啤酒大麥質量的優劣對製麥工藝的製定、製麥操作、麥芽質量狀況、製麥成本等方麵起著決定性的作用。啤酒大麥質量的檢驗和判斷對於製麥廠來說,具有以下幾個方麵的意義:
(1)啤酒大麥質量是以質論價的依據,是供需雙方簽約時的依據。
(2)當啤酒大麥到貨時,它是驗貨履行合同中關於質量部分的依據。
(3)是製定最佳化製麥工藝的依據。
(4)是預測將要生產出的麥芽質量的依據。
在啤酒大麥進廠時,一般須在最短時間內檢驗最重要的指標(現代技術20min內可完成),如水分[近紅外幹燥法(NIR法)]、蛋白質含量(NIR法)、發芽率(快速半粒染色法)、分級率、感官質量,尤其是前三項指標更為重要。如果水分高於14%,一般應拒絕入庫,要麼貨物退回,要麼麥芽廠自己幹燥後再入庫(現代麥芽廠一般無大麥幹燥設備,而是由大麥預處理廠完成大麥幹燥)。
當啤酒大麥進入麥芽廠後,則需要進行全麵的大麥質量檢測。
在新啤酒大麥品種使用前,務必進行大麥全項質量檢測,然後進行小型製麥試驗,最好還要進行中型製麥試驗,以了解新啤酒大麥品種的製麥特性,為大生產中的製麥工藝製定、製麥操作、麥芽質量可能狀況提供重要的參考依據。
將大麥分析檢驗做到準確無誤的前提是:進行均衡、有代表性的取樣,因此必須正確取樣,然後在實驗室利用樣品混合器產生一個均樣,以後的分析檢驗皆以此均樣為對象進行。分析檢驗未用完的剩餘均樣,一定要用正確的保存方法保存起來(樣量應充足),以便日後對大麥檢驗結果有疑問時再複檢。
對於袋裝大麥,至少10%的袋裝數被取樣,且應在不同位置進行抽樣。
對於船裝、集裝箱裝、載重汽車裝的大麥,則需要利用進廠自動取樣器進行取樣,每批至少抽取20份樣品。
啤酒大麥的質量狀況一般包含感官質量狀況、物理質量狀況、化學質量狀況、生理質量狀況、其他質量狀況。
1.感官質量狀況
(1)外觀色澤正常狀況的麥粒呈淡黃色、有光澤、色均勻。不正常狀況通常有以下幾種。
①呈綠色:呈綠色的大麥麥粒,說明收割的是未成熟的大麥顆粒,此大麥粒不能製麥(不能發芽)。
②呈棕色:如果大麥粒呈棕色或麥粒頂部呈棕色,一般是大麥在成熟期或收割期或收割後遭雨淋或高水分貯存時導致。此類大麥色暗,常帶有較多的黴菌,有黴味,水敏性往往較高,發芽力低、發芽率低、已發芽麥粒多。
③呈黃色:如果大麥在顆粒灌漿期、成熟期氣候過於幹旱、幹燥,則易使大麥粒發黃。
④呈淺白色:過早成熟的大麥,大麥粒易呈淺白色,此麥粒胚乳較硬、呈玻璃質狀,大麥酶活力很低。
如果對大麥進行硫熏處理,也會使大麥粒發白,不過一旦遇水,則仍會呈暗棕色。
在歐洲有的大麥品種(一般為冬大麥)為藍色糊粉層的大麥,這是由於大麥糊粉層中含有較多的屬於花色苷的遊離花青素或翠雀素,這種藍色在浸麥中尤顯突出,不過會隨發芽進行而逐漸消失。
(2)氣味正常情況下麥粒呈新鮮的麥稈氣味,不正常則呈黴味。
(3)夾雜物及其他非正常的顆粒所收購的大麥中往往有石頭、沙子、麥稈、麥芒、繩頭、鐵釘、包裝物、雜穀粒(如燕麥、黑麥、小麥)、雜草籽、豆粒等,屬於夾雜物;非正常的顆粒包括黴粒、蟲蛀粒、破損粒、麩皮、已發芽的麥粒等。
正常狀況:夾雜物小於2%(或幹淨度>98%)。
這些夾雜物給大麥的粗選、精選、排浮麥帶來麻煩,並給麥芽質量、啤酒質量等帶來很多危害,因此,進廠大麥中夾雜物應盡可能少,在精選、排浮麥中應盡可能除去。
