本发明涉及一种上面发酵型藜麦啤酒的制备方法，属于啤酒酿造
技术领域：
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背景技术：
：藜麦(学名:chenopodiumquinoawilld)原产于南美洲安第斯山区，是印加土著居民的主要传统食物，有5000-7000多年的种植历史，由于其具有独特的丰富、全面的营养价值，养育了印加民族，古代印加人称之为"粮食之母"。藜麦在1980年代被美国宇航局用于宇航员的太空食品。联合国粮农组织认为藜麦是唯一一种单体植物即可基本满足人体基本营养需求的食物，正式推荐藜麦为最适宜人类的完美的全营养食品。联合国将2013年宣布为国际藜麦年，以促进人类营养健康和食品安全，实现千年发展目标。藜麦的神奇之处不仅仅是富含人类需求的各类营养物质，更难得的是，藜麦做为植物却具有肉蛋类才有的接近人体氨基酸组成的优质蛋白质。藜麦是唯一的全谷全营养完全蛋白碱性食物，胚乳占种子的68％，且具有营养活性，蛋白质含量高达16％-22％(牛肉20％)，品质与奶粉及肉类相当，富含多种氨基酸，其中有人体必需的全部9种必需氨基酸，比例适当且易于吸收，尤其富含植物中缺乏的赖氨酸，钙、镁、磷、钾、铁、锌、硒、锰、铜等矿物质营养含量高，富含不饱和脂肪酸、类黄酮、b族维生素和维生素e、胆碱、甜菜碱、叶酸、α-亚麻酸、β-葡聚糖等多种有益化合物，膳食纤维素含量高达7.1％，胆固醇为0，不含麸质，低脂，低热量(305kcal/100g)，低升糖(gi升糖值35，低升糖标准为55)。藜麦属于易熟易消化食品，口感独特，有淡淡的坚果清香或者人参香，具有均衡补充营养、增强机体功能、修复体质、调节免疫和内分泌、提高机体应激能力、预防疾病、抗癌、减肥、辅助治疗等功效，适于所有群体食用，尤其适于高血糖、高血压、高血脂、心脏病等慢性病，以及婴幼儿、孕产妇、儿童、学生、老年人等特殊体质和生活不规律人群。长期食用，效果显著。目前现有技术中已有公开利用藜麦制备啤酒的报道。如中国专利文献cn106281924a公开了一种藜麦啤酒酿造技术，以藜麦为主要原料，经麦芽的制备、糖化、发酵制备得到。但该发明中的藜麦经过烘焙过程,致使出糖率降低,营养成分以及香气成分有所损失；糊化、糖化过程中淀粉、蛋白质等分解不完全；且口感、营养成分、澄清度等有待提高。又如，中国专利文献cn106560510a公开了一种浑浊型藜麦大米白啤酒的制备方法，以藜麦、粳米、糯米、芽体糙米、山药、小麦胚芽、黑麦为原料，将大米糯米蒸熟加甜酒曲发酵，得米酒；将藜麦、芽体糙米、黑麦蒸熟加山药、米酒磨浆；将浆料加啤酒酵母和蜂蜜糖化液二次发酵；经杀菌、过滤、离心、均质，气体混合，灌装杀菌，即得。该啤酒不添加色素和香精、甜味剂及防腐剂，营养健康；但该发明的藜麦要蒸成饭,然后冷却进行发酵,步骤复杂麻烦；所用原料较多，发酵条件复杂，成本较高，并且藜麦中的营养成分不能得到充分的利用。技术实现要素：针对现有技术存在的不足，本发明提供一种上面发酵型藜麦啤酒的制备方法。该制备工艺设计合理、易于实施、对原有啤酒生产设备不需改动；制备得到的啤酒具有清爽的芳香气、口感好，并且具有泡持性和丰富的啤酒泡沫，同时所制备的啤酒澄清，富有较高的营养成分以及良好的非生物稳定性；在具有啤酒原有风味及营养的同时，还具有降血压和血糖、改善血液循环、降低胆固醇、促进肠胃循环等保健功能。