小麦在啤酒酿造中的应用研究

论文摘要

近年来,受全球性啤酒大麦短缺的直接影响,大麦麦芽的价格一路攀升。本论文针对目前啤酒原料短缺的现状,采用小麦替代部分大麦麦芽生产淡爽啤酒,对酿造的各个工艺环节进行了研究,从小麦品种的选择、糖化过程中酶的添加、原料配比、煮沸工艺以及非生物稳定性处理等方面进行了较系统的探讨。本文以不同种植区域的12种典型小麦为研究对象,考察了对啤酒酿造有重要影响的指标如:戊聚糖含量、蛋白质含量及其组成、浸出物含量、缓冲能力和抗氧化力等,利用模糊评价法对12个小麦样品进行评价分组,结果表明:No.6和No.10小麦较适用于啤酒酿造。通过单因素试验筛选出对糖化麦汁质量指标影响较大的3种外加酶制剂,即:细菌中性蛋白酶、糖化酶和中性木聚糖酶。在此基础上,采用Box-Behnken实验设计对上述3种酶的添加量水平进一步优化。确定了酶的最佳添加量为:细菌中性蛋白酶300 U/g小麦、糖化酶29.2 U/g小麦、中性木聚糖酶6 U/g小麦。实验证明:与不加酶制剂的糖化麦汁相比,麦汁粘度降低了25%,麦汁得率和α-氨基氮含量分别提高了20%和70%。研究了不同小麦使用比例对麦汁质量、啤酒理化指标及风味的影响,当小麦使用比例从10%增加到30%时,麦汁和啤酒质量变化较小,当小麦使用比例达到40%时,α-氨基氮和总多酚含量明显偏低,高分子氮含量显著增大,由此表明40%的大麦麦芽、30%小麦和30%大米的原料配比比较合适。研究了煮沸过程中煮沸时间、卡拉胶和糖化单宁添加量对麦汁高分子氮含量的影响,并确定了麦汁高分子氮含量最低时的煮沸参数,即:煮沸时间为83.4 min、卡拉胶添加量为32.03 mg/L、糖化单宁添加量为52.64 mg/L。对啤酒非生物稳定性处理方法进行了研究,比较了硅胶、酿造单宁和木瓜蛋白酶三种非生物稳定剂对SASPL值和隆丁区分的影响,结果表明:硅胶和木瓜蛋白酶对啤酒非生物稳定性的效果较为明显,但后者对啤酒泡沫有消极影响,并造成总酸值增大,故采用硅胶吸附的方法,硅胶添加量为300 mg/L。为了验证生产工艺可行性,使用小麦部分替代大麦麦芽进行EBC发酵。结果表明:添加30%小麦酿造啤酒与对照相比,麦汁和啤酒各项质量指标相差不大,发酵过程正常。每千升酒生产原料成本可降低65元,经济效益十分明显。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 国内外啤酒原料生产现状
• 1.2 小麦应用于啤酒酿造概况
• 1.2.1 酿造用小麦品种的选择
• 1.2.2 小麦在啤酒酿造中的使用方式
• 1.2.3 使用小麦酿造啤酒的优缺点
• 1.2.4 小麦作为啤酒酿造原料的主要品质特征
• 1.3 应用小麦生产啤酒控制难点及关键技术
• 1.3.1 蛋白质引起的啤酒非生物稳定性
• 1.3.2 小麦中非淀粉多糖对麦汁制备过程的影响
• 1.4 立题背景与意义
• 1.5 课题研究思路、主要内容和目标
• 第二章 应用于啤酒酿造的小麦品种的筛选
• 2.1 前言
• 2.2 材料与方法
• 2.2.1 实验材料与试剂
• 2.2.2 仪器设备
• 2.2.3 实验方法
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 不同小麦品种的感官评价和常规理化指标分析
• 2.3.2 不同小麦品种的蛋白质及其各组分含量的研究
• 2.3.3 不同小麦品种的戊聚糖含量的研究
• 2.3.4 不同小麦品种的缓冲性能的研究
• 2.3.5 不同小麦品种的抗氧化力的研究
• 2.3.6 小麦酿造性能的模糊综合评价
• 2.4 本章小结
• 第三章 糖化过程中外加酶对麦汁质量的影响
• 3.1 前言
• 3.2 材料与方法
• 3.2.1 实验材料与试剂
• 3.2.2 仪器设备
• 3.2.3 实验方法
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 单因素试验及酶的初筛
• 3.3.2 Box-Behnken 实验设计进一步优化酶添加量
• 3.3.3 外加酶对麦汁质量指标的影响
• 3.3.4 最优外加酶添加量的验证与确定
• 3.4 本章小结
• 第四章 小麦使用比例及麦汁煮沸工艺的研究
• 4.1 前言
• 4.2 材料与方法
• 4.2.1 实验材料与试剂
• 4.2.2 仪器设备
• 4.2.3 实验方法
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 小麦使用比例对麦汁质量的影响
• 4.3.2 小麦使用比例对啤酒理化指标的影响
• 4.3.3 小麦使用比例对啤酒风味的影响
• 4.3.4 优化煮沸工艺降低定型麦汁高分子氮含量
• 4.4 本章小结
• 第五章 提高啤酒非生物稳定性的研究
• 5.1 前言
• 5.2 材料与方法
• 5.2.1 实验材料与试剂
• 5.2.2 仪器设备
• 5.2.3 实验方法
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 普通原料和部分使用小麦制得麦汁指标的分析
• 5.3.2 两种原料方案所得麦汁主酵期间理化指标的变化
• 5.3.3 啤酒非生物稳定性处理
• 5.3.4 普通原料和部分使用小麦制得成品啤酒质量分析
• 5.3.5 部分使用小麦生产啤酒原料成本核算
• 5.4 本章小结
• 第六章 主要结论与展望
• 6.1 主要结论
• 6.2 前景展望
• 致谢
• 附录
• 攻读硕士期间发表的相关论文清单
• 参考文献