以黑小麦为辅料酿造啤酒的初步研究

第３３卷第３５１　酿　酒　Ｖｏ１．３３。Ｎｏ．３　２　０　０　６年５月　ＬＩＱＵＯＲ　ＭＡＫＩＮＧ　Ｍａｙ，２Ｏ０６　文章编号：１００２．８ｌ１０（２００６｝０３一ＯＯ９７—０３　以黑小麦为辅料酿造啤酒的初步研究　刘杰璞　，王德良　，张五九　（１．北京化工大学生命科学与技术学院。北京　１０００２９；２．中国食品发酵工业研究院酿酒工程技术部。北京　１０００２７）　摘要：以黑小麦为辅料进行啤酒酿造研究，并与使用大米作为辅料和全麦酿造的啤酒进行对照，结果显示以　黑小麦为辅料制得的麦汁可溶性氮含量高、多酚含量明显下降，并且其成品啤酒泡持性好，酯香突出，所以选　用黑小麦为啤酒辅料具有良好的应用前景。　关键词：黑小麦；辅料；啤酒　中国分类号：ＴＳ２６２．５　ＴＳ２６１．４￣￥５１２．４　文献标识码：Ｂ　目前，我国的啤酒工业取得了巨大的进步，啤酒产量已　此可以为麦汁提供较多的氮和酶活ｔ，，ｇｃ＿ｇ黑小麦价格便宜，　经超过美国，居世界第一，但我国的啤酒品种比较单一，基本　可以降低酿酒成本。鉴于黑小麦的诸多优点，本次实验以黑　上是以淡色啤酒为主，这与美国、德国等啤酒强国的上千种　小麦作为辅料进行了啤酒酿造的相关研究。　品种不能相提并论…。随着啤酒市场竞争的日益激烈，广大　Ｉ材料与方法　消费者对啤酒的品种结构和产品质量的要求也越来越高，需　１．１仪器　要更多的新型啤酒来满足市场需求，使用新型辅料来酿造特　德国ＢＡＭ　Ｄ一８０５０　Ｆｒｅｉｓｉｎｇｌ００Ｌ中试设备；Ｐｅｒｋｉｎ　Ｅｌｍｅｒ　殊风味的啤酒就是其中一种方法。　ＡｕｔｏＳｙｓｔｅｍ　ＸＬ气相色谱；２１００　ｋｊｅｈｅｃ　Ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ　Ｕｎｉｔ凯氏定氮　黑小麦（Ｔｒｉｔｉｃａｌｅ）是小麦（Ｔｆｉｄｃｕｍ）和黑麦（￥ｅｃａｌｅ）属问异　设备，Ｆｏｓｓ公司；Ｌｏｖｉｂｏｎｄ色度仪；低温恒液浴循环两用锅；　源六倍体杂交品种，结合了小麦与黑麦许多有益特性，具有　Ｈｏｐｐｌｅｒ　ｖｉｓｋｏｓｉｍｅｔｅｒ黏度计；ＵＶ一２４０１ＰＣ紫外分光光度计，　抗逆性强、适应性广、营养价值高等特点【２－３　Ｊ。黑小麦含有很　Ｓｈｉｍａｄｚｕ公司；ｐＨ　Ｓ一２Ｃ型酸度计，上海伟业仪器厂。　高的营养成分，与普通小麦相比，氨基酸总含量要高３０．２％，　１．２材料　人体必需氨基酸含量要高出１６．Ｏ％。对人体有益微量元素　麦芽：优质澳麦，购自保定八达集团。　含量也较高¨】。由于黑小麦含有较高的淀粉酶和蛋白酶，因　大米：绿色优质食用级大米。　黑小麦：编号ｏ４初９９，购自河北农林科学院粮油作物研　究所。　收稿日期：２００５—１２—２９　菌种：中国食品发酵工业研究院菌种保藏中心馆藏酵　作者简介：刘杰姨（１９Ｓ０），男。在读硕士。研究方向：生物工　母。　程。　１．３实验方法　［２］张治根，苏尔复，俞俊棠，１９８９酵母酒精发酵动力学的研究［Ｊ］．　酿造。（５）：３５—３７．　工业微生物，（３）：ｌｌ～ｌ８．　［５］天津轻工业学院等，工业发酵分析［Ｊ］，北京；轻工业出版社。１９８６，　［３］王克明，王雪筠，１９９５．固定化细胞发酵海带饮料的研究［Ｊ］．食品　６４．　科学。（８）：２７—３０．　［６］李详麟，金宁人，１９９１．固定化酵母酒精发酵动力学的研究［Ｊ］．生　［４］王克明，王雪筠，１９９５．固定化细胞发酵发酵食醋的研究［Ｊ］．中国　物工程学报，７（３）：２６５—２７１．　Ｓｔｕｓｙ　ｏｎ　ｔｈｅ　Ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ　Ｋｅｌｐ　Ｗｉｎｅ　Ｗｉｔｈ　Ｉｍｍｏｂｉｌｉｚｅｄ　Ｍｉｘｅｄ　Ｍｕｌｔｉ．．