术语说明：下料温度：向经预处理的大麦芽和经预处理的藜麦混合物中加入水时，水的温度即为下料温度。本发明的技术方案如下：一种上面发酵型藜麦啤酒的制备方法，包括步骤：(1)麦汁的制备将大麦芽和藜麦分别进行预处理后，混合均匀；加入水、β-葡聚糖酶、乳酸和氯化钙，混合均匀后进行糖化，经过滤、洗槽，得糖化液；将所得糖化液煮沸85-95分钟，煮沸过程中添加酒花；煮沸结束后，冷却至70-80℃，加入卡拉胶和营养盐，混合均匀；冷却至18-25℃，得ph为5-6的麦汁；所述β-葡聚糖酶、乳酸(以纯物质质量计)和氯化钙质量比为0.0013-0.002:10:8-16；(2)发酵向步骤(1)得到的麦汁中通入氧气，使麦汁中的氧气含量为8-9mg/l；于18-22℃下接入酵母，得发酵液；于18-22℃主发酵6-8天，至发酵液的糖度降至3.5°p；封罐,在隔绝空气条件下，于4-6℃下发酵直至双乙酰含量≤0.1mg/l；然后温度降至0℃后，贮酒2-5周，即得藜麦啤酒。根据本发明优选的，步骤(1)中所述大麦芽的预处理方法为：将大麦芽粉碎成颗粒粒径为0.35-0.4mm的粉末。根据本发明优选的，步骤(1)中所述藜麦的预处理方法选自以下任意一种：将藜麦粉碎成颗粒粒径为0.35-0.4mm的粉末直接使用；或将藜麦粉碎成颗粒粒径为0.35-0.4mm的粉末后，加入水、乳酸、氯化钙，β-淀粉酶，混合均匀后，40-50℃保温10-20min,70℃保温15-20min，煮沸20-40min，得糊化液。优选的，藜麦的预处理方法中，所述藜麦与水的质量比为1:3-5；所述水、乳酸(以纯物质计)、β-淀粉酶和氯化钙的质量比为120:0.01-0.03:0.00005-0.00015:0.03-0.04；进一步优选的，所述藜麦与水的质量比为1:3.5-4，所述水、乳酸、β-淀粉酶和氯化钙的质量比为120:0.015-0.025:0.00005:0.035-0.038。根据本发明优选的，步骤(1)中所述大麦芽和藜麦的质量比为7:2-5；优选的，所述大麦芽和藜麦的质量比为7:3。根据本发明优选的，步骤(1)中所述糖化的条件为：下料温度为52-55℃，50-52℃保温30-60min，65-68℃保温30-60min，76-78℃保温10-15min，76-78℃静置20-40min。根据本发明优选的，所述乳酸是使用质量浓度为80％-100％的乳酸水溶液。根据本发明优选的，步骤(1)中所述大麦芽和藜麦的总质量与水、β-葡聚糖酶的质量比为100:250-400:0.00001-0.00002。根据本发明优选的，步骤(1)所述酒花的加入质量为大麦芽和藜麦的总质量的0.05-0.3:100。根据本发明优选的，步骤(1)所述卡拉胶、营养盐和酒花的质量比为10-15:250:50-270。根据本发明优选的，步骤(1)中所述酒花为苦型酒花或香型酒花中的一种或两种的组合；优选的，步骤(1)中所述酒花为苦型酒花和香型酒花的组合，所述苦型酒花和香型酒花的质量比为1:1。根据本发明优选的，步骤(1)中所述酒花在糖化液煮沸过程中分2-3次加入。