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大麦芽
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大麦籽粒主要由胚、胚乳、谷皮三部分组成。
*胚
:是大麦有生命的部分,是大麦生长发芽最重要的部分。胚约占麦粒干物质的2%~5%,胚中含有低分子[[糖]]类、脂肪、蛋白质、矿物质和维生素,作为胚开始发芽的营养物质。当胚开始发芽时,由胚中形成各种酶,渗透到胚乳中,使胚乳溶解,通过上皮层再将胚乳内的营养物质传送给生长的胚,以提供胚芽生长的养料。,胚中含有低分子糖类、脂肪、蛋白质、矿物质和维生素,作为胚开始发芽的营养物质。当胚开始发芽时,由胚中形成各种酶,渗透到胚乳中,使胚乳溶解,通过上皮层再将胚乳内的营养物质传送给生长的胚,以提供胚芽生长的养料。
*胚乳
:胚乳是胚的营养库,由淀粉、蛋白质、脂肪等组成,约占麦粒质量的80%~85%,在发芽过程中,胚乳成分不断地分解成小分子[[糖]]和氨基酸等,部分供给胚做营养,合成新的物质;部分供给呼吸消耗,产生CO2和水,并散发出热量,当胚持续有生命的时候,胚乳物质就会不断分解与转化。,在发芽过程中,胚乳成分不断地分解成小分子糖和氨基酸等,部分供给胚做营养,合成新的物质;部分供给呼吸消耗,产生CO2和水,并散发出热量,当胚持续有生命的时候,胚乳物质就会不断分解与转化。
*皮层
:大麦从外到里分别由麦皮、果皮和种皮组成,其质量约占大麦干物质的7%~13%,主要由纤维素组成,还有硅酸、多酚、类脂和一定量的蛋白化合物,其中硅酸和苦味物质等有害于啤酒的口味,但皮壳在麦汁制备时,可以作为麦汁过滤层而被利用。皮壳的组成大多数都是非水溶性的。
''有两种不同的结构,直链淀粉和支链淀粉:''
[[文件:支链淀粉与支链淀粉.jpg]]
=====直链淀粉=====
大麦淀粉一般含有直链淀粉17%~24%,直链淀粉一般处于淀粉颗粒的内层,由60~2000个葡萄糖残基以α-1,4糖苷键相连的螺旋状不分支长链,相对分子质量10000~500000。
由于支链淀粉结构的复杂性,因而它的分子质量是直链淀粉分子质量的10倍左右。支链淀粉大约含有0.23%的磷酸酯,它们以酯键的形式而相连,它与淀粉的[[糊化]]性能有关,即在加热时,形成黏性溶液。碘遇支链淀粉呈紫红色直至红色。
纤维素主要存在于谷皮中,微量存在于胚、果皮和种皮中,是细胞壁的支撑物,在配入内不存在纤维素。纤维素如同半纤维素一样,也是由葡萄糖单元相互以β-1,4糖苷键相连的高分子物质,纤维素基础物质不是麦芽糖,而是纤维二糖。纤维素无色无味,很难与其他试剂进行反应,不溶于水,对酶的分解有相当大的抵抗力。纤维素在麦粒中不参与新陈代谢,仍保留于谷皮中,在制麦过程中它根本没有任何变化,在麦汁过滤时作为过滤介质。在化验分析时作为原纤维,其含量占大麦干物质的3.5%~7%。
*半纤维素和麦胶物质
:*麦胶物质
::水溶性的麦胶物质占麦粒干物质的2%,主要包括:以葡萄糖单独构成的β-葡聚糖、以阿拉伯糖和木糖构成的戊聚糖、微量半乳糖、甘露糖和糖醛酸。它的分子质量比胚乳半纤维素低,但在化学组成上无区别。麦胶物质的检测可根据在热水(40℃)中的溶解度或先借助于木瓜蛋白酶浸出,在借助于硫酸铵的析出沉淀而进行。由于它的高黏性,因此对啤酒泡沫和口感的圆润有利。半纤维素和麦胶物质可通过一系列酶而得以分解。由于细胞膜的溶解或网孔状,以及由此而导致的框架物变松软,因此麦胶就失去了它的坚硬性而变得能搓磨了。所形成的分解物,一部分供给发芽时的呼吸用,一部分合成根芽和叶芽,剩余的部分则储存于麦芽内(有利于提高麦芽浸出率)。
