制麦中有害微生物控制及麦芽品质改进技术研发项目建议书(编辑修改稿)

制麦中有害微生物控制及麦芽品质改进技术研发项目建议书(编辑修改稿)内容摘要：

麦时的加大浸麦水量清洗处理干净，达到降低 pH的目的；麦粒内部难溶的碱性物质可通过调整制麦工艺，增加麦芽有机酸含量，达到降低 pH的目的。 （ 2） 控制 制麦过程中麦芽内部有机酸类物质变化 通过分析了解特定品种大麦（澳麦和加 麦）麦芽的有机酸组成、含量及其对麦芽 pH值的影响因子，找到对应的酶系 ，依据该酶系的 性质，从而调整制麦工艺，促进麦芽大量产生该酶，并在一些工序中 延长其 处于较适宜活性范围的时间，以便有利于有机酸的大量生成，达到降低成品麦芽 pH的目的。 （四） 主要研究内容和技术路线 通过对 以上问题的分析及 控制对策的研究 思路，我们 在 查阅大量资料， 并 总结行业内前期研究成果 的基础上 ，提出以下研究内容： 14 微生物对麦芽浊度、色度和过滤速度的影响 （ 1） 制麦过程中影响麦芽浊度、色度和过滤速度的 微生物 变化趋势 本项 研究旨在找出影响麦芽浊度 、色度和过滤速度的优势微生物，将 在总结行 业 内专家研究结果的基础上进行。 在中粮麦芽商业化生产中，选用 纯品种 加麦、澳麦和 国产大麦 各一个 ， 在由原料大麦→浸泡→发芽→ 排潮→ 焙焦→除根→成品麦芽的各环节分别扦样， 进行微生物培养、分离、纯化， 对每份样品上分离出来的未知菌株，在标准培养基上进行扩增培养，然后用自动微生物鉴定仪或按照对应的检索系统进行分类鉴定， 所有 菌类 都只 鉴定到属 ， 重点将放在曲霉、根霉、地霉、镰孢霉、乳杆菌等已有报道对麦芽品质有益和有害微生物及其代谢产物的菌相、数量变化趋势研究上。 同时进行霉菌总数和细菌总数 的检测分析 （ 2） 制麦过程中各阶段产品 理化指标分析 本项研究内容 与第一项内容同时进行， 利用第一项所 扦样 品 ， 进行浸出物 (细粉 )（ 主要参数 ， 目的是预测酿造浸出物产量 ）、 浸出物 (粗粉 )（ 重要参数 ， 给出麦芽溶解信息 ）、 粗细粉差 （ 重要参数 ， 给出麦芽溶解信息 ）、 总氮 和总可溶性氮（ 主要参数 ， 麦芽的高氮含量不适于啤酒酿造 ，会导致微生物繁殖 ， 酒体浑浊 ，给 啤酒风味及稳定性带来问题 ）、 库尔巴哈值 （ 主要参数 ， 经常是有害的 ， 与麦芽溶解情况有关 ， 特别是蛋白质溶解 ）、 麦芽汁粘度 （ 麦芽汁过滤的有用预测 ）、 β葡聚糖含量 （ 麦芽汁过滤的有用预 测 ， 给出溶解状况的有关信息 ）、 色度 （ 主要参数 ， 预测麦芽汁颜色 ） 、 pH值和总酸 等 麦芽 理化 品质 指标 的 检测分析。 （ 3） 影响麦芽浊度、色度和过滤速度的微生物筛选 本项研究内容在前两项的基础上进行。 采集 （ 1）、（ 2） 项研究内容的 数据 ， 进行由原料大麦到成品麦芽制麦工艺流程中微生物生长及代谢物质等基本信息的研究和对 反映 麦芽 浊度、色度和过滤速度的理化指标 15 的 影响的相关性分析， 初步 筛选 出制麦过程中影响麦芽 浊度、色度和过滤速度的 主要有益 、有害 微生物及其代谢产物。 （ 4） 影响麦芽 浊度、色度和过滤速度有益、有害微生物的验证试验及特 性分析 本项研究内容在第 （ 3） 项的基础上进行。 将筛选出 的 影响 制麦过程中 麦芽浊度、色度和过滤速度的主要有益、有害微生物，选用加麦、澳麦各一个品种和两个品种的国产大麦，在实验室制麦机中进行有益或有害微生物接种试验， 对生产的麦芽进行综合品质分析，对这些微生物的有益或有害作用进行验证。 对验证后筛选出的主要优势有益、有害微生物菌群的生物学特性进行分析。 微生物不良影响控制措施研究 （ 1） 微生物制麦技术研究 ★ 接种微生物生长的主要影响因素研究 影响接种微生物生长的因素有很多。 国外研究表明微生物制麦的效果肯定会受到大 麦表皮自然存在的微生物菌群的影响，微生物之间对氧气的竞争也会在很大程度上影响到制麦效果。 