啤酒酿造中使用小麦芽的可行性研究

1．一个严酷的现实问题

2001年中国啤酒产量达2300万吨，已经逼近世界之首。据估算，剩余能力仍有700～1000万吨。过剩的啤酒市场演发了激烈的竞争。各方为争切一份“蛋糕”，价格战愈演愈烈。其结果是相当多的企业低于成本价销售，元气大伤，严重制约了可持续发展的能力。
商家在对价格战深恶痛绝的同时，又无力拔出恶性循环的怪圈。从经济学角度看，供过于求必然导致降价。在完备的市场经济条件下，价格竞争的结果是把高于社会平均成本的企业淘汰出局，从而实现新的供需平衡。问题是我们面对的是不完备的市场机制，国企对资本增值的漠然、政府的违规干预以及私企的幕后行为都使市场准则大乱。这种缺乏退出机制的市场环境，使“优者”难胜，“劣者”难汰。由此派生的“无理性的价格拼杀”在完备的市场体制建立之前难以逆转，企业时刻面临生死攸关的考验。

2．摆脱困境的尝试：调整原料结构

酷的现实令企业无法回避，怨天尤人更无助于问题的解决。在“与狼共舞”的时代，打造核心竞争力是立足的关键。措施不外乎两条：一是开发新产品；二是降低成本。前者可使价格重新定位，并获取新的市场份额；而后者则直接拉大了可赢利空间。受习惯思维的影响，人们往往从加工成本方面挖掘潜力，其实一个成熟的企业，降低加工成本的空间已经很小。而调整原料结构则开拓了降低成本的新领域。根据这一思路，我们锁定一个切入点：从啤酒酿造中使用小麦芽展开分析。

3．小麦芽的特点和使用范围

3．1  小麦芽的特点

下表是华北地区产小麦所制小麦芽的典型指标范围

小麦芽的高浸出率会增加啤酒厂糖化麦汁收得率；高糖化力可增加辅料、节省酶制剂用量、缩短糖化时间；高可溶性氮可改善口感、增加泡持性；高α－氨基氮可改善高辅料及低浓度下的麦汁组成、保证酵母营养，使发酵顺利进行。

3．2  小麦芽的使用范围

3．2．1  开发小麦啤酒。

小麦啤酒在国外特别是欧洲很普遍。小麦芽占到总原料的50％以上。我国标准规定在40％以上。小麦啤酒应定位于高档产品。通过精选原料、精工酿造、精美包装，赋予小麦啤酒精致的口感，使小麦啤酒以精品形象出现，自然价格不菲，大有“钱图”。北方某著名啤酒企业500ml瓶装小麦啤酒，出厂价4元左右，年销万吨以上，利润不算自明。

3．2．2  用于普通啤酒。

我国目前啤酒原料配比过于单一，因而产品雷同，缺乏个性。在国外，使用各种特种麦芽及麦芽制品用于调整酒体、突出风格是惯用做法。因此啤酒原料并非一成不变。小麦芽与大麦芽比较存在较大差价，因此在普通啤酒中加小麦芽可降低生产成本。小麦芽的蛋白质一般13～15％，糖化力达400WK以上，因此可增加辅料大米的用量。也由于此，还可降低原麦汁浓度。这样三位一体效应叠加的结果，使生产成本大大降低。河南某著名啤酒企业，普通啤酒以10。BX为主，原料配比采用大麦芽：大米：小麦芽＝20：50：25，生产顺利，产品旺销，年增利润近千万。

4．小麦芽的配比选择及其依据

小麦啤酒因技术含量高，利润率主要由价格决定，暂不予讨论。我们着重从普通啤酒中加小麦芽来分析降低成本的可能性。

4．1  第一方案

大麦芽50％，大米40％，小麦芽10％，原浓11。Bx

这是一种最保守、也最稳妥的方案。由于小麦芽量小和辅料增加有限，对过滤速度的影响不大，因而糖化工艺调整不大。小麦芽量的增加恰好弥补大米量增加带来的总氮损失，因而可保证啤酒的基本口味无大改变，有利销售市场的稳定。

4．2  第二方案

大麦芽40％，大米45％，小麦芽15％，原浓11。Bx

此方案在方案一的基础上同步增加了小麦芽和大米，目的也是平衡总氮，保持啤酒风格基本不变。由于加量仍有限，对工艺处理不会造成明显困难。小麦芽和大米同步增加的结果，既满足了酵母营养需要，又使成本进一步降低。

