綠麥芽幹燥是決定麥芽品質的最後一道重要工序,可固定麥芽本質特性。通過幹燥達到以下目的。
(1)除去麥粒中的多餘水分,便於綠麥芽幹燥後的除根、貯存。
(2)停止綠麥芽的生長,結束酶的生化反應,但要盡力保護酶的活性。
(3)去綠麥芽的生腥味,形成麥芽特有的色香味。
(4)綠麥芽中的可凝固性氮得以適當凝固。
(5)使DMSP轉化成揮發性的DMS。
一、幹燥過程中的變化
(一)物理變化
1.水分下降
發芽結束時,綠麥芽的水分在41%~50%,通過幹燥,達到出爐水分要求:淺色麥芽3.5%~4.0%,深色麥芽1.5%~2.0%。
依據幹燥中水分的下降過程,人們將幹燥分為兩個主要階段。
(1)凋萎階段凋萎階段是指在低溫下將麥粒水分降至10%~12%的過程。又可把凋萎階段細分為自由幹燥階段和中間幹燥階段。
綠麥芽的幹燥是利用加熱後的熱空氣以強製對流傳熱方式向綠麥芽層傳熱,使綠麥芽中的水分由液態變為氣態,形成的水蒸氣又同時被空氣帶走。所以熱空氣既是載熱體、傳熱體,又是載濕體。
首先綠麥芽表麵的水分因吸收熱空氣的熱量而汽化,由此從表及裏便形成水分梯度,以此為推動力致使水分遷移並擴散到麥粒表麵。從而使麥粒中易擴散的自由水不斷減少,而餘下的難以擴散的結合水使水分遷移逐漸慢下來。
在高濕加熱時,濕澱粉會發生一定程度的糊化,冷卻後會變成不可利用的玻璃質。同時,對酶的活力破壞很大。因此,隻有當麥粒的水分降至10%~12%時,才允許將麥層的溫度升至50℃以上。
①自由幹燥階段:是指綠麥芽的水分降至18%~20%的階段。在自由幹燥階段,麥粒內部的水分擴散速度大於麥粒表麵水分汽化速度,所以幹燥脫水量就取決於表麵水分的汽化速度。在生產淺色麥芽時,為加速表麵水分的汽化速度,應低溫大風量通風、強烈排潮、不采用回風,以達到快速脫水,減少酶的生化反應,減輕後期尤其焙焦階段的脫水負擔,使色度上升、酶失活、硫代巴比妥酸值(TBA)升高的幅度小。在生產深色麥芽時也應低溫,但通風量應相對小一些,采用回風,使脫水速度慢些,有利於澱粉、蛋白質分解,為在高溫下形成大量的類黑素作物質準備。
由於此階段的麥粒水分很高,濕熱對酶的活力破壞性很大,酶對幹熱的抵抗力相對較強,所以不能高溫幹燥,否則酶易失活,且易形成玻璃質(這又會影響後期脫水)。此階段的脫水速度取決於通風量、脫水量、熱空氣的濕度和溫度,從麥層出來的濕空氣的濕度為100%,此濕空氣必須從幹燥層中迅速排出至幹燥爐外。
當幹燥界麵逐步從底層上行至綠麥芽層的表麵時,從麥層出來的濕空氣的溫度快速升高,相對濕度迅速下降,此點即穿透點。對於用單層高效爐生產淺色麥芽來說,此穿透過程(即自由幹燥時間)為10~12h;當生產深色麥芽時,此階段為12~16h。熱空氣穿透整個幹燥層之後,即轉入中間幹燥階段。
②中間幹燥階段:又稱升溫幹燥階段,麥粒水分降至10%~12%。
由於下層麥粒脫去的水有部分的結合水,所以脫水速度相對慢一些,應減少幹燥通風量,同時應逐步提高幹燥風溫。從麥層出來的熱空氣相對濕度在不斷下降,而溫度在不斷上升。對生產淺色麥芽來說,此階段也應快速脫水。此階段需4~5h(單層高效爐生產淺色麥芽)。無論在凋萎階段,還是在焙焦階段,如果麥粒表麵水分汽化過快,內部水分來不及遷移至表麵,則表麵會因失水而形成不透水的玻璃質阻隔層。
低溫、長時間的凋萎會使麥芽中含較多的脂肪分解物,使其具有較好的口味穩定性。
(2)焙焦階段實際上,從中間幹燥階段結束至溫度升到焙焦階段開始,有一個加熱升溫階段,一般需2~4h,將麥粒水分降至5%左右。此階段升溫不應過快,否則易導致形成玻璃質。
在焙焦階段,應將麥粒水分降至出爐水分。焙焦階段脫去的水是結合水,脫水速度很慢,麥粒表麵水分汽化速度遠大於內部水分擴散速度,所以應采用適當的風量、高溫進行幹燥,促使內部水分擴散至表麵,逐步升溫至焙焦溫度(升溫速度不能太快,否則易形成玻璃質)。淺色麥芽焙焦溫度一般為80~85℃,深色麥芽一般為95~105℃。
在焙焦溫度下的焙焦時間:生產淺色麥芽時,一般為2~4h;生產深色麥芽時,一般為4~5h。
2.容積下降
在浸泡時,大麥吸水後體積上升,發芽過程中胚乳的溶解,會在胚乳細胞上形成孔洞。在幹燥過程中,隨著麥粒水分的下降,麥粒的收縮,麥層的容積在下降,即麥層的厚度也在下降。但要求在幹燥時盡可能保留這些孔洞,使綠麥芽體積在幹燥時下降盡可能小些,常采用大風量快速脫水的措施,來避免在綠麥芽水分高時采用高溫脫水,以免澱粉出現糊化,導致胚乳變硬出現玻璃質。
3.質量下降
一般來講,每100kg精選大麥參與製麥工序後,160kg左右綠麥芽會降為出爐麥芽約80kg(淺色麥芽)。
4.色度上升
由於氨基酸與低分子糖在高溫下會形成呈色呈香的類黑素,所以色度在上升、麥芽香味在增加。在生產淺色麥芽時,要盡量減少色度的上升。
(二)化學變化
1.生長階段
幹燥過程中當麥粒水分高於20%,麥層溫度在40℃以下時,葉芽還會緩慢生長。例如,麥粒水含量43%、麥層溫度為23~25℃;麥粒水含量34%、麥層溫度為26~30℃;麥粒水含量24%、麥層溫度為40~50℃。也就是在一定水含量時麥層溫度低於上述相應的溫度,麥粒會繼續生長。
2.酶促作用階段
在幹燥過程中發生的酶分解,首先將伴隨麥粒生長而同時進行,在麥粒停止生長後,麥層的溫度處於40~70℃時,會繼續發生酶促作用,直至麥粒水含量小於10%時才停止酶促作用。
對於淺色麥芽的幹燥來說,由於不希望形成低分子糖和低分子氨基酸,以免在焙焦階段形成過多的類黑素,所以應快速脫水,使麥粒水含量降到10%以下,且麥層溫度低,不利於酶促分解。而對於深色麥芽的幹燥來說,則正好相反。
3.化學階段