我们的主要研究目标是要提高麦芽品质，因此，我们将主要从大麦表皮自然存在的微生物菌群对接种微生物生长的影响和微生物制麦发芽最佳供氧条件两方面进行研究 ， 同时测定麦芽主要品质指标， 通过正交试验选择微生物生长最佳条件。 ★ 接种微生物 菌种 的选择 微生物是微生物制麦技术的灵魂，合适的微生物菌株是成功进行微生物制麦的首要保障。 我们将 根据 第 （ 4） 项 验证试验的结果， 筛选 出对麦芽浊度、色度和过滤速度有益的微生物在发酵罐内制种， 以 大连麦芽和江 阴麦芽 现在使用的 啤酒 大麦（澳麦、加麦、国产啤酒大麦各一个纯 16 品种），在实验室内使用微型制麦 机 进行 实验室微型制麦试验。 通过 对获得的麦芽 进行综合品质 分析，筛选出 能提高麦芽品质的有益微生物菌种。 ★ 微生物 接种时 间 和接种量的 研究 根据目前研究的情况，有的是在浸麦时进行微生物接种，有的则是在浸麦结束发芽开始之前接种。 本项研究将结合筛选出的有益微生物菌种的生物学特性，选择合适的培养基进行培养并检测其浓度，选择适合的载体，结合麦芽品质指标分析结果，进行接种时 间 和接种量的研究。 ★ 微生物制麦小试 为使试验工艺便于在大生产中放 大，在浸麦方法中，通风量的控制、温度控制以及喷淋水的控制等方面将尽量接近于大生产所能达到的条件。 其他工艺条件尽量与大连麦芽和江阴麦芽大生产的条件保持一致。 ★微生物制麦中试 将实验室最大投料量至少扩大 100～ 1000倍逐步 进行中试，对技术方案改进、完善。 ★生产化试验 及应用 为保险起见，先在单批次生产规模较小的海拉尔制麦厂进行生产性试验，对技术方案改进、完善后在应用于大连麦芽和江阴麦芽。 （ 2） 有效杀 菌 剂的筛选 及配比研究 根据查阅的资料，在实验室内进行可用于麦芽生产灭菌的杀菌剂中选择针对性更强、灭菌效果更好 的杀菌剂 ；通过实验室试验，研究不同浓度配比灭菌效果，提出最佳配比，并通过扩大试验验证，最后用于生产中浸麦阶段。 （ 3） 浸泡液粘稠物的去除方法研究 本项研究将分别对浸泡用水、浸泡液以及粘稠物分别取样进行微生物学分析， 分离出粘稠物的优势微生物菌群及其主要代谢产物，并进根 17 据这类优势菌 本身的生物学特性 ，研究抑制其繁殖的控制措施 ，找出减少和去除粘稠物的办法。 降低澳麦芽 pH值的 方法 研究 （ 1） 大麦原料碱性物质 对 pH值 影响 的 研究 本项研究将 在大连麦芽 扦 取一定量的澳麦与加麦，加一定比例的软水进行浸 泡后，测定其 pH值及 pH值缓冲容量。 对比分析两者的差异大小及其影响因素。 如果澳麦的 pH值显著偏高，可利用微型制麦设备在实验室内开展不同浸泡加水量或清洁度的制麦实验，以明确澳麦麦芽 pH值偏高是否由于其原料表面易溶性碱性物质作用的结果 ，与此同时进行麦芽品质检测。 若确定是大麦原料表面易溶性碱性物质的影响，即 可 通过增加大麦的润洗次数或 改变浸麦加水量等 浸麦 工艺参数 降低 pH值。 注：麦芽缓冲容量以协定糖化麦汁的缓冲性表示，即每 100mL 麦汁的 pH值改变 1 个单位时，所消耗 mol／ L NaOH 的毫升数。 （ 2） 制麦过程中麦芽内部有机酸 类物质变化对 pH值的影响 如果澳麦的 pH值及 pH值缓冲容量与加麦相比无显著性差异，则需要 用相同样品 进行澳麦 和加麦 在制麦过程中内部有机酸类物质变化研究。 ★ 用前面分析碱性物质影响相同的样品 ，研究 澳麦和加麦及其麦芽中总有机酸的组成及含量（如乳酸、柠檬酸、苹果酸、琥珀酸、酒石酸、乙酸、草酸等、氨基酸、脂肪酸、磷酸等）；以及金属元素等物质的组成及含量。 ★ 通过在特定麦汁中添加不同有机酸，研究不同有机酸及其增加量对缓冲体系的贡献或影响因子，找出对麦芽 pH值影响较大的几种主要有机酸，并进行降低澳麦麦芽 pH值时的增加量研 究。 通过查阅资料， 了解大麦发芽中产生上述有机酸的几种主要的酶系及其在制麦过程的相关变 18 化性质，结合制麦工艺确定降低澳麦芽 pH值的适宜有机酸及其酶系。 