4．3  其它方案

理论上讲，啤酒酿造中使用任何比例的小麦芽都是可行的。因为它具有啤酒酿造的基本要素。但具体到实际情况，在设计产品的配方时，还应充分考虑以下因素：

●总氮平衡问题。除非有意识地改变啤酒口味，加小麦芽后应使总氮尽量保持原品种水平。它可以使酵母维持代谢正常，使酿造过程进行顺利，同时有利于控制双乙酵、高级醇等有害风味物质，保持口味的一致性。

小麦芽的总氮较高，一般为2.3～2.6g/100g小麦芽，折合蛋白质13～15％，（小麦总氮与蛋白质的换算系数为5.7）因而随着小麦芽量的提高，应相应提高大米的量。

●色度平衡问题。加小麦芽后亦应保持色度的一致性。小麦芽色度一般为4.5～6.0EBC。如果量少可不采取特别措施。如量多，可尽量选择色度偏低的小麦芽。另外，还要配套相应的工艺措施，这将在后文论及。

●香气平衡问题。小麦因是裸麦，焙焦过程色度升幅较大，因而焙焦温度不能过高。一般为75～80℃两小时，这样对麦芽香气有一定影响。另外，小麦芽还会赋予啤酒特殊的脂香味。为使香气平衡协调，并靠近传统品种风味，对大麦芽香气的要求应更严格。

●此外，投料量的多少（糟层厚度）、过滤设备的形式（传统过滤槽、新型连续过滤槽、压滤机等）、产品的市场定位、品种特征、消费习惯等都是设计产品配方时要考虑的因素。

5．使用小麦芽的经济效益分析

5．1 常规配方吨酒耗粮成本

糖化定型麦汁的浸出物总量应为主、辅料浸出物之和：

E=Eb+Er+Ew

=B(1-5%)·80%+R(1-13%)·92%+W(1-5%)·83%

=0.76B+0.8R+0.79W

式中：E－浸出物总量       W－小麦芽量（kg）

Eb－大麦芽浸出物量       5％－麦芽含水率

Er大米浸出物量              13％－大米含水率

Ew小麦芽浸出物量              80％－大麦芽无水浸出率

B－大麦芽量（kg）              ?92％－大米无水浸出物

R－大米量（kg）       83％－小麦芽无水浸出率

设常规配比中麦芽：大米＝65%：35%，耗粮量为M，则上式：

E＝0.76B+0.8R

=0.76×0.65M+0.8×0.35M

=0.774M

浸出物总量与热麦汁重量和原麦汁浓度的关系可表示为：

E＝Gd ·f / 98%

式中：Gd－热麦汁重量

f－原麦汁浓度

98%－原料利用率

设热麦汁量为1000L，浓度为11。Bx，则：

E＝1000×1.0442/1.04 × 11%/98%=112.7kg

∴0.774M=112.70(kg) → M＝146.40(kg)

以上为千升麦汁耗粮量

设总酒损为10％，而11。Bx啤酒密度为1.004kg/L，则常规配比吨酒耗粮M1为：

146.40/(1-10%)×1.004=162(kg)

其中大麦芽：162×65%=105.3(kg)

大米：162-105.3=56.7(kg)

大麦芽(澳麦)最低价格：2650元/T即2.65元/kg

大米(碎米)最低价格：1300元／T即1.3元／kg

∴吨酒耗粮成本：

105.3×2.65+56.7×1.3=352.76(元)

5．2  加小麦芽的第一方案吨酒耗粮成本：

B＝0.5M  R=0.4M  W=0.1M

E =0.76B+0.8R+0.79W

=0.76×0.5M+0.8×0.4M+0.79×0.1M

=0.78M

∵ E=112.7（kg）→ M=144.5(kg)

吨酒耗粮M2为：

144.5/(1-10%)×1.004=159.9(kg)

其中大麦芽：159.9×50%=80.0(kg)

大米：159.9×40%=64.0(kg)

小麦芽：159.9-80.0-64.0=15.9 (kg)

设小麦芽价格为2300元／吨

吨酒耗粮成本：

80×2.65+64×1.3+15.9×2.3=331.77(元)

与常规工艺比较下降了21元／吨

5．3 加小麦芽第二方案吨酒耗粮成本：

B＝0.4M  R=0.45M  W=0.15M

E=0.76B+0.8R+0.79W

=0.76×0.4M+0.8×0.45M+0.79×0.15M

＝0.783M

E=112.7(kg) → M=143.9(kg)

吨酒耗粮M3：143.9/（1-10%）×1.004=159.3(kg)