优选的，步骤(1)中所述酒花在糖化液煮沸过程中分3次加入，分别在糖化液沸腾10min后添加酒花总质量的50％的苦型酒花，沸腾30min后添加酒花总质量的35％的香型酒花，沸腾结束前5min添加酒花总质量的15％的香型酒花。优选的，步骤(1)中所述酒花在糖化液煮沸过程中分2次加入，分别在糖化液沸腾10min后添加酒花总质量的50％的苦型酒花，沸腾结束前10min添加酒花总质量的50％的香型酒花。根据本发明，步骤(1)中所述营养盐的成分包括：1、矿物质盐(磷、钾、镁、硫等)，它们是酵母细胞主要矿物质成分、酶活性剂，同时也起到缓冲ph、调整生长环境的作用。2、重要元素锌盐，锌是酵母生长的必需离子，在实际生产中更需要补充，从而达到酵母生长旺盛和提高发酵力的目的，进而改进啤酒泡沫性。3、微量元素(钴、铜、铁、锰盐类)；4、痕量元素(铝、碘、硼等)，是多种酶的激活剂。根据本发明优选的，步骤(2)发酵液中所述酵母的浓度为0.5-2.5×107个/ml。根据本发明，步骤(2)中所述酵母死亡率＜5％，外观洁白细腻光滑，无杂菌，无异味；发酵过程中酵母最高浓度为5-7×107个/ml。根据本发明，藜麦和大麦芽在挑选时，要挑选粒大饱满、有光泽、颗粒均匀、不含杂质、香气浓郁的藜麦和大麦芽。本发明对藜麦进行糊化，可以使得淀粉颗粒吸水膨胀，当糊化温度升至一定温度后，藜麦细胞壁破裂，淀粉分子溶出，形成粘性糊化物，淀粉经过糊化后，醪液中的淀粉酶可以较好的将其分解，而未糊化淀粉的分解则需要很多天。糊化在不同温度下分段进行是因为不同的淀粉糊化温度不同，设置不同的温度可以使得藜麦中的各种淀粉都能溶胀、分裂形成均匀糊状溶液。糊化时添加耐高温淀粉酶可以加速淀粉的溶解，添加乳酸和氯化钙有助于调节ph，给酵母发酵创造更好的条件。糖化是麦汁制备过程中最重要的过程之一，在糖化过程中，水与经预处理的大麦芽和经预处理的藜麦充分混合，在大麦芽和藜麦中各种酶系的作用下，将大麦芽和藜麦中可溶性物质彻底浸出，继而在酵母的作用下将麦汁发酵为啤酒。糖化在不同温度下分段进行，可以使得麦芽中的各种糖类充分分解为单糖，比如52℃左右利于β-淀粉酶的作用，可以使得β-淀粉充分分解，65℃左右利于α-淀粉酶的作用，可以使得α-淀粉充分分解，72℃左右α-淀粉酶反应速度加快，形成大量糊精，78℃左右时浸出率降低，糖化结束。糖化时选择β-葡聚糖酶，可以有效分解麦类和谷类植物胚乳细胞壁中β-葡聚糖，还可以降低麦汁黏度，改善过滤性能，提高出糖率，防止啤酒浑浊，稳定啤酒质量。添加乳酸和氯化钙的作用是为了调节ph，给酵母发酵创造更好的条件。酒花是啤酒酿造中不可缺少的最重要的添加物质，添加酒花可以使得啤酒具有清爽的芳香气、苦味和防腐力，形成丰富的啤酒泡沫，并具有较好的泡持性，并且有利于麦汁的澄清。酒花与麦汁共同煮沸，能促进蛋白质凝固，有利于麦汁的澄清，有利于啤酒的非生物稳定性。现有技术中，酒花在麦汁煮沸、冷却，发酵过程中会有90％以上被挥发掉，所以采用分次添加酒花的方法，目的在于保留适量的酒花，以最大限度的保留啤酒的酒花香。因为酒花易挥发，所以先添加苦味酒花，这样可使α-酸最大限度地溶解到麦汁中，还能蒸发掉一些不利于口味的挥发性物质，之后才添加香型酒花，可以使酒花最大限度的保留到啤酒中。卡拉胶可以做澄清剂和稳定剂；卡拉胶在煮沸结束后加入，作用是加速蛋白质的沉淀，提高麦汁的澄清度。