啤酒釀造過程β-葡聚糖的影響
淺述啤酒釀造過程β-葡聚糖的影響
在啤酒釀造過程中，經常會遇到麥汁或啤酒過濾困難的情況，其中比較敏感的因素之一是β-葡聚糖的含量。由于β-葡聚糖的水溶液粘性極高，若在糖化過程有大量的β-葡聚糖釋放和分解，將導致醪液粘度上升，麥汁或啤酒過濾速度緩慢，大大降低生產效率。并且β-葡聚糖含量過高的啤酒也影響其非生物穩定性，使啤酒易發生渾濁。筆者就生產過程影響β-葡聚糖的浸出因素進行了系統的概述，以供同行參考。
1.原料因素影響β-葡聚糖含量
1.1β-葡聚糖主要來源于釀造用麥芽。大麥中β-葡聚糖是組成大麥麥膠物質及半纖維素的主要成分，約占70%左右，它主要存在于胚乳細胞壁中，少量存在于谷皮中。不同地區、不同品種的大麥其含量存在一定的差異，氣候干旱地區和播種較晚的麥粒β-葡聚糖含量較高，六棱大麥比二棱大麥β-葡聚糖含量高。大麥β-葡聚糖以多種結構存在，但都是有β-D-葡聚糖通過β-1，3鍵和β-1，4鍵連接而成的直鏈狀多糖，其分子結構的不規則以及高分子量，導致呈現水溶性粘度較大的特征。
2.糖化過程β-葡聚糖的影響
2.1溶解不好的麥芽，β-葡聚糖分解不完全，含量較高，糖化所產生的麥汁由于高含量的β-葡聚糖而使麥汁的粘度增加，影響麥汁的過濾。若溶解較差的麥芽可在糖化時添加外購β-葡聚糖酶，它的最佳作用溫度一般在60℃—70℃，有利于60℃以上時，溶出的β-葡聚糖進一步降解，最終得到的分解產物是低分子β-葡聚糖和纖維二糖。
2.2使用不均一的麥芽，β-葡聚糖含量可能會有所增加。
2.3采用低溫長時間進行蛋白質休止過程，雖然有利于β-葡聚糖的分解和低分子氨基酸的累積，但由于時間長導致可溶性蛋白質過度降解，不利于啤酒的泡沫；隨著溫度的上升，在35℃進行浸出下料由于β-葡聚糖酶的分解成β-葡聚糖糊精和一些低分子物質，此時醪液粘度有所下降，隨著溫度在45℃—50℃，β-葡聚糖酶活力逐漸減弱，當溫度升到70℃時，β-葡聚糖酶基本失活，而β-葡聚糖此時又繼續釋放，導致β-葡聚糖含量呈上升的趨勢。
2.4粉碎時，細粉碎能使麥芽頂部堅硬的部分在休止過程得到充分分解，溶出較多的β-葡聚糖。
2.5糖化產生過多的β-葡聚糖能與多酚化合物、蛋白質等結合使后期啤酒出現“冷凍渾濁”，不利于啤酒的非生物穩定性。
2.6適量的β-葡聚糖的存在，是構成啤酒酒體和泡沫性能的主要成分，在糖化醪液中，若顆粒自由運動，顆粒形態保持不變，若有外力作用，如泵或攪拌器葉片的旋轉速度遠遠高于液體旋轉速度時，顆粒形態將發生改變，并出現破裂，特別是在葉輪渦流邊緣，管道的彎曲處，管道的粗糙表面及泵的出口方向易形成此種外力，通常稱為“剪切力”，分子間存在的剪切力將醪液中無規則的β-葡聚糖分子擴散，聯結在一起，通過氫鍵形成β-葡聚糖螺旋體凝膠，從而導致麥汁和啤酒過濾的困難。超過57℃后，由于各種葡聚糖復合體已經失活或偏離最佳作用環境，大分子和小分子的葡聚糖并存于醪液中，不能再分解，此時必須采用低速攪拌，否則上述分子會通過氫鍵生成β-葡聚糖膠體物質。
2.7如果麥芽脆度值超過80%或按協定糖化制麥汁的粘度在1.51mpa.s—1.63mpa.s之間，則說明β-葡聚糖分解良好。
2.8 較低的pH值可明顯促進蛋白質的分解和增加游離氨基酸的含量，使β-葡聚糖分解比較好，有利于麥汁過濾。
2.9高濃度的麥汁更易造成β-葡聚糖高且過濾困難。
糖化過程影響β-葡聚糖分解的部分指標（見表1）
不同麥汁、不同粉碎度麥汁中β-葡聚糖含量（見表2）
1.原料因素影響β-葡聚糖含量
1.1β-葡聚糖主要來源于釀造用麥芽。大麥中β-葡聚糖是組成大麥麥膠物質及半纖維素的主要成分，約占70%左右，它主要存在于胚乳細胞壁中，少量存在于谷皮中。不同地區、不同品種的大麥其含量存在一定的差異，氣候干旱地區和播種較晚的麥粒β-葡聚糖含量較高，六棱大麥比二棱大麥β-葡聚糖含量高。大麥β-葡聚糖以多種結構存在，但都是有β-D-葡聚糖通過β-1，3鍵和β-1，4鍵連接而成的直鏈狀多糖，其分子結構的不規則以及高分子量，導致呈現水溶性粘度較大的特征。
