Transcript 八、大麦的化学组成和性质

制麦生产流程
原大麦
→
粗选
→
储藏 → 精选
↓
↓
大杂
小杂
→
分级
↓
精选大麦
↓
麦芽贮存
↓
抛光
←
→
除根
←
成品麦芽
干燥
←
发芽
←
浸麦
麦芽生产主要工序
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•
1.原大麦
是指收获后而未加预处理的大麦。
2.粗选
主要是指把进厂后原大麦中的粗大杂质去除的过程。完成
此任务的主要功能设备叫粗选机。当然在粗选系统中，除
了主要功能设备“粗选机”中外，还有其它次要功能设备
3.精选
主要是指把粗选后的大麦中较小圆形杂质去除的过程。完
成此任务的主要功能设备叫精选机。精选后的大麦叫精选
大麦。当然在精选系统中，除了主要功能设备“精选机”
之外，还有其它次要功能设备。
4.清选
是粗选和精选的合称。
麦芽生产的主要工序
• 5.分级
是指按大麦颗粒腹径的大小不同进行分级的过程
。完成此任务的主要功能设备叫分级机。
• 6.大麦贮存
是指新收获的大麦在经过粗选后甚至精选分级后
进行适当时间的存贮，才能达到制麦成熟状况的
过程。
• 7.预处理
是指把原大麦进行粗选、精选、分级、贮存处理
的合称。预处理后的大麦必须达到制麦成熟状况
。
麦芽生产的主要工序
• 8.浸麦
是指把已达到制麦成