营养盐作为麦汁营养补充剂，富含锌、硒、钙等多种微量元素，既能给酵母提供营养，也能使得啤酒营养丰富；能够达到稳定啤酒发酵生产，提高啤酒质量的目的。本发明封罐后继续进行发酵和贮酒，其目的是完成残糖的最后发酵，增加啤酒的稳定性，饱充二氧化碳，充分沉淀蛋白质，澄清酒液，清除双乙酰，醛类，及硫化氢等嫩啤酒味，促进成熟。本发明的有益效果如下：1、本发明的藜麦啤酒制作工艺和现代技术相比，具有工艺设计合理、易于实施、对原有啤酒生产设备不需改动等特点。2、本发明特定的原料预处理方法可以使藜麦和大麦芽中的淀粉分子充分溶出，更利于后续的糖化过程。本发明的糖化方法可以使大麦芽和藜麦中可溶性物质彻底浸出，使原料中的蛋白质、糖类等分解完全，提高出糖率以及糖化液中的营养成分，所得的糖化液相比常规方法更加澄清，营养更加丰富，糖分更高；同时还可以降低麦汁黏度，改善过滤性能，防止啤酒浑浊，稳定啤酒质量，为后续发酵提供更有利的条件。本发明特定的酒花、酒花用量及加入方式可以最大限度的保留啤酒的酒花香。3、本发明主要原料为大麦芽和藜麦，简单易得。本发明充分利用了藜麦的优势，所制备的藜麦啤酒具有清爽的芳香气、口感好，并且具有丰富的啤酒泡沫和泡持性，同时所制备的啤酒澄清，富有较高的营养成分以及良好的非生物稳定性。其是普通啤酒更新换代的产品，具有很好的推广使用价值；而且又具有营养、保健功能，能够满足各个消费群体的要求。具体实施方式：下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明，但不限于此。同时下述实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。实施例中所用藜麦，承德慈云生态农业休闲开发有限公司有售；大麦芽，南阳市京德啤酒技术开发有限公司有售；β-葡聚糖酶，济南圣和化工有限公司有售；乳酸，天润乳酸有限公司有售；氯化钙，亚太龙兴化工有限公司有售；香型酒花、苦型酒花，新疆啤酒花公司有售；卡拉胶，南京创冠食品有限公司有售；β-淀粉酶，邢台万达生物工程有限公司有售；营养盐，上海一研生物科技有限公司有售；所用酵母为德国303型号酵母，北京酷来博生物科技有限公司有售。添加酵母的要求：酵母死亡率＜5％，外观洁白细腻光滑，无杂菌，无异味。实施例1一种上面发酵型藜麦啤酒的制备方法，包括步骤：(1)麦汁的制备称取30kg的藜麦，粉碎成颗粒粒径为0.35-0.4mm的粉末后，加入120l的水、25ml质量浓度为80％的乳酸(24g)、0.05gβ-淀粉酶和37.5g氯化钙，混合均匀后，50℃保温20min，70℃保温20min，煮沸30min，得糊化液；称取70kg大麦芽，粉碎成颗粒粒径为0.35-0.4mm的粉末，加入280l水，和上述藜麦的糊化液混合，添加0.013gβ-葡聚糖酶、75ml质量浓度为80％的乳酸(72g)、112.5g氯化钙，混合均匀，进行糖化，糖化条件为55℃下料，下料后温度降低至52℃，在52℃保温30min,之后升温至65℃保温60min，然后再升温至76℃保温10min,然后打到过滤槽，76℃静置30min,之后过滤，洗糟，得糖化液；将糖化液煮沸85分钟；煮沸过程中添加酒花，酒花分3