其中大麦芽：159.3×40%=63.72(kg)

大米：159.3×45%=71.69(kg)

小麦芽：159.3-63.72-71.69=23.9(kg)

吨酒耗粮成本：

63.72×2.65+71.69×1.3+23.9×2.3=317.03(元)

与常规工艺比较下降了33.73元／吨。

5．4 加小麦芽后增加的添加剂成本

（1）小麦啤酒复合酶：小麦芽量的万分之三～五   160元／kg

（2）比普通啤酒多添加10～15ppm的麦汁澄清剂   60元／kg

（3）滤酒前加15～20ppm的单宁酸              220元／kg

加小麦芽的第一方案可取下限，第二方案取上限。

5．5 加小麦芽后吨酒总成本

5．5．1．按第一方案增加的添加剂费为：

15.9×3/万×160+1000×10/百万×60+1000×15/百万×220

=0.76+0.6+3.3

=4.66（元）

∴实际吨酒成本降低为21-4.66=16.34（元）

5．5．2 按第二方案增加的添加剂费为：

23.9×5/万×160+1000×15/百万×60+1000×20/百万×220

=1.9+0.9+4.4

=7.2(元)

∴实际吨酒成本降低为35.73-7.2=28.53元)

5．5．3 以上仅举两个案例说明加小麦芽后成本下降的程度。实际上，这两个尚属保守方案。从国内成熟经验看，大规模生产原料配比调整幅度最大的已达到大麦芽：大米：小麦芽＝25：50：25的程度。根据各厂家不同的情况，灵活选择不同配方，成本降低预测见下表：  

不同配方的成本降低预测

上表可看出，随着配方中小麦芽的增加，吨酒成本的降低非常可观。

6．使用小麦芽的相关技术措施

6．1  过滤问题的解决

小麦芽引起过滤问题的原因有二：其一是无皮壳，导致自然滤层减少，通透性变差。其二是小麦胚乳细胞壁主要为粘度较大的戊聚糖所构成，难以降解，导致麦汁粘度增大。在购买麦芽时，首先应选择协定法麦汁过滤速度较快者。制麦实践证明，尽管小麦细胞壁难溶解，但采取相应措施，将协定麦汁过滤速度控制在60分钟以下，麦汁粘度在1.58cp以下是完全可以做到的。在此前提下，如加10％以下小麦芽基本上不用采取特别措施。如协定法麦汁指标超出以上范围或小麦芽比例增加，可采取以下措施配合解决：

a.采用增湿粉碎，并调整辊间距为0.3～0.35mm，尽量保持种皮完整，有助于形成自然滤层，增湿后麦温最好能达到35～37℃。

b.在下料时添加复合酶制剂，可供选择的品种主要有：

1、诺维信公司（Novozymes）UltrafloTM L复合酶制剂。它是一种经选择的Humicola insolens菌株而生产的热稳定、多活性β－葡聚糖酶制剂。UltrafloL最重要的副活力是戊聚糖酶、纤维素酶、木聚糖酶、和阿拉伯聚戊糖酶。因此，它对于小麦芽粘度的降低更有针对性，其用量为小麦芽的万分之二。

2、诺维信公司Viscoflow®MG新型糖化酶制剂。这是诺维信公司专为优化麦芽糖化而设计的，它具有较高的阿拉伯—木聚糖酶、木聚糖酶、戊聚糖酶活性，对降低麦汁粘度、提高过滤速度具有直接作用；同时它含有热稳定性高的?-葡聚糖酶，最适作用温度与?-葡聚糖溶出温度相吻合，更能导致平稳的过滤；它的较高纤维素和半纤维素酶活力，更能提高麦芽的浸出率。不含蛋白酶也是它的一个特点，可避免蛋白质过度分解并有利于泡沫性能。它的添加量为0.1~0.15kg/吨麦芽，使用更经济。由上述性能可看出，它也较适合加小麦芽啤酒的生产。

3、宁夏夏盛实业集团有限公司生产的小麦啤酒专用复合酶。它含有β－葡聚糖酶、纤维素酶、半纤维素酶、果胶酶以及淀粉酶、蛋白酶。可有效降低麦汁粘度，用量为小麦芽的3－5／万。

