第四节 麦芽汁煮沸 一、麦芽汁煮沸的目的与作用 糖化后的麦汁必须经过强烈的煮沸，并加入酒花制品，成为符合啤酒质量要求的定型麦 汁。 1．蒸发多余水分，使混合麦汁通过煮沸、蒸发、浓缩到规定的浓度。 2．破坏全部酶的活性，防止残余的α－淀粉酶继续作用，稳定麦汁的组成成分。 3．通过煮沸，消灭麦汁中存在的各种有害微生物，保证最终产品的质量。 4．浸出酒花中的有效成份(软树脂、单宁物质、芳香成分等)，赋予麦汁独特的苦味和香味，提 高麦汁的生物和非生物稳定性。 5．使高分子蛋白质变性和凝固析出，提高啤酒的非生物稳定性。 6．降低麦汁的 pH 值，麦汁煮沸时，水中钙离子和麦芽中的磷酸盐起反应，使麦芽汁的 pH 降低， 利于球蛋白的折出和成品啤酒 pH 值的降低，对啤酒的生物和非生物稳定性的提高有利。 7．还原物质的形成，在煮沸过程中，麦汁色泽逐步加深，形成了一些成分复杂的还原物质，如 类黑素等。对啤酒的泡沫性能以及啤酒的风味稳定性和非生物稳定性的提高有利。 8．挥发出不良气味，把具有不良气味的碳氢化合物，如香叶烯等随水蒸汽的挥发而逸出，提高 麦汁质量。 二、麦芽汁煮沸的方法 1．传统煮沸方法 传统煮沸方法即传统的间歇常压煮沸方法，国内大多中小企业均采用这种方法。传统的间 歇常压煮沸方法，设备如图 3-4-1 所 示
第四节 麦芽汁煮沸 一、麦芽汁煮沸的目的与作用 糖化后的麦汁必须经过强烈的煮沸，并加入酒花制品，成为符合啤酒质量要求的定型麦 汁。 1．蒸发多余水分，使混合麦汁通过煮沸、蒸发、浓缩到规定的浓度。 2．破坏全部酶的活性，防止残余的α－淀粉酶继续作用，稳定麦汁的组成成分。 3．通过煮沸，消灭麦汁中存在的各种有害微生物，保证最终产品的质量。 4．浸出酒花中的有效成份(软树脂、单宁物质、芳香成分等)，赋予麦汁独特的苦味和香味，提 高麦汁的生物和非生物稳定性。 5．使高分子蛋白质变性和凝固析出，提高啤酒的非生物稳定性。 6．降低麦汁的 pH 值，麦汁煮沸时，水中钙离子和麦芽中的磷酸盐起反应，使麦芽汁的 pH 降低， 利于球蛋白的折出和成品啤酒 pH 值的降低，对啤酒的生物和非生物稳定性的提高有利。 7．还原物质的形成，在煮沸过程中，麦汁色泽逐步加深，形成了一些成分复杂的还原物质，如 类黑素等。对啤酒的泡沫性能以及啤酒的风味稳定性和非生物稳定性的提高有利。 8．挥发出不良气味，把具有不良气味的碳氢化合物，如香叶烯等随水蒸汽的挥发而逸出，提高 麦汁质量。 二、麦芽汁煮沸的方法 1．传统煮沸方法 传统煮沸方法即传统的间歇常压煮沸方法，国内大多中小企业均采用这种方法。传统的间 歇常压煮沸方法，设备如图 3-4-1 所 示
图 3-4-1 间歇常压煮 沸锅 2．体内加热煮沸法（内加热式煮沸锅） 体内加热煮沸即内加热式煮沸法，设备如图 3-4-2 所示。此法属加压煮沸，即在 0.11～ 0.12Mpa 的压力下进行煮沸，煮沸温度约 102℃～110℃，最高可达 120℃。第一次酒花加入后开 放煮沸 10min，排出挥发物质，然后将锅密闭，使温度在 15min 升至 104℃～110℃煮沸 15～25min， 之后在 10～15min 内降至大气压力，加入二次酒花，总煮沸时间为 60～70min。此法可加速蛋白 质的凝固和酒花的异构化，利于二甲基硫及其前体物质的降低。它的优点是煮沸时间比传统方法 可缩短近 1/3，麦汁色度比较浅，麦汁中的氨基酸和维生素破坏的少，可提高设备的利用率，煮 沸时不产生泡沫，也不需要搅拌。它的缺点是内加热器清洗较困难，当蒸汽温度过高时，会出现 局部过热，导致麦汁色泽加深，口味变差