豆粒、燕麥的脂肪含量比大麥高,不僅不利於大麥貯存,還會危害到啤酒泡沫質量和啤酒風味。
蟲蛀大麥上往往有孔洞,在洗麥時會浮至水麵,應盡最大限度除去,否則不利於啤酒口味、香味、色澤、清亮度及穩定性。
黴變大麥粒不僅危及大麥貯存、浸麥、發芽,而且還會影響所釀製啤酒的口味、氣味、色澤、清亮度,也會導致啤酒發生噴湧。
破損粒在浸麥中會過多吸水而死亡黴爛,不利於浸麥和發芽,不利於啤酒質量。
已發芽大麥粒在貯存時因呼吸強度大,很容易失去發芽能力,使大麥質量下降,不利於發芽,或導致呼吸損失大,發芽時不均勻、製麥損失大。
(4)麥粒顆粒形態、大小及均勻度質量好的啤酒大麥,其外觀形態應是顆粒飽滿,短肥,大小均勻。隻有這樣的大麥,其可浸出的內容物含量才會高,蛋白質含量才會低,發芽周期短,胚乳易溶解,麥皮多酚物質少。大小相對均勻的大麥還利於分級。
(5)穀皮特征質量好的啤酒大麥的穀皮應完整、皮薄、背部皺紋細膩。
皮厚的大麥,不僅麥粒吸水很慢,而且大麥中浸出物含量低,麥皮多酚物質多(不利於啤酒非生物穩定性,啤酒易澀口、色深)。
相對於穀皮完整的大麥來說,穀皮不完整的在浸麥時吸水迅速,易造成吸水過度而死,又可導致浸麥、發芽時因染菌而腐爛。
大麥穀皮占整個麥粒的質量一般在7%~13%,皮薄、顆粒大且均勻的大麥穀皮所占比例在7%~9%。
另外,有經驗的人也可估計水分:手抓一把大麥,若大麥粘在手上,則說明水分很高,否則較幹燥。
2.物理質量狀況
(1)千粒質量千粒質量(習慣稱為千粒重)分為絕幹千粒質量和風幹千粒質量。風幹千粒質量與水分成正比,因此說服力不強,但實際上往往習慣用風幹千粒質量。絕幹千粒質量與麥粒飽滿度、麥粒內含浸出物量成正比。
優良啤酒大麥的千粒質量(風幹)應大於42g。MEBAK標準將風幹千粒質量分為三個等級:37~40g輕質大麥;41~44g中質大麥;大於45g重質大麥。
絕幹千粒質量的正常值:38~40g;範圍值:30~45g。知道大麥千粒質量和麥芽千粒質量,可在實驗室計算製麥損失或製麥率。
(2)百升質量(或重)由於百升質量的測定很不精確,現在幾乎不再測定。一般大麥的百升質量為68~75kg。
(3)分級率在我國人們習慣將分級率稱為整齊度。分級率與大麥內含浸出物量成正比,對浸麥、發芽的均勻性影響很大。通過分級試驗,人們便可準確判斷顆粒是否均勻飽滿,各級各類大麥所占比例的多少。大小不均勻的大麥不可能生產出溶解均勻的麥芽。
由於大麥吸水會膨脹,因此在評價分級率時,一定要和大麥水分結合起來進行,尤其在大麥水分特高或特低時。
此試驗是用三層振動篩將大麥分級,即2.8mm、2.5mm和2.2mm的篩。
≥2.8mm的大麥和2.5~2.8mm的大麥為一級大麥。
2.2~2.5mm的大麥為二級大麥。
<2.2mm的大麥為等外大麥(或稱雜麥)。
MEBAK標準將一級大麥率分為三個等級,即:
≥85%為一般啤酒大麥。
≥90%為良好啤酒大麥。
≥95%為優秀啤酒大麥。
關注≥2.8mm的大麥所占比例,能較好地解釋在一級大麥所占比例相同的情況下,千粒質量不同是由於≥2.8mm的大麥所占比例不同造成的。由於新的大麥品種出現以及大麥質量的不斷改善,≥2.8mm的大麥所占比例呈上升趨勢,有利於浸出率提高。