ｓｔｒａｉｎｓ　ＷＡＮＧ　Ｋｅ一，　凡ｇ　（Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｂｉｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｚｈｅｊｉａｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ　３　１００１２，Ｃｈｉｎａ）　ＡＢＳＴＲＡＣＴ：Ｔｈｅ　ｋｅｌｐ　ｗｉｎｅ　ｗａｓ　ｆｅｒｍｅｎｔｅｄ　ｈｙ　ｉｍｍｏｂｉｌｉｚｅｄ　ｓｙｓｔｅｍ　ｏｆ　Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ　ｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ　ａｎｄ　Ｓ．ｆｒａｇｒｎｓ　ｗｉｔｈ　ＰＶＡ　ａｓ　ｃａｒｒｉｅｓ．Ａ　ｅｏｍｐａｒｅｔｉｖｅ　ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ｂａｔｃｈ　ａｎｄ　ｃｏｎｌｉｎｕｏｕｓ　ｆｏｒｍｅｔａｔｌｏｎ　ｗｉｔｈ　ｍｉｘｅｄ　ｆｒｅｅ　ｙｅａｓｔ　ｅｌｌｓ　ａｎｄ　ｉｍｍｏｂｉｌｉｚｅｄ　ｃｅｌｌｓ　ｗｅｒｅ　ｃａｒｒｉｅｄ　ｏｕｔ。ｌｅａｄｉｎｇ　ｔｏ　ｓｅｔｔｉｎｇ　ｕｐ　ｏｆ　ｃｏｒｅｓ—ｐｏｎｄｉｎｇ　ｋｉｎｅｔｉｃｓ　ｍｏｄｅｌｓ，Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗｅｄ　ｔｈａｔ　ｏｐｔｉｍｕｍ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ　ａｒｃ，：１．【ｈｅ　ｒａｔｉｏ　ｏｆ　Ｓａｃｃｈａｍｍｙｃｅｓ　ｃｅｒｅ＇，’ｉｓｉａｅ　ａｎｄ　Ｓａｃｃｈｒｏｍｙｃｅｓ　ｆａｇｒａｎｓ　ｆｏｒ　ｉｎｏｃｕｌａｔｉｏｎ　ｉｓ　４（１．２．ｔｅｍｐｃｒａｔｕｒａ　ｉｓ　２０℃．３．ｐａｃｋｉｎｇ　ｒａｔｉｏ　ｏｆｔｈｅ　ｇｅＩ　ｐａｒｔｉｃｌｅｓ　ｆｏｒ　ｂａｔｃｈ　ａｎｄ　ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ　ａｒｅ　０．２５　ａｎｄ　０．５　ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．４．ｄｕｒａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　ｍｉｘｅｄ　ｆｒｅｅ　ｃｅｉｌ　ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ　ｉｓ　７ｄａｙｓ．５．ｄｕｒａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　ｉｍｍｏｂｉｌｉ￣ｄ　ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ　ｉｓ　０．５　ｄａｙ，ｗｉｔｈ　０．１２／ｈ　ｄｉｌｕｔｉｏｊｌ　ｒａｔｅ．Ｔｈｅ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｉｍｍｏｂｉｌｉｚｅｄ　ｃｅｌｌ　ｐａｒｔｉｃｌｅｓ　Ｗａｓ　ｒｅｍａｉｎｅｄ　ｉｎ　ｇｏｏｄ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ　ａｆｔｅｌ＂１６０’ｄａｙｓ　ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ．　ＫＥＹ　ＷＯＲＤＳ：；ｍｍｎｂｉｌｉｚｅｄ　ｅｅｌｌ　ｋｅｌｐ　ｗｉｎｅ；ｙｅａｓｔ　・９７－　维普资讯 http://www.cqvip.com