图 3-4-1 间歇常压煮 沸锅 2．体内加热煮沸法（内加热式煮沸锅） 体内加热煮沸即内加热式煮沸法，设备如图 3-4-2 所示。此法属加压煮沸，即在 0.11～ 0.12Mpa 的压力下进行煮沸，煮沸温度约 102℃～110℃，最高可达 120℃。第一次酒花加入后开 放煮沸 10min，排出挥发物质，然后将锅密闭，使温度在 15min 升至 104℃～110℃煮沸 15～25min， 之后在 10～15min 内降至大气压力，加入二次酒花，总煮沸时间为 60～70min。此法可加速蛋白 质的凝固和酒花的异构化，利于二甲基硫及其前体物质的降低。它的优点是煮沸时间比传统方法 可缩短近 1/3，麦汁色度比较浅，麦汁中的氨基酸和维生素破坏的少，可提高设备的利用率，煮 沸时不产生泡沫，也不需要搅拌。它的缺点是内加热器清洗较困难，当蒸汽温度过高时，会出现 局部过热，导致麦汁色泽加深，口味变差
图 3-4-2 内加热 式煮沸锅 3．体外加热煮沸法 体外加热煮沸也称为外加热煮沸法，又称低压煮沸。它是用体外列管式或薄板热交换器与 麦汁煮沸锅结合起来，把麦汁从煮沸锅中用泵抽出，在 0.2～0.25kPa 条件下，通过热交换器加 热至 102～110℃后，再泵回煮沸锅，可进行 7～12 次的循环。煮沸温度可用热交换器出口的节 流阀控制。当麦汁用泵送回煮沸锅时，压力急剧降低，水分很快随之蒸发，达到麦汁浓缩的目的。 其优点是由于温度的提高，蛋白质凝固效果好（最终麦汁的可溶性氮的含量可降低 2.0mg/100mL 以下），煮沸时间可缩短 20%～30%（为 50～70 min），因而可节能并提高α－酸的异构化及酒 花的利用率，利于不良气味物质的蒸发，使麦汁 pH 值降低、色泽浅、口味纯正。缺点是耗电量 大，局部过热也会加深麦汁色泽。 4 .低压动态煮沸 特点： ①总蒸发量 4~5%，麦汁煮沸时间约 50 分钟； ②8 次"气提"（压力在 50~150mbar 升降）形成动态煮沸，更有效的去除 DMS 等不良风味物质； ③麦汁热负荷（TBA）低，还原性物质损失少； ④低的蒸发强度同样有效降低可凝固蛋；
图 3-4-2 内加热 式煮沸锅 3．体外加热煮沸法 体外加热煮沸也称为外加热煮沸法，又称低压煮沸。它是用体外列管式或薄板热交换器与 麦汁煮沸锅结合起来，把麦汁从煮沸锅中用泵抽出，在 0.2～0.25kPa 条件下，通过热交换器加 热至 102～110℃后，再泵回煮沸锅，可进行 7～12 次的循环。煮沸温度可用热交换器出口的节 流阀控制。当麦汁用泵送回煮沸锅时，压力急剧降低，水分很快随之蒸发，达到麦汁浓缩的目的。 