(4)胚乳性質利用橫切斷器或縱切斷器將大麥進行橫切或縱切,然後根據胚乳斷麵情況,把大麥分為粉狀、半玻狀和全玻狀。粉狀性越好的大麥,則製麥性就越好。優良啤酒大麥的粉狀度應>80%。
為了進一步說明大麥胚乳狀況,玻璃狀還可分為暫時性玻璃質和永久性玻璃質。將進行過切麵試驗的大麥,在室溫下浸泡24h,然後在40℃以下小心緩慢幹燥至一般大麥水分,在實驗室再做切麵試驗,這時所測的玻璃質顆粒即為永久性玻璃質。而暫時性玻璃質是指通過浸泡轉化為粉狀的麥粒。暫時性玻璃質的大麥粒對製麥影響並不大,隻不過在浸麥初期吸水慢一些,在發芽時麥粒玻璃質狀況會消失。暫時性玻璃質往往因氣候原因所致,比如在顆粒成熟期和收割期氣候特別幹燥、氣溫特別高。而永久性玻璃質是在顆粒細胞形成期時產生,大多數情況下蛋白質含量高,製麥難度大,發芽時難溶解,生產出的麥芽不僅溶解性差、酶活力低,而且浸出率較低,將給麥汁過濾、啤酒過濾帶來極大的困難。
3.化學質量狀況
(1)水分對於麥芽生產而言,麥粒水分過高,則:①經濟上不劃算;②不利於大麥貯存;③此大麥有可能水敏性較高,比如在成熟期或收獲期淋過雨的大麥。雖然大麥貯存的臨界水分為15.5%,但為利於大麥貯存,入庫貯存前的大麥水分通常應<14%。
(2)蛋白質含量大麥蛋白質含量對於麥芽質量、麥芽生產成本、啤酒釀造來說,其意義十分重大。因此在啤酒大麥品種選育以及購買啤酒大麥時,必須高度重視大麥蛋白質含量。
蛋白質含量高的大麥,會給製麥廠帶來如下危害:①大麥澱粉含量低,一般麥芽浸出率也低。②製麥加工難度大,製麥損失高,製麥成本高。③製成的麥芽色度往往較高,傳統觀點認為隻適合製作深色麥芽。
蛋白質含量過低的大麥一般較少出現,但在實踐中使用蛋白質含量過低的大麥,則會導致如下問題:①所製麥芽的蛋白質溶解度容易過度,α-氨基氮不足,麥芽酶活力低。②啤酒泡持性差,口味豐滿性差,酵母營養不足,發酵速度慢,形成副產物雙乙酰多。
一般來說,生產淺色麥芽(淺色啤酒)的大麥蛋白質含量應為9.5%~11.5%(絕幹);生產深色麥芽的大麥蛋白質含量應為11.5%~12%(絕幹)。
(3)β-葡聚糖含量啤酒大麥的β-葡聚糖含量對於製麥廠、啤酒廠來說,意義十分重大。如果含量高,則麥芽細胞(壁)溶解十分困難,所製麥芽會造成麥汁過濾困難、酒液澄清困難、啤酒過濾困難。因此它應越低越好。
鑒於目前啤酒大麥品種選育水平,難以提出對大麥β-葡聚糖含量的要求標準。
4.生理質量狀況
啤酒大麥的生理質量狀況對製麥工藝的製定十分重要。尤其是發芽率,它是大麥質量中居於首位的指標。
(1)發芽率發芽率是指檢測樣品中有生命麥粒數的百分比。發芽率是啤酒大麥質量中最重要的指標,大麥若沒有生命,就無法達到製麥目的。因此從啤酒大麥收割後直至發芽完畢,一定要像對待糧食種子一樣小心地嗬護,不能傷害到大麥的生命。為此要注意以下影響投料以前大麥發芽率的因素:①啤酒大麥的品種。②啤酒大麥的種植技術、氣候、土壤。如土壤過度缺水、氣候異常幹燥、高溫、蟲蛀、雨淋、發黴等。③大麥收割後的脫粒、貯存技術。脫粒時部分麥粒受損,農家貯存時大麥水含量高、通風不好、氣溫高等原因,都會導致大麥的發芽率受到損害。④機械輸送大麥時損傷了麥粒。⑤進廠後大麥在貯存期間通風不好、溫度過高,遭蟲蛀和黴變等。⑥大麥貯存時間過長可損傷發芽率(陳年大麥的發芽率較低)。