其中，按目前的研究表明，磷酸酶系及其分解的有机酸可能是其调节麦芽pH值的最主要影响因素。 ★ 在实验室内利用微型制麦设备，按照大连麦芽 这两个 品种的现有生产工艺参数进行制麦实验，并在由大麦原料→筛选→浸泡→发芽→烘干 (排潮、焙焦 )→除根→成品麦芽的各环节分别扦样，分析测定制麦过程中 pH值变化、主要酸类物质变化及主要酶系（总酶含量及其活性，以磷酸酯酶为主）的变化情况。 ★ 参照大连麦芽 这两个 品种的现有生产工艺参数，改变特定工艺条件（温度、浸麦度、发芽时间、供氧量、浸麦水 pH 值和无机离子、“可接受”生物制剂等因素），研究其对主要酶系（以磷酸酯酶为主）及其产酸的影响，同时检测成品麦芽品质指标 ，研究改变特定工艺条件后对麦芽品质的影响。 ★ 根据实验结果分析影响成品麦芽 pH值的主要工艺条件。 进而提出控制成品麦芽 pH值的草案。 草案中将结合大连麦芽现有的工艺、设备条件，提出生产过程中可控、易控且经济有效的工艺参数指标。 （ 3） 生产试验和工艺改进 开展本项 内容 研究的最终目的，是为了应用于大 连麦芽的生产实际，降低澳麦麦芽 pH值，稳定和提高麦芽品质质量。 因此在完成了实验室工艺研究之后，将到中粮 大连 麦芽生产现场，进行生产放大试验；并根据放大试验的情况，对工艺进行适当改进，确保在不影响（或影响较小）麦芽其它品质指标条件下，将成品麦芽的 pH值控制在 ～ 范围，满足市场需求。 19 技术路线框图： 制麦过程中麦芽内部有机酸类物质变化 对 pH 值 的影响 降 低澳麦芽 pH 值适宜有机酸、酶系及其在制麦过程中的变化研究 分析影响 pH 值的主要工艺条件，提出控制草案 ， 微型制麦机小试，改进 微生物制麦技术研究 其他 微生物 控制措施研究 接种微生物生长的主要影响因素研究 接种微生物菌种选择 接种时间和接种量研究 微生物制麦小试，微调，改进 对工艺进行改进 撰写项目技术报告、总作总结等验收材料，准备项目验收 制麦过程中影响麦芽浊度、色度和过滤速度的微生物变化趋势 研究 影响麦芽浊度、色度和过滤速度有益、有害微生物的验证试验及特性分析 影响麦芽浊度、色度和过滤速度的微生物筛选 制定实施方案 制麦过程中各 阶段产品主要 理化指标分析 研究 降低澳麦芽 pH值的研究 微生物对麦芽浊度、色度和过滤速度的影响及降低澳麦芽pH值的研 究 成立项目组搭建实验室平台 杀菌剂筛选 及最佳配比研究 浸泡液粘稠物的去除方法研究 是 不是 研究 控制措施并生产化应用 大麦原料碱性物质 引起 pH 值升高措施研究 提出 控制措施并生产化应用 工厂放大试验 提出可行性工艺 微生物制麦中试调整、改进 制麦中试和 调整、改进 20 五、技术关键和创新点 （一） 技术关键 影响麦芽浊度、色度和过滤速度的有益、有害 微生物 筛选 ； 接种 有益 微生 物生长的主要影响因素研究 ； 接种 有益 微生物菌种选择 ； 有益微生物接种时机和接种量的选择 ； 微生物制麦技术 中试与 生产化应用 ； 浸麦阶段使用的有效杀菌剂及最佳配比； 麦芽中酸类物质对成品麦芽 pH 值的影响因子及影响因子较大的主要酸类物质的酶系变化情况 ； 在不影响成品麦芽其它品质指标条件下，将成品麦芽的 pH 值控制在 范围。 （ 二） 技术创新点 首次 系统的对微生物生长及代谢物质对麦芽 浊度、色度和过滤速度的影响进行了研究 ； 首次 选择出 适宜于 降低麦芽浊度、色度，提高麦芽汁过滤速度的有益 微生物，并筛选出适宜于 微生物制麦的微生物菌种； 首次 在国内进行 微生物制麦 中试和生产放大试验 ； 首次系统地研究了麦芽中有机酸物质对成品麦芽 pH 值的影响因子及成品麦芽汁的 pH缓冲容量 ； 首次研究了制麦过程中麦芽特 定酸类物质及其酶系的变化情况。 21 六、预期成果及考核指标 （一） 成果形式（小试、中试、产业化） 筛选出浸麦阶段使用的有效杀菌剂，提出最佳浓度配比，供制麦。