应说明，以上用量仅是在大麦芽质量正常下用量，如大麦芽也存在相应问题，则应酌增用量。

c.投料量不应过大，保持糟层厚度在400mm以下，对于加15％小麦芽来说过滤时间基本不受影响。

d.稀醪糖化，加水比1:5左右，适当降低头号麦汁浓度为14－15。Bx，有利于过滤速度。

e.提高洗糟水温度到80℃，并酸化处理PH值6.0左右，及时添加洗糟水，避免糟层抽紧。

6．2 麦汁浊度的解决

小麦芽蛋白质高，控制不好容易引起麦汁浊度问题。麦汁浑浊会影响酵母生长、啤酒过滤、硅藻土用量、非生物稳定性、啤酒感观。要控制麦汁浊度，首先仍要先从小麦芽本身控制，选择协定法麦汁浊度低者，至少要在4EBC以下，目测应澄清透明，尽量给后道工序减少负担。

尽管如此，加小麦芽的麦汁经煮沸后仍大大加重浑浊度。目前广泛采用在麦汁煮沸中加卡拉胶的方法，可将凝固物有效去除。具体方法是：先在容器中放入卡拉胶20倍的常温水，称取适量的卡拉胶（颗粒状），边搅拌边徐徐加入，待卡拉胶完全吸水成为糊状，于煮沸结束前10分钟加入煮沸锅内。经实验，加20～25ppm效果最好。既可有效去除凝固物，又减少卡拉胶腥味的不利影响。

下表为加20ppm卡拉胶与对照样有关数据对比：

6．3 啤酒色度的解决

麦芽的色度对啤酒的色度有直接影响，但不是唯一更不是决定因素。如百威啤酒要求麦芽色度最好在4.0～4.4EBC，但其啤酒色仅4.0EBC。小麦芽一般为4.5～6.0EBC，在工艺采取恰当措施，消除其不利影响是完全可能的：

●增加小麦芽用量的同时，为了平衡总氮，须增加大米量，这本身也平衡了色度。

●采用一次煮出糖化法。小麦芽全部入糖化锅，糊化采用耐高温细菌淀粉酶不加麦芽粉。

●控制糖化过程PH在5.3～5.5，可减少麦壳色素物质的溶出。

同时调节洗糟水PH值至6.0左右。若有条件，应采用电渗析或反渗透法软化水质。

●采用连续过滤法。可节省时间1／3～1／2，色度明显下降。

●避免过度洗糟，残糖不要低于1.0。Bx

●煮沸时间不宜过长，应在70分钟之内完成。

●在整个糖化过程尽量密闭操作，避免空气流动，减少麦汁氧化。

●缩短麦汁在回旋槽的滞留时间，麦汁停止回旋，即可进行冷却，一般可在15分钟完成。

●增大板式换热器的能力，缩短冷却时间。

●所有的啤酒稳定剂同时都有吸附色素物质的作用

●XSSY复合酶有独特的降色度作用，可使成品啤酒降低色度1.5～2EBC.

下表是各种措施降色度效果比较：

注：“*”为啤酒色度，其它为麦汁色度。

以上为加15％小麦芽酿造11。Bx啤酒测定的数据。

6．4 非生物稳定性问题的解决

加小麦芽后，麦汁敏感蛋白质含量提高，应设法去除，否则会影响啤酒的非生物稳定性。这方面随着各种新型稳定剂的问世，解决措施较多，择要如下：

●麦汁煮沸中加卡拉胶将大分子蛋白质予先去除，前面已经叙述。

●贮存期或过滤前、过滤中加硅胶。近年来新研制出的复合性硅胶综合了干、湿两种硅胶的优点，在酒内分散快，与酒的接触时间短，吸附能力强，而且经硅胶处理的啤酒无残留，不影响啤酒口味。其缺点是可吸附部分中分子氮，在一定程度上影响泡持性。一般推荐用量为300～500ppm，但经过一些厂家证实，在25％小麦芽，50％大米的情况下，加100ppm即可达到4个月以上的保质期。

●于啤酒过滤中流加单宁酸。形成浑浊的典型蛋白质的平均分子量为40万以上，主要成份是大麦醇溶蛋白、含有半胱氨酸的S－基团和脯氨酸的芳香族基团。单宁的酮基与蛋白质多肽中的亲核基（例如SH、NH2）进行选择性反应，形成一种单宁／蛋白质复合物，经过滤可将其除掉。此外，单宁酸还可将90％的Fe＋＋去除，减少啤酒的金属味和氧化倾向。