大麦中含有少量的低分子糖类,存在于胚和糊粉层中,主要是蔗糖,约占大麦干物质的2%,棉籽糖约为蔗糖的1/3。另外还有少量的麦芽糖、葡萄糖和果糖。大麦发芽初始阶段,由于大麦颗粒中所含的酶少、活性低,不能大量水解相应底物生成小分子物质,胚只能利用这些低分子物质进行合成代谢,因此,这些低分子糖类在大麦开始发芽阶段起着重要的作用。
*植酸酶,最适温度:30~52℃,最适ph值:5.0~5.5
:植酸酶能将磷酸残基从植酸上水解下来,因此破坏了植酸对矿物元素强烈的亲和力,所以说植酸酶能增加矿物元素的营养效价,而且由于释放出的钙离子可参加交联或其他反应中去,从而改变了植物性食品的质地。在糖化工艺中,主要是为了降低醪液的酸度,如果麦芽质量不好则可以采用植酸休止(一般情况下很少使用)。
*磷酸酯酶
:大麦中含有此酶,主要在发芽期间将细胞中的有机磷酸盐分解为相应的无机磷酸盐。
在大麦颗粒中,含氮物质大部分是以高分子蛋白颗粒存在。大麦蛋白质含量一般为8%~16%,虽仅有1/3的蛋白质进入啤酒中,但蛋白质对于啤酒酿造的影响是非常大的,特别是对大麦的可制麦性、酵母营养、啤酒泡沫、啤酒口味和啤酒稳定性至关重要。同时,蛋白质含量的增加量与麦芽浸出率的减少量成正比。蛋白质是植物通过吸收铵中的氮和有机酸而合成的。此有机酸是碳水化合物的氧化分解的中间产物。构成蛋白质的最基本单元是氨基酸。
*大麦蛋白质的化学组成
:蛋白质是由多个氨基酸结合在一起的高分子化合物,这种结合是一个氨基酸的氨基与另外一个氨基酸的羧基以肽键连接的,两个氨基酸连接在一起称为二肽,多个氨基酸连接在一起称为多肽。
:大麦蛋白质含量的高低取决于品种,特别是环境因素。尤其是在生长、成熟期间的气候条件、大麦生长时间、前轮作物情况、施肥等情况对大麦蛋白质含量有重大的影响。大麦颗粒内部构造也很重要。玻璃质状麦粒的蛋白质含量在大多数时候比粉状粒要高。
:胚乳的玻璃质状性在一定条件下取决于蛋白质含量;在不利的气候条件下,例如在生长期间和成熟期间气候很热很干燥,则蛋白质丰富的大麦大多呈玻璃质状;在较好的气候下,则此蛋白质丰富可以呈粉状。玻璃质状性比例很大的麦粒,其大麦醇溶蛋白含量较多。在同等生长气候条件下,不同的大麦品种,其蛋白质含量是明显不同的。
大麦中含有多种酚类物质,其含量只有大麦干物质的0.1%~0.3%,主要存在于麦皮和糊粉层中。大麦酚类物质的含量与品种有关,也受生长条件的影响,一般蛋白质含量越低的大麦,其分多酚物质的含量就越高。一般麦汁中多酚物质的80%来自于麦芽。大麦酚类物质含量虽少,却对啤酒的色泽、泡沫、风味和非生物稳定性等影响很大。其中简单的酚酸类,如羰基安息香酸、香草酸、咖啡酸和香豆素等大都存在于谷皮中,对发芽有抑制作用,浸麦时被浸出,有利于发芽和啤酒风味,提高啤酒的非生物稳定性。
对于啤酒酿造而言,在结构上具有磺烷基的多酚物质是对啤酒质量危害最大的,如花色苷、儿茶酸、花青素、翠雀素等。这些物质经过缩合和氧化以后,具有单宁性质,易与蛋白质起交联作用而沉淀出来,是造成啤酒胶体浑浊的主要原因。但如果这一反应发生于麦汁制备、麦汁煮沸或发酵过程中,则可将某些凝固性蛋白质沉淀而除去,有利于提高啤酒的非生物稳定性。