第三期　１．３．１原料选取　ｔｉＣ．　酒　∞　一ｐ＼　硝　∞踮∞牾∞　般理化指标分析　１：色度、黏度、酒精度、真浓、ｐＨ、总　由于黑小麦的品种较多，且蛋白质古量不完全相同，因　此本次实验选取的是蛋白质含量较低，且价格相对便宜的编　号ｏ４初９９的黑小麦，其各项指标如表１所示。　酸、总多酚、总氮、ａ一氨基氮。　Ｂ一葡聚糖：刚果红法［ＢＪ。　挥发性风味物质的测定：气相色谱法。　２结果与讨论　２．１原料成分分析　根据不同原料的浸出率（如表１所示），分别计算使用　３０％辅料黑小麦、３０％辅料大米和全麦芽生产１００Ｌ１ｌ　ｏＰ麦汁　所需原料质量。其中麦芽０．８ｍｍ辊间距粉碎，辅料０．４ｍｍ　辊间距粉碎。　１．３．２糖化工艺　，　使用协定法糖化分析各原料指标如表１所示。　黑小麦本身蛋白质含量较高，因此在麦汁制备过程中必　须添加蛋白酶以分解多余的蛋白质。协定法所得黑小麦麦　汁黏度较大，而影响麦汁黏度的主要成分是口一葡聚糖，所以　实际生产糖化时也要添加０一葡聚糖酶，以降低麦汁黏度。　表１　原料成分分析　全麦芽和使用大米辅料采用传统工艺进行糖化。　由于黑小麦的蛋白质含量较高，因此本次实验糖化时加　人蛋白酶以促进蛋白质的分解。并且黑小麦麦汁黏度较高，　所以在实际糖化过程加入Ｂ一葡聚糖酶，以降低麦汁黏度。　黑小麦的糊化温度与麦芽相同　】，因此可以混合后一起　进行糖化。小试实验曾使用两种糖化工艺，第一种是黑小麦　与麦芽混合后直接使用全麦糖化工艺，第二种使用的是Ｊ．　Ｇｌａｔｔｈａｒ等人ｌ　】优化的糖化工艺，并加以改进。此工艺使用　了一个前液化过程，具体工艺为：粉碎的黑小麦与１０％的麦　芽混合，在６４℃下保温１０ｍｉｎ进行前液化过程，再与剩余麦　芽混合进行糖化，操作与全麦麦芽糖化相同。结果发现使用　第二种糖化工艺可以提高麦汁收得率，并降低了麦汁的黏度，　因此本次中试实验使用第二种糖化工艺，糖化曲线见图１。　２．２麦汁指标分析　如表２所示，三种麦汁的ｐＨ均相差不大，黑小麦辅料麦　汁的ｐＨ要略低于另外两种麦汁，原因可能是黑小麦辅料麦　汁中总酸含量比较高。以黑小麦为辅料的麦汁色度比全麦　芽麦汁低一些，但是高于使用大米辅料的麦汁。说明黑小麦　比较适合做深色啤酒。在三种麦汁中大米辅料麦汁与全麦　麦汁的总多酚含量基本相同，而黑小麦辅料麦汁中总多酚含　量却低于其１／２，这与文献［　ｌ６】所述完全相同，说明使用黑小　麦可显著降低麦汁中多酚含量。麦汁中氮含量是影响啤酒　发酵性能和酒体特性的一个重要指标，大米辅料麦汁中ａ一　氨基氮和可溶性氮含量均比全麦麦汁低，黑小麦辅料麦汁中　ａ一氨基氮含量与全麦麦汁相差很小，并且可溶性氮含量还　图ｌ黑小麦糖化工艺曲线　要高一些，从原料分析（见表１）中可知，黑小麦本身就含有较　高的蛋白质，并且大麦芽与黑小麦的蛋白酶之间会产生协同　效应－５－　，使得麦汁中可溶性氮含量较高。影响麦汁过滤的　重要因素是麦汁的黏度，而０一葡聚糖含量是影响麦汁黏度　的一个重要指标。黑小麦辅料麦汁中Ｂ一葡聚糖含量高于全　１．３．３发酵工艺　麦汁进罐温度：９．０　１０．５℃；酵母添加量：ＩＯＬ扩培液；　温度控制：接种温度９．０一１０．５℃，主酵期温度ｌ１．３±０．５℃；　压力控制：当发酵液糖度降至３．５　Ｐ时开始保压０．６～０．　９ＭＰａ；主发酵结束标志：降糖与还原双乙酰同步进行，当发酵　液双乙酰浓度不高于０．０８ｍｇ／Ｌ，残糖不高于２．６ｏｐ时主发酵　结束，开始降温至ｌ℃。　１．４麦汁与啤酒的分析方法　麦麦汁和大米辅料麦汁，致使其黏度比其它两种麦汁高，但　实际生产中过滤速度并没有明显降低。　２．３啤酒指标分析　２．３．１理化指标对比　表２　麦汁指标对比　贮酒期结束届发酵液经硅藻土过滤得到成品啤酒，经分　析，此三种啤酒主要理化指标见表３。　・　９８　・　维普资讯 http://www.cqvip.com