次加入，分别在沸腾后10min添加135g苦型酒花，沸腾30min后添加94.5g香型酒花，沸腾结束前5min添加40.5g香型酒花；煮沸结束后，冷却至75℃，加入10g卡拉胶和250g营养盐，之后搅拌均匀；冷却至18-20℃，得ph为5.2的麦汁；(2)发酵向步骤(1)得到的麦汁中通入氧气，使麦汁中的氧气含量为8mg/l；加入酵母，得发酵液；酵母添加在第一批麦汁进罐前进行，满罐酵母数1.5×107个/ml；添加前排去底部凝固物和死酵母，所得发酵液于15℃发酵10天，至发酵液的糖度降至3.5°p；发酵过程酵母最高浓度5.5×107个/ml；经主发酵后的啤酒是嫩啤酒，此时，啤酒中的二氧化碳含量不足，由于双乙酰，乙醛和硫化氢等挥发性风味物质的存在，啤酒口感不成熟，大量悬浮酵母未完全沉淀，酒液不够清澈，一般需要数周的后发酵，啤酒的成熟和澄清均在后发酵内完成。嫩啤酒下酒后，进入后发酵。后发酵又称贮酒，其目的是完成残糖的最后发酵，增加啤酒的稳定性，饱充二氧化碳，充分沉淀蛋白质，澄清酒液，清除双乙酰，醛类，及硫化氢等嫩啤酒味，促进成熟。然后将经主发酵后的麦汁下酒到后发酵罐，进行后发酵，酵母可以继续发酵，把罐内空气排除后，立即封罐，在隔绝空气的条件下进行双乙酰还原，待双乙酰降低至0.1mg/l以下，即可降温至0℃，进行贮酒，贮酒时间为5周，便可得到成熟的藜麦啤酒。在后发酵期内，啤酒要绝对防止接触空气，否则，不但啤酒的风味、泡沫、色泽和非生物稳定性会因氧化而受到影响，并且易感染杂菌，影响啤酒的生物稳定性。实施例2一种上面发酵型藜麦啤酒的制备方法，包括步骤：(1)麦汁的制备称取藜麦30kg，粉碎成颗粒粒径为0.35-0.4mm的粉末后，加入120l水、20ml质量浓度为80％的乳酸,0.05gβ-淀粉酶，35g氯化钙，混合均匀后，45℃保温10min，70℃保温20min，煮沸20min，得糊化液。称取70kg大麦芽，粉碎成颗粒粒径为0.35-0.4mm的粉末，加入280l的水，和上述藜麦的糊化液混合，添加0.015gβ-葡聚糖酶、80ml质量浓度为80％的乳酸、65g氯化钙，混合均匀，进行糖化，糖化条件为55℃下料，52℃保温60min，65℃保温30min，78℃保温10min，然后打到过滤槽，78℃静置30min,经过滤，洗糟，得糖化液；将糖化液煮沸90分钟；煮沸过程中添加酒花，酒花分2次加入，煮沸10分钟后，加25g苦型酒花，煮沸结束10分钟前，加25g香型酒花。煮沸结束后，冷却至80℃，加入12g卡拉胶和250g营养盐，之后搅拌均匀；冷却至18-22℃，得ph为5.6的麦汁；(2)发酵向步骤(1)得到的麦汁中通入氧气，使麦汁中的氧气含量为8mg/l；加入酵母，得发酵液；酵母添加在第一批麦汁进罐前进行，满罐酵母数2×107个/ml；添加前排去底部凝固物和死酵母，所得发酵液于15℃发酵8天，至发酵液的糖度降至3.5°p；发酵过程酵母最高浓度7×107个/ml；然后下酒到后发酵罐，进行后发酵，酵母可以继续发酵，把罐内空气排除后，立即封罐，在隔绝空气的条件下进行双乙酰还原，待双乙酰降低至0.1mg/l以下，即可降温至0℃，进行贮酒，贮酒时间为5周，便可得到成熟的藜麦啤酒。