其优点是由于温度的提高，蛋白质凝固效果好（最终麦汁的可溶性氮的含量可降低 2.0mg/100mL 以下），煮沸时间可缩短 20%～30%（为 50～70 min），因而可节能并提高α－酸的异构化及酒 花的利用率，利于不良气味物质的蒸发，使麦汁 pH 值降低、色泽浅、口味纯正。缺点是耗电量 大，局部过热也会加深麦汁色泽。 4 .低压动态煮沸 特点： ①总蒸发量 4~5%，麦汁煮沸时间约 50 分钟； ②8 次"气提"（压力在 50~150mbar 升降）形成动态煮沸，更有效的去除 DMS 等不良风味物质； ③麦汁热负荷（TBA）低，还原性物质损失少； ④低的蒸发强度同样有效降低可凝固蛋；
⑤低的蒸发量及煮沸锅热能回收较常规煮沸锅节能源 40%以上； ⑥二次蒸汽及冷凝水回收使用，环保无污染。 注："气提"－通过降低煮沸锅内压力，使麦汁处于"过沸"状态，强化煮沸效果。 三、麦汁煮沸过程中的变化 1．水分蒸发 麦汁经过煮沸使水分蒸发，麦汁浓度亦随之增大。蒸发的快慢与麦汁的煮沸强度有关，煮沸 强度大，水分蒸发就快，反之就慢。此外，还与煮沸时间有关，煮沸时间长，说明洗糟水使用量 大，需要蒸发的水分多，在一定煮沸强度下，意味着消耗的热能多，尽管洗糟水多会一定程度提 高浸出物收得率，但并不经济，这是需要认真考虑的问题，一般啤酒厂家都将混合麦汁浓度控制 在低于终了麦汁浓度的 2～3%。 2．蛋白质的凝聚析出 蛋白质的凝聚是麦汁在煮沸过程中最重要的变化。蛋白质的凝聚质量直接影响麦汁的组成， 进而影响酵母发酵以及啤酒的口味、醇厚性和稳定性。 蛋白质的凝聚可分为蛋白质的变性和变性蛋白质的凝聚二个过程。 麦汁中的蛋白质在未经煮沸前，外围包有水合层，有秩序地排列着，具有胶体性质，处于一 定的稳定状态。当麦汁被煮沸时，由于温度、pH、多元酚和多价离子的作用，蛋白质外围失去了 水合层，由有秩序状态变为无秩序状态，仅靠自身的电荷维持其不稳定的胶体状态。当带正电荷 的蛋白质与带负电荷的蛋白质相遇时，两者聚合，先以细小的形式，继而不断增大而沉淀出来， 使麦汁中的可凝固性蛋白质变性并凝聚析出。 影响蛋白质凝聚的因素主要有以下几个方面： (1) 麦芽质量：麦芽质量好，麦芽中可溶性物质就多。因此，麦汁中可溶性多酚、单宁和花 色苷及蛋白质的含量就高，易于和蛋白质反应，使蛋白质在煮沸过程中被大量凝聚析出，煮沸效 果就越好。 (2) 煮沸时间：麦汁煮沸时间对蛋白质凝聚影响较大，适宜的煮沸时间能形成较大的热凝固物 颗，而过长的煮沸时间会使热凝固物颗粒被打碎，较容易保留在麦汁中，对发酵产生不利的影响。 经验证明，煮沸时间在 90 min 以内，可溶性氮含量随着煮沸时间的延长而明显减少。 (3) 煮沸强度：煮沸强度越大，麦汁的运动越激烈，产生的气泡越多，比表面积越大，易于使 变性蛋白质及蛋白质丹宁复合物在气泡表面接触凝聚而沉降析出