在大麥投料後的浸泡和發芽過程中,可能因浸麥溫度過高(25℃以上)、洗麥時加堿過多、浸麥倒槽時或發芽翻麥時損傷了麥粒、浸麥吸水過多(造成死浸大麥)、在浸麥和發芽中供氧不足等原因損傷胚部,使大麥失去生命,實際大麥發芽率降低。
通常大麥發芽率需在浸麥之前的多個環節中進行測定,但也要注意浸麥開始至發芽完畢對發芽率的保護。在投料生產之前的大麥,應最好做大麥生理性能檢驗,以便有效指導製麥生產。
優良啤酒大麥的發芽率應不小於96%。
常用的測定發芽率的方法:①快速染色法,使用無色的2,3,5-三苯基四唑氯化物染色;②H2O2處理後的發芽法(簡稱H2O2法)。
目前人們開始了快速黏度法(RVR)測定大麥發芽率的研究。
(2)發芽力發芽力是指在實驗室試驗的3d或5d時間內,在規定發芽條件下,萌發了的大麥粒數占所測定大麥粒數的百分率。因此發芽力又分3d發芽力和5d發芽力。
發芽力是一個可變量,與休眠期度過與否有關,隨著在休眠期內貯存時間的增加而增加。
休眠期度過後,5d發芽力應與發芽率相同。發芽率與5d發芽力的差值,可反映大麥度過休眠期的情況。
對5d發芽力的要求:優良啤酒大麥≥95%;優秀啤酒大麥≥98%。
發芽力反映了大麥的健康狀況。5d發芽力與3d發芽力的差值,反映了大麥是否均勻發芽,即,差值越大,則發芽會越不均勻(因萌發快慢不一)。
3d發芽力除了與休眠期是否度過有關外,還與大麥品質十分相關,因此優良啤酒大麥品種的3d發芽力應盡量接近5d發芽力。
(3)水敏性大麥水敏性是指大麥吸收較多的水分後抑製發芽的生理現象。各種品質的大麥對水分吸收後的生理反應(發芽)是不一樣的。水敏性的測定前提是大麥已度過休眠期。
水敏性值就是100粒大麥4mL水5d發芽力與8mL水5d發芽力的差值。優良啤酒大麥的水敏性應小於25%。評價標準:≤10%為特低水敏性的大麥;10%~25%為低水敏性的大麥;25%~45%為一般水敏性的大麥;>45%為高水敏性的大麥。
大麥的水敏性值高低與大麥成熟狀況(影響度約為30%)、收割前的氣候條件(影響度約為55%)和大麥品種(影響度約為15%)有關。
在大麥完全成熟時,如果氣溫很低,空氣濕度很大(下雨、冰雹、霧),則大麥的水敏性就很高。
水敏性值的測定結果能表征大麥萌發時對麥粒水分的承受能力。水敏性大的大麥,萌發時的麥粒水分不能很高(一般大麥萌發水分在28%~32%);水敏性低的大麥,則萌發時的麥粒水分可以較高。
(4)吸水力大麥的吸水力是大麥在一定條件下(72h、15~17℃)的吸水能力。大麥吸水力強,則表明大麥中酶活力很強。一般來說粉狀性越好的大麥,其吸水力越強。大麥的吸水力也說明了大麥的成熟狀態,隨著度過休眠期時間的縮短,酶作用也越來越強,因而吸水力在休眠期間會逐漸升高。
大麥的吸水力與大麥的成熟度(包括休眠期)、大麥品種、種植氣候、種植土壤因素相關。優良啤酒大麥的吸水能力應大於47.5%。
評價標準:
50%吸水能力特強。
5.其他質量狀況