实施例3一种上面发酵型藜麦啤酒的制备方法，包括步骤：(1)麦汁的制备称取70kg大麦芽，30kg藜麦一起粉碎，粉碎成颗粒粒径为0.35-0.4mm的粉末后，添加400l水、0.015gβ-葡聚糖酶、100ml质量浓度为80％的乳酸、150g氯化钙，混合均匀，进行糖化，糖化条件为55℃下料、52℃保温40min,65℃保温60min,76℃保温10min,然后将麦汁打到过滤槽，76℃静置30min,经过滤，洗糟，得澄清的糖化液；将糖化液煮沸85分钟；煮沸过程中添加酒花，酒花分3次加入，分别在沸腾后10min添加135g苦型酒花，沸腾后30min添加94.5g香型酒花，沸腾结束前5min添加40.5g香型酒花；煮沸结束后，冷却至80℃，加入12.5g卡拉胶和250g营养盐，之后搅拌均匀；冷却至18-20℃，得ph为5.2的麦汁；(2)发酵向步骤(1)得到的麦汁中通入氧气，使麦汁中的氧气含量为9mg/l；加入酵母，得发酵液；酵母添加在第一批麦汁进罐前进行，满罐酵母数1.6×107个/ml；添加前排去底部凝固物和死酵母，所得发酵液于15℃发酵10天，至发酵液的糖度降至3.5°p；发酵过程酵母最高浓度6×107个/ml；然后将经主发酵后的麦汁下酒到后发酵罐，进行后发酵，酵母可以继续发酵，把罐内空气排除后，立即封罐，在隔绝空气的条件下进行双乙酰还原，待双乙酰降低至0.1mg/l以下，即可降温至0℃，进行贮酒，贮酒时间为5周，便可得到成熟的藜麦啤酒。实施例4一种上面发酵型藜麦啤酒的制备方法，如实施例1所述，所不同的是：糖化的条件不同，糖化条件为：下料温度为52℃，50℃保温30min，65℃保温60min，76℃保温15min，76℃静置40min，经过滤、洗糟，得糖化液；其它步骤与实施例1一致。对比例1一种藜麦啤酒的制备方法，如实施例3所述，唯一不同的是步骤(1)糖化液的制备中，不添加β-葡聚糖酶；所得糖化液与实施例3相比，糖度比较低，说明β-葡聚糖酶对增加出糖率作用明显。对比例2一种藜麦啤酒的制备方法，如实施例3所述，唯一不同的是步骤(1)麦汁的制备中，不添加卡拉胶；所得麦汁与实施例3相比，澄清度较低，悬浮物较多，说明卡拉胶具有澄清剂的作用。对比例3一种藜麦啤酒的制备方法，如实施例3所述，不同的是改变步骤(1)中的糖化工艺条件，55℃下料，下料后温度降至52℃，然后直接升温至76℃，保持110分钟，76℃下静置30min，经过滤，洗槽，得到糖化液。通过糖度计测糖，所得糖化液的糖度大大降低，所以本发明中的糖化工艺可以大大提高出糖率，降低成本。对比例4一种藜麦啤酒的制备方法，如实施例3所述，不同的是步骤(1)麦汁的制备中，添加酒花的时机和顺序不同：在糖化液煮沸十分钟后加入135g香型酒花，煮沸结束前5分钟加入135g苦型酒花，其它步骤与实施例3一致；最后对酿出的酒进行感官品评，香味大大降低，几乎没有了香味，但是苦味较强。所以本发明的方法可以最大程度上保留酒花的香味。试验例1对实施例3和对比例2以及对比例4中酿造的藜麦啤酒进行感官品评，测试结果如下表所示：表1藜麦啤酒感官评价表样品色度澄清度杀口力泡沫性能苦味香味实施例3999989对比例2759889对比例4799892由表1可知，本发明制备的藜麦啤酒口感、澄清度、色度较好，并具有丰富的啤酒泡沫和良好的泡持性。当前第1页12