⑤低的蒸发量及煮沸锅热能回收较常规煮沸锅节能源 40%以上； ⑥二次蒸汽及冷凝水回收使用，环保无污染。 注："气提"－通过降低煮沸锅内压力，使麦汁处于"过沸"状态，强化煮沸效果。 三、麦汁煮沸过程中的变化 1．水分蒸发 麦汁经过煮沸使水分蒸发，麦汁浓度亦随之增大。蒸发的快慢与麦汁的煮沸强度有关，煮沸 强度大，水分蒸发就快，反之就慢。此外，还与煮沸时间有关，煮沸时间长，说明洗糟水使用量 大，需要蒸发的水分多，在一定煮沸强度下，意味着消耗的热能多，尽管洗糟水多会一定程度提 高浸出物收得率，但并不经济，这是需要认真考虑的问题，一般啤酒厂家都将混合麦汁浓度控制 在低于终了麦汁浓度的 2～3%。 2．蛋白质的凝聚析出 蛋白质的凝聚是麦汁在煮沸过程中最重要的变化。蛋白质的凝聚质量直接影响麦汁的组成， 进而影响酵母发酵以及啤酒的口味、醇厚性和稳定性。 蛋白质的凝聚可分为蛋白质的变性和变性蛋白质的凝聚二个过程。 麦汁中的蛋白质在未经煮沸前，外围包有水合层，有秩序地排列着，具有胶体性质，处于一 定的稳定状态。当麦汁被煮沸时，由于温度、pH、多元酚和多价离子的作用，蛋白质外围失去了 水合层，由有秩序状态变为无秩序状态，仅靠自身的电荷维持其不稳定的胶体状态。当带正电荷 的蛋白质与带负电荷的蛋白质相遇时，两者聚合，先以细小的形式，继而不断增大而沉淀出来， 使麦汁中的可凝固性蛋白质变性并凝聚析出。 影响蛋白质凝聚的因素主要有以下几个方面： (1) 麦芽质量：麦芽质量好，麦芽中可溶性物质就多。因此，麦汁中可溶性多酚、单宁和花 色苷及蛋白质的含量就高，易于和蛋白质反应，使蛋白质在煮沸过程中被大量凝聚析出，煮沸效 果就越好。 (2) 煮沸时间：麦汁煮沸时间对蛋白质凝聚影响较大，适宜的煮沸时间能形成较大的热凝固物 颗，而过长的煮沸时间会使热凝固物颗粒被打碎，较容易保留在麦汁中，对发酵产生不利的影响。 经验证明，煮沸时间在 90 min 以内，可溶性氮含量随着煮沸时间的延长而明显减少。 (3) 煮沸强度：煮沸强度越大，麦汁的运动越激烈，产生的气泡越多，比表面积越大，易于使 变性蛋白质及蛋白质丹宁复合物在气泡表面接触凝聚而沉降析出
(4) 煮沸温度：煮沸温度对蛋白质影响较大，麦汁在高温下煮沸，有利于蛋白质的凝聚析出。 (5) 酒花制品：酒花制品对蛋白质的凝聚具有重要意义。酒花制品中的丹宁和丹宁色素均带 负电荷，极易与带正电荷的蛋白质发生中和而生成丹宁－蛋白质的复合物。酒花丹宁比大麦丹宁 活泼，可将不能被大麦丹宁析出的蛋白质以及难以凝固或不凝固的蛋白质凝固析出。 (6)pH 值：煮沸时麦汁的 pH 值越低，越接近蛋白质的等电点 pH5.2 时，蛋白质与大麦多酚和 酒花多酚就越易形成蛋白质多元酚复合物（统称丹宁蛋白质复合物）而凝固析出，从而降低麦汁 的色泽，改善啤酒的口味，提高啤酒的非生物稳定性。 3．麦汁色度上升 麦汁煮沸过程中，由于类黑素的形成以及多酚物质的氧化使麦汁的色度不断上升，煮沸后麦 汁的色度明显高于混合麦汁的色度，但在发酵过程中色度会有所降低。 4．麦汁酸度增加 煮沸时形成的类黑素和从酒花中溶出的苦味酸等酸性物质，以及磷酸盐的分离和 Ca2+、Mg2+ 的增酸作用，使麦汁的酸度上升，pH 值下降。其下降幅度与麦芽溶解度、麦芽焙焦温度以及酿 造用水有关，一般下降幅度为 0.1～0.2。pH 值值的降低，有利于丹宁蛋白质复合物的析出，可 使麦汁色度上升，使酒花苦味更细腻、纯正，它有利于酵母的生长，但会使酒花苦味的利用率降 低。 5．灭菌、灭酶 糖化过程中一些细菌进入麦汁中，如果不杀灭这些细菌，一旦进入发酵罐会使麦汁变酸， 麦汁煮沸过程可以杀灭麦汁中残留的所有微生物。 