2.糖化過程β-葡聚糖的影響
2.1溶解不好的麥芽，β-葡聚糖分解不完全，含量較高，糖化所產生的麥汁由于高含量的β-葡聚糖而使麥汁的粘度增加，影響麥汁的過濾。若溶解較差的麥芽可在糖化時添加外購β-葡聚糖酶，它的最佳作用溫度一般在60℃—70℃，有利于60℃以上時，溶出的β-葡聚糖進一步降解，最終得到的分解產物是低分子β-葡聚糖和纖維二糖。
2.2使用不均一的麥芽，β-葡聚糖含量可能會有所增加。
2.3采用低溫長時間進行蛋白質休止過程，雖然有利于β-葡聚糖的分解和低分子氨基酸的累積，但由于時間長導致可溶性蛋白質過度降解，不利于啤酒的泡沫；隨著溫度的上升，在35℃進行浸出下料由于β-葡聚糖酶的分解成β-葡聚糖糊精和一些低分子物質，此時醪液粘度有所下降，隨著溫度在45℃—50℃，β-葡聚糖酶活力逐漸減弱，當溫度升到70℃時，β-葡聚糖酶基本失活，而β-葡聚糖此時又繼續釋放，導致β-葡聚糖含量呈上升的趨勢。
2.4粉碎時，細粉碎能使麥芽頂部堅硬的部分在休止過程得到充分分解，溶出較多的β-葡聚糖。
2.5糖化產生過多的β-葡聚糖能與多酚化合物、蛋白質等結合使后期啤酒出現“冷凍渾濁”，不利于啤酒的非生物穩定性。
2.6適量的β-葡聚糖的存在，是構成啤酒酒體和泡沫性能的主要成分，在糖化醪液中，若顆粒自由運動，顆粒形態保持不變，若有外力作用，如泵或攪拌器葉片的旋轉速度遠遠高于液體旋轉速度時，顆粒形態將發生改變，并出現破裂，特別是在葉輪渦流邊緣，管道的彎曲處，管道的粗糙表面及泵的出口方向易形成此種外力，通常稱為“剪切力”，分子間存在的剪切力將醪液中無規則的β-葡聚糖分子擴散，聯結在一起，通過氫鍵形成β-葡聚糖螺旋體凝膠，從而導致麥汁和啤酒過濾的困難。超過57℃后，由于各種葡聚糖復合體已經失活或偏離最佳作用環境，大分子和小分子的葡聚糖并存于醪液中，不能再分解，此時必須采用低速攪拌，否則上述分子會通過氫鍵生成β-葡聚糖膠體物質。
2.7如果麥芽脆度值超過80%或按協定糖化制麥汁的粘度在1.51mpa.s—1.63mpa.s之間，則說明β-葡聚糖分解良好。
2.8 較低的pH值可明顯促進蛋白質的分解和增加游離氨基酸的含量，使β-葡聚糖分解比較好，有利于麥汁過濾。
2.9高濃度的麥汁更易造成β-葡聚糖高且過濾困難。
糖化過程影響β-葡聚糖分解的部分指標（見表1）
不同麥汁、不同粉碎度麥汁中β-葡聚糖含量（見表2）
3.β-葡聚糖含量對發酵的影響
3.1麥汁進入發酵罐中，β-葡聚糖基本上不參與發酵，由于其分子量較大，且受到冷凝固物和酵母沉降的影響，發酵液中的β-葡聚糖含量會降低，到發酵液成熟后，β-葡聚糖一般不再發生變化。
3.2在發酵過程中，β-葡聚糖可能與蛋白質、多酚物質集合形成沉淀，同時還可以使酵母早期沉積，影響發酵和雙乙酰還原，帶負電荷的β-葡聚糖還可以吸附陽離子產生沉淀，形成酒體渾濁。
3.3高濃發酵過程，由于β-葡聚糖含量相對較高，進一步影響啤酒的過濾。
3.4麥芽中的β-葡聚糖含量過高，表明細胞壁分解不完全，會造成酵母的營養不足，影響發酵的進行。
4.β-葡聚糖對啤酒泡沫及啤酒非生物穩定性的影響
4.1β-葡聚糖是啤酒酒體和泡沫的重要組成物質，適量的β-葡聚糖可以使啤酒風味醇厚和泡沫穩定。β-葡聚糖含量大于150ppm時就會容易引起渾濁。在成品酒中β-葡聚糖含量控制在30ppm—90ppm之間比較合適。
5.β-葡聚糖檢測時的注意事項
5.1配制β-葡聚糖標準溶液后應盡量在較短時間內使用。
5.中國酒業風向標華夏酒報郵發代號23-189當地郵局可訂閱2在實驗過程中，20℃反應10分鐘后要立即進行吸光度的檢測。