第三期　刘杰璞，等：以黑小麦为辅料酿造啤酒的初步研究　２ｏｏ６　由于使用黑小麦辅料酿制啤酒黏度较大，针对此问题，　黑小麦辅料啤酒与另外两种啤酒相比，发酵度、酒精度　我们通过选择原料、加强８一葡聚糖分解、强化糖化工艺、加　均很接近，ｐＨ也相差不大，色度比全麦啤酒浅，但比大米辅　强煮沸强度等措施，使发酵所得到的啤酒黏度大大降低。黑　料啤酒要深一些。由于黑小麦辅料啤酒中蛋白质含量要高　小麦辅料啤酒的可溶性氮含量下降较明显，对于成品啤酒的　一些，所以泡持性不错。　非生物稳定性的影响仍需要进一步研究。　袅３　啤酒的指标对比　２．３．２风味指标对比　用黑小麦做为辅料所得啤酒色度较深，可以考虑将其开发为　使用气相色谱分析三种啤酒风味成分，如表４所示。黑　深色啤酒　由于黑小麦具有较高的蛋白质含量，对于成品啤　小麦辅料啤酒主要风味物质均与一般啤酒无异，乙醛和高级　酒的非生物稳定性影响仍需要进一步研究。　醇含量介于两种啤酒之间，并且总酯含量更高一些，这与以　前的实验结果相符。　［参考文献】　裹４　啤酒风昧物质对比　ｍｇ／Ｌ　［１］康慧，张华峰．我国保健啤酒的现状与展望［Ｊ］．食品工业科技，　２０Ｏ３．９６—９９．　［２］刘　慧，张秀玲．李铁晶．国内外小黑麦酿造啤酒的工艺研究进展　［Ｊ］．食品科学，２００２，（２３）：１５８—１６０．　［３］刘慧，张文利．利用小黑麦生产啤酒的发酵工艺［Ｊ］．中国酿造，　２０００．（３）：２８—３Ｏ．　［４］刘树兴，王旭，屈耀峰．黑小麦营养评价及其加工［Ｊ］．粮食与油　２．３．３啤酒品评　脂，２０Ｏ２．（１０）：３３—３４．　此三种成品啤酒经专家品评，一致认为黑小麦辅料啤酒　［５］Ｇｌａｔｔｅｒａｒ　Ｊ，Ｈｅｉｎｉｓｅｈ　Ｊ，Ｓｃｎｎ　Ｔ，Ａ　Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ｔｈｅ　Ｓｕｉｔａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　Ｕｎｍａｌｔｅｄ　酒体醇厚、爽口，泡沫洁白细腻，酯香突出，口感协调，口味纯　Ｔｒｉｔｉｅｌａｅ　ａＳ　ａ　Ｂｒｅｗｉｎｇ　Ａｄｊｕｎｅｔ［Ｊ］．Ｊｏｕｎｒａｌ　Ａｍｅｒｉｃａｎ　Ｓｏｃｉｅｔｙ　ｏｆ　Ｂｒｅｗｉｎｇ　正柔和，无异味，其余两种啤酒香气要差一些。　Ｃｈｅｍｉｓｔｓ．２００２，６０（４）：１８１—１８７．　３结论　［６］管敦仪．啤酒工业手册（中册）［Ｍ］．北京：中国轻工业出版社　以黑小麦作为辅料制得的麦汁可溶性氮、ａ一氨基氮含　１９８５．　量较高，且总多酚显著降低，虽然麦汁黏度有所上升，但不影　［７］Ｊｅｎ，Ｇｌａｔｔｈａｒ，Ｈｅｉｎｉｓｅｈ　Ｊｕｒｇｅｎ　Ｊ，Ｔｈｏｍａｓ　Ｓｃａｎ．Ｔｈｅ　Ｕｓｅ　ｏｆ　Ｕｎｍａｌｔｅｄ　响麦汁的过滤速度。成品啤酒的各项理化和风味指标均与　Ｔｒｉｔｉｅａｌｅ　ｉｎ　Ｂｒｅｗｉｎｇ　ａｎｄ　Ｉｔｓ　Ｆ．￣ｅｅｔ　Ｏｎ　Ｗｏｒｔ　ａｎｄ　Ｂｅｅｒ　ｑｕａｌｉｔｙ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　Ａｍｅｒｉｃａｎ　Ｓｏｃｉｅｔｙ　ｏｆ　Ｂｒｅｗｉｎｇ　Ｃｈｅｍｉｓｔｓ．