单宁酸在低温时与蛋白质反应速度加快，故应在0～－1℃时添加，加量为15～20ppm。

对于单宁酸的选择应从纯度、价格方面综合考虑。纯度不高者会在啤酒中残留，导致啤酒中多酚上升，并影响口味。

单宁酸与蛋白质需5～10分钟反应时间，故应在倒罐过程或入专用缓冲罐过程中流加。实验证明，处理后的啤酒蛋白质中含S总量下降了40％，冷凝固物大部去除。

●有实验表明，将硅胶与单宁酸混合使用，在同样效果下可减少用量。

可供选择的产品有比利时产葆酿丹R、长春产酿造单宁、贵州林源单宁酸等。

1、加鱼胶澄清剂。鱼胶的成分是蛋白质，其主要活性部分胶原蛋白分子由三条螺旋型的肽链互相盘绕而成，等电点为PH5.0。它在PH3.8~ 4.4的啤酒中离解成带正电荷的两性离子，吸附带负电荷的酵母使其凝聚，快速形成较大的颗粒沉淀到容器底部，同时由于本身粘度又能使引起浑浊或过滤的小颗粒一起沉降。

2、鱼胶的添加量为15~20ppm，添加2~5天后将沉降至发酵罐底部的酵母放掉即可滤酒，滤前酒液的酵母数可降至<1.5 ×105/ml,浊度<5.0EBC,可大大加快滤酒速度，节省硅藻土用量。

如配比小麦芽量<10%, 则无须再加单宁酸，如用量多，过滤前再用少量单宁酸进行处理更有利于啤酒的稳定性。鱼胶对泡沫性能也有促进作用。

7．结论

7．1  在啤酒原料中配比一定量的小麦芽具有明显的降成本作用。其降低的成本主要由三部构成：（1）小麦芽与大麦芽的差价；（2）小麦芽总氮及糖化力高，可增加大米配比；（3）小麦芽总氮高，可降低原麦汁浓度。因而它的成本优势不是单一的，而是综合的。对于年产10万吨的厂，根据不同添加配比，增加效益可达150～600万元。

7．2  在小麦芽限量添加的情况下（25％以内），只要配方设计合理，充分利用各种原料在理化指标和感观指标上的互补性，可最大限度的贴近传统配方的风格。当然如有意追求全新风格，小麦芽更大有用武之地。

7．3  添加小麦芽后酿造过程中产生的问题主要有四：过滤、浊度、色度、非生物稳定性。这些问题在目前的技术背景下均不难解决，且不会造成品酒的质量问题。

7．4 添加小麦芽后产生问题的程度因小麦芽的质量而异。小麦芽市场良莠不齐，很多厂家规模小、质量不稳定。因此选择信誉好、有技术质量优势的供应商是保证小麦芽质量的关键。高质量的小麦芽可有效降低工艺处理的难度和费用。

7．5 由于小麦芽的基本成份与大麦芽相似，因此理论上任何啤酒都可以加入小麦芽。但由于小麦芽的规格也千差万别，还要根据啤酒类型有针对性进行选择。如高蛋白小麦芽更适合低度啤酒、高浓稀释啤酒；而低蛋白小麦芽更适合高发酵度啤酒；深色小麦芽更适合浓色啤酒的酿造等。

7．6 当前企业为降低成本，增加辅料用量以及降低原浓已成流行趋势，但麦汁中α－N含量过低，又带来了诸多质量问题。在这种情况下补充小麦芽更成为一种必然选择。

7．7 小麦芽的糖蛋白含量高，加小麦芽的啤酒泡沫更洁白，更细腻；小麦芽无皮壳，加小麦芽的啤酒苦涩味低，口感更纯正、更爽口；小麦芽多酚含量少，可降低啤酒的氧化倾向，保持口味的稳定性；加小麦芽的啤酒色泽金黄，有一种特殊的脂香味，更赏心悦目。小麦芽对啤酒质量的影响利大于弊。添加小麦芽的啤酒会赢得更多消费者的青睐。

7．8 影响小麦芽选择使用的并不是技术问题，而是观念问题。使用小麦芽决不是“瓜菜代”，小麦芽独特的功能可有效改善啤酒的质量并使其品种更多样化。

总而言之，小麦芽用于啤酒酿造，只要配方合理、措施得当，则技术上是可行的，质量上是过关的，经济上是合理的、市场上是需要的。它符合一个项目确立的所有要素，因而其可行性无可辩驳，应用前景非常广阔。

目前率先采用小麦芽酿造啤酒的企业已取得骄人的成绩。“临渊羡鱼，不如退而结网”。转变观念，瞄准市场，调整产品，迎头赶上，才是有作为企业的明智选择。

载2002年7月《中国啤酒》