6．还原物质的形成 麦汁煮沸过程中，生成了大量还原性物质，如类黑素、还原酮等。还原物质的生成量与煮沸 时间成正相关增加。由于还原性物质能与氧结合而防止氧化，因此对保护啤酒的非生物稳定性起 着重要的作用。 7．麦汁中二甲基硫(DMS)含量的变化 与制麦过程一样，在麦汁煮沸过程中，DMS 的前体物质可以分解为 DMS-P 和游离的 DMS。煮沸 时间越长，煮沸强度越大，DMS-P 转变为 DMS 并被蒸发出去的量就越多，但由于煮沸时间不宜过 长(不超过 2h)，所以麦汁中还有 DMS-P 和 DMS 的存在。 8．酒花组分的溶解和转变 酒花中含有酒花树脂，酒花苦味物质，酒花油和酒花多酚物质。α－酸通过煮沸被异构化， 形成异α－酸，而比α－酸更易溶解于水，煮沸时间越长，α－酸异构化得率越高。β－酸在麦
(4) 煮沸温度：煮沸温度对蛋白质影响较大，麦汁在高温下煮沸，有利于蛋白质的凝聚析出。 (5) 酒花制品：酒花制品对蛋白质的凝聚具有重要意义。酒花制品中的丹宁和丹宁色素均带 负电荷，极易与带正电荷的蛋白质发生中和而生成丹宁－蛋白质的复合物。酒花丹宁比大麦丹宁 活泼，可将不能被大麦丹宁析出的蛋白质以及难以凝固或不凝固的蛋白质凝固析出。 (6)pH 值：煮沸时麦汁的 pH 值越低，越接近蛋白质的等电点 pH5.2 时，蛋白质与大麦多酚和 酒花多酚就越易形成蛋白质多元酚复合物（统称丹宁蛋白质复合物）而凝固析出，从而降低麦汁 的色泽，改善啤酒的口味，提高啤酒的非生物稳定性。 3．麦汁色度上升 麦汁煮沸过程中，由于类黑素的形成以及多酚物质的氧化使麦汁的色度不断上升，煮沸后麦 汁的色度明显高于混合麦汁的色度，但在发酵过程中色度会有所降低。 4．麦汁酸度增加 煮沸时形成的类黑素和从酒花中溶出的苦味酸等酸性物质，以及磷酸盐的分离和 Ca2+、Mg2+ 的增酸作用，使麦汁的酸度上升，pH 值下降。其下降幅度与麦芽溶解度、麦芽焙焦温度以及酿 造用水有关，一般下降幅度为 0.1～0.2。pH 值值的降低，有利于丹宁蛋白质复合物的析出，可 使麦汁色度上升，使酒花苦味更细腻、纯正，它有利于酵母的生长，但会使酒花苦味的利用率降 低。 5．灭菌、灭酶 糖化过程中一些细菌进入麦汁中，如果不杀灭这些细菌，一旦进入发酵罐会使麦汁变酸， 麦汁煮沸过程可以杀灭麦汁中残留的所有微生物。 6．还原物质的形成 麦汁煮沸过程中，生成了大量还原性物质，如类黑素、还原酮等。还原物质的生成量与煮沸 时间成正相关增加。由于还原性物质能与氧结合而防止氧化，因此对保护啤酒的非生物稳定性起 着重要的作用。 7．麦汁中二甲基硫(DMS)含量的变化 与制麦过程一样，在麦汁煮沸过程中，DMS 的前体物质可以分解为 DMS-P 和游离的 DMS。煮沸 时间越长，煮沸强度越大，DMS-P 转变为 DMS 并被蒸发出去的量就越多，但由于煮沸时间不宜过 长(不超过 2h)，所以麦汁中还有 DMS-P 和 DMS 的存在。 8．酒花组分的溶解和转变 酒花中含有酒花树脂，酒花苦味物质，酒花油和酒花多酚物质。α－酸通过煮沸被异构化， 形成异α－酸，而比α－酸更易溶解于水，煮沸时间越长，α－酸异构化得率越高。β－酸在麦