２０Ｏ３，６１（４）：１８２—１９０．　一般啤酒无异，总酯含量高，并且泡持性有所提高，增加了酒　ｃ８］李永仙．刚果红法测定麦汁和啤酒中的Ｂ一葡聚糖［Ｊ］，无锡轻工　体醇厚感，黑小麦辅料啤酒酯香突出，具有独特的风味。使　大学学报。１９９７，（１）：８—１３％．　Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ｔｈｅ　Ｓｕｉｔａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　Ｕｎｍａｌｔｅｄ　Ｔｒｉｔｉｃａｌｅ　ａｓ　ａ　Ｂｒｅｗｉｎｇ　Ａｄｊｕｎｃｔ　ＬＩＵ　ｆｉｅ—ｐｕ　，ＷＡＮＧ　Ｄｅ—ｌｉａｎｇ　，ＺＨＡＮＧ　Ｗｕ—ｊｉｕ　（１．Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｌｉｆｅ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ。Ｂｅｉｊｉｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ。Ｂｅｉｊｉｎｇ，１０００２９，Ｃｈｉｎａ；　２．Ｃｈｉｎａ　Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆＦｏｏｄ　ａｎｄ　Ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ　Ｉｎｄｕｓｔｉｒｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ，１０００２７。Ｃｈｉｎａ）　ＡＢＳＴＲＡＣＴ：Ｔｈｅ　ｂｒｅｗｉｎｇ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｔｒｉｔｉｅａｌｅ　ｗｅｒｅ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ　ｉｎ　ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ　ｔｈｏｓｅ　ｏｆ　１００％ｍａｌｔ　ａｎｄ　ｃｏｍｍｏｎｌｙ　ｕｓｅｄ　３０％ｒｉｃｅ　ａｓ　ｂｒｅｗｉｎｇ　ａｄｊｕｎｃｔ．Ｉｔ　ＷａＳ　ｓｈｏｗｎ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｔｒｉｔｉｃａｌｅ　ｗｏｔｒｓ　ｃｏｎｔａｉｎ　ｈｉｇｈｅｒ　ｓｏｌｕｂｌｅ　ｎｉｔｒｏｇｅｎ　ａｎｄ　ｓｉｇｎｉｉｆｃａｎｔｌｙ　ｌｏｗｅｒ　ｐｏｌｙｐｈｅｎｏｌｓ，Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，ｔｈｅ　ｔｒｉｔｉｅａｌｅ　ｂｅｅｒ　ｈａｄ　ｌｏｎｇｅｒ　ｆｏａｍ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ　ａｎｄ　ｕｎｉｑｕｅ　ｆｌａｖｏｒ．Ｔｈｅ　ｄａｔａ　ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ　ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｗｏｒｋ　ｓｔｒｏｎｇｌｙ　ｉｎｄｉｃａｔｅ　ｔｈａｔ　ｔｉｒｔｉｅａｌｅ　ｉｓ　ｂｉｇｈｌｙ　ｓｕｉｔａｂｌｅ　ｔｏ　ｓｅｒｖｅ　ａｓ　ａ　ｂｒｅｗｉｎｇ　ａｄｊｕｎｃｔ．　ＫＥＹ　ＷＯＲＤＳ：ｔｒｉｌｉｃａｌｅ，ｂｒｅｗｉｎｇ　ａｄｊｕｎｃｔ，ｂｅｅｒ　・　９９　・