强烈翻滚的煮沸可以帮助达到这个目的。大多数蛋白质将在回旋沉淀槽以热凝固物形式沉淀下来,其他蛋白质将在麦汁冷却后以冷凝固物形式沉淀下来去除。生产出清酒之前,没有以热凝固物或冷凝固物形式沉淀的化合物将可能会导致生成冷浑浊。


  提取酒花树脂,使酒花成分异构化

  投入酒花,煮沸锅中的热量和剧烈的沸腾使黄色腺体,即我们说的酒花腺体脱离原花,并溶于麦汁。

  酒花腺体包含大部分所需的酒花成分。其中最重要的两种酒花成分是:酒花树脂,酒花油(精油)。

  酒花添加到麦汁中,a-酸异构化成为异a-酸,必须经历乳化、异构化和溶解三个基本过程。这三个过程按照麦汁煮沸功能的理论解释,啤酒花异构化率完成90%约需要30分钟的时间,达到100%却需要60分钟。因此,为了保证有效的异构化,添加啤酒花颗粒的时间距离麦汁煮沸结束不能少于30分钟。

  煮沸时间越长、沸腾越剧烈,异构化反应就越彻底。(所以不能是温吞水一般的沸腾,而应该是剧烈的沸腾。)

  正是异a-酸造就了成品啤酒干净、爽口、转瞬即逝苦味的特性。

  尽管高于最适宜pH值的情况会促进异构化反应,但却会破坏苦味品质。较低的 pH 值条件下,才会产生“出色”的啤酒苦味品质。

  异a-酸是稳定啤酒泡沫的主要因素。


  除去不需要的挥发物

  煮沸可使不需要的化合物挥发掉,主要是含硫化合物,如二甲基硫 (DMS)。

DMS 是一种易挥发的含硫化合物,有让人讨厌的气味和味道,类似于“奶油玉米”风味,阈值相对较低(大约 50 ppb)。啤酒中 DMS 含量过高往往被视为一种缺陷,所以应尽可能使啤酒中不含DMS。

  在煮沸温度下,DMS的前体物SMM 的半衰期为 40 分钟左右。所以,煮沸时间和煮沸强度对于除去不需要的挥发物非常重要。


  颜色形成

  煮沸麦汁的过程对于(褐化)麦汁颜色具有重要影响。

  颜色的形成是由复杂的美拉德反应(褐化反应)引起的,这一反应通常发生在某些氨基酸之间,结果会生成一种名为类黑素的产物。

  对于某些啤酒配方,我们会在煮沸锅中加入辅料。

  辅料很容易溶于沸腾的麦汁中。麦汁的不断翻滚可加速辅料的混和,辅料均匀混合后,便不会在锅底形成沉淀而被烧焦结垢。

  另外,煮沸可确保辅料不会给麦汁带来生物污染。

  (对于喜欢用各种辅料尝试新品酿造的小伙伴们,应该有所启发吧)


  形成风味,降低pH值

  达到煮沸目的必要条件


  从以上的表格可以看出,

  在煮沸过程中,我们应该考虑以保证满足麦汁煮沸的各项功能要求为基础,其中,比较重要的是啤酒花的异构化作用,可凝固性蛋白质的凝固、析出,不良挥发性风味化合物如DMS、老化醛类物质的挥发去除。多量蒸发水分不是主要的,杀死微生物的营养菌体和印化酶比较容易达到要求,如果能在较短时间内满足这些基本要求,煮沸时间就可以缩短。

  其次,必须考虑所使用的煮沸锅装备条件,特别是内加热器的结构、麦汁被均匀加热的条件、麦汁循环的条件和煮沸锅蒸发量的大小等。不同的煮沸锅装备条件对煮沸时间的确定有很大的影响,例如,使用现代新型煮沸设备,煮沸时间一般都能少于65分钟。

  所以,从实际应用上来说,缩短了煮沸时间,就意味着降低了能耗,节约了成本,加快了设备周转,提高了设备利用率,扩大了收益。


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