大麦中的磷酸盐含量主要取决于大麦品种,自然也与磷肥使用量有关,它的正常值一般为260~350mg磷/100g大麦干物质。大麦所含磷酸盐大约50%为植酸钙镁,约占大麦干物质的0.9%。磷酸基和镁离子都对大麦的发芽起着重要的生理促进作用,有机磷酸盐在发芽过程中水解,形成第一磷酸盐和大量缓冲物质,糖化时,进入麦汁中,对麦汁具有缓冲作用,促进麦汁及啤酒中的酸水平保持恒定。另外,磷酸盐是酵母发酵过程中不可缺少的物质,对酵母的发酵起着重要作用。
在糖化过程中,磷酸盐的水解与蛋白质水解同时进行,在酸性磷酸酯酶的作用下,麦芽中的一部分为溶解的有机磷酸盐被分解,游离出的磷酸继续反应生成第一磷酸盐,使糖化醪的酸度升高,ph下降,有利于糖化的顺利进行。在啤酒发酵的过程中,有机磷化合物也起着很重要的作用,是酵母发酵不可缺少的物质,例如它们参与了蛋白质的合成,同时也参与了能量的转化。可以说,没有磷酸盐就不能进行酒精发酵。
====硅酸盐====麦皮中含量特别丰富,淀粉中也有,它呈胶体溶解,啤酒浑浊时总能发现硅酸盐。 ====无机盐(矿物质)=====
大麦中的矿物质含量为大麦干物质的2.5%~3.5%。依据施肥状况、气候条件、土壤情况的不同,各种矿物质的含量则有所波动。这些矿物质对发芽、发酵都具有重大的意义。尽管这些矿物质可通过麦粒的灰分来测定,但是约有80%存在于化合物中。在正常发芽过程以及糖化工艺中,这些与无机基团相连的有机物被分解成各种组分。
一些微量矿物质对生化反应同样有着重大的影响,比如麦粒中的锌离子、镁离子、铜离子,缺乏矿物质时,酵母的生长繁殖就会收到严重的抑制,导致发酵迟缓。因此在有些生产工艺中,人们会考虑在酵母接种之前,给麦汁中加入适当的锌离子。而相反,含量过高,又会使酵母的形态、数量以及代谢发生变化,有时还会出现啤酒浑浊现象。
=酿造用大麦的质量标准=
::千粒重与浸出物含量成正比,千粒重高,浸出物高;千粒重低,浸出物低。我国二棱大麦千粒重约36~48g,四棱、六棱大麦千粒重约28~40g。
:*百升质量
::即100L大麦籽粒的质量,轻的为63~35kg,中等的为6565kg,中等的为65~68kg,重的为68~72kg。百升质量大的大麦籽粒比较饱满,浸出物含量也高。
:*发芽力和发芽率
::发芽力是指大麦在18~20℃发芽3天后,发芽麦粒占总卖力的百分数,发芽力表示大麦发芽的均衡性。
::大麦淀粉含量应在60%~65%(占干物质)以上,淀粉含量越高,蛋白质含量则越少,浸出物就越多,麦汁收得率也就越高。优质麦芽浸出率应为78%~82%
:*糖化时间
::糖化时间为采用标准协定法糖化法时温度达到70℃碘试颜色反应完全的时间,参考指标:浅色麦芽正常值10糖化时间为采用标准[[协定糖化]]法时温度达到70℃碘试颜色反应完全的时间,参考指标:浅色麦芽正常值10~15分钟;深色麦芽正常值20~30分钟
:*色度
::色度指未煮沸的标准协定法糖化法麦汁的色度。参考指标:浅色麦芽正常值2色度指未煮沸的标准[[协定糖化]]法麦汁的色度。参考指标:浅色麦芽正常值2.5~4.5EBC;中等色度麦芽正常值5.0~8.0EBC;深色麦芽正常值9.5~15EBC
:*粗细粉差
::粗细粉差反应麦芽的溶解程度,此值越小,说明浸出率越高,糖化速度越快,但过小又说明溶解过度。采用EBC粉碎机评价如下:<1.5优秀;1.5~1.8好;1.9~2.4一般;2.5~3.2差;>3.2特差