(1)大麥的品種及品種純淨性不同的大麥品種經過專門的選育後,又可以分為許多專門的釀造大麥品種。各品種的大麥不僅在化學組成、浸出率和酶活力上有差別,而且在麥粒大小、皮殼厚度、麥皮形態和滲透性能、發芽力、發芽率、水敏性等方麵也有差別,並導致製麥時生產工藝和物質變化也不相同。比如蛋白質含量高的大麥,製麥損失高,麥芽浸出率低,啤酒的非生物穩定性差;厚皮大麥製造的啤酒色澤較深,風味粗澀,容易渾濁;麥膠物質含量高的大麥不易溶解;酶活力潛力低的大麥(或酶活力低的麥芽)生產出的麥汁,發酵時降糖困難,成品啤酒的發酵度低。
隨著我國使用國外啤酒大麥品種越來越多,加之國產啤酒大麥品種也越來越多,在購買大麥和使用大麥時,大麥品種、品種純淨性等問題也日益突出。由於各啤酒大麥品種的製麥差異很大,因此一定不能把不同品種的啤酒大麥混雜在一起。我國GB/T 7416—2008《啤酒大麥》附錄中已將大麥品種鑒定列為推薦項目,即通過聚丙烯酰胺凝膠電泳法鑒定大麥品種,用板式凝膠電泳分離大麥的醇溶蛋白部分。也可將大麥的醇溶蛋白質十二烷基硫酸鈉-聚丙烯酰胺凝膠(SDS-PAGE)電泳圖譜作為品種的生化指紋,用於品種的真實性和品種純度的鑒定。也可用聚合酶鏈式反應(PCR)的方法對大麥進行品種及品種純度的鑒定。
在選擇大麥品種時可依據被稱為質量係數的判別標準,這是判斷大麥品種是否適合製麥和釀酒的一種方法,可通過浸出率、黏度、協定麥汁最終外觀發酵度、庫爾巴哈值和糖化力這五項參數,做出初步評價。以上五項參數中除黏度外,其他四項參數值越高,則質量係數越高,大麥品質越好。質量係數可分為1~9九個等級,1為最次級,9為最高級。另外,選擇質量係數為5級的品種為對照品種,質量係數高於5級的大麥品種較對照品種為優,反之為差。
全球釀造大麥的種植區域主要分布在北美洲(加拿大)、歐洲大陸(以德國、法國和英國為主)和澳大利亞。我國種植區域分布在西北地區(新疆維吾爾自治區、甘肅省)、東北地區(黑龍江省、吉林省和內蒙古自治區)、華北和華東地區(河北省、江蘇省)和雲南地區。其中比較重要的種植區域是西北和東北一帶高緯度地區。國產大麥在20世紀80年代和90年代就已經有許多品種,包括黑引瑞、匈84、莫特44、蘇啤1號、矮早3號、蒙克爾、紅日啤3號、冀麥1號和恩特13等。目前,國內種植比較多的品種有墾麥啤3號、7號(黑龍江省),甘啤3號、4號(新疆疆維吾爾自治區、甘肅省),蘇啤3號,港啤1號,單二,KA4B(江蘇省),S005,02-2,港啤1號(雲南省),駐麥4號(河南省、陝西省)等,其中有一些是引進的大麥品種。國產大麥由於種植地域的氣候條件、土壤條件和田間管理習慣上的不同,質量上有比較大的差異。
(2)含硫氨基酸量由於大麥蛋氨酸是二甲基硫的產生源,半胱氨酸是H2S、SO2的產生源,因此在進行啤酒大麥品種選育時,最好做氨基酸圖譜分析,含硫氨基酸越低越好。
(3)食品安全性從危害分析和關鍵控製點(HACCP)控製係統來說,源頭的控製十分重要,對於啤酒大麥,應抽檢:①農藥殘留量、除草劑殘留量、生長調節劑殘留量等;②有機化合物的汙染,如黃曲黴毒素B1、鐮刀黴菌毒素、赭曲黴毒素A;③金屬汙染;④二甲基亞硝胺(NDMA)。
(4)大麥的微生物狀態如黴菌數的測定、大腸菌群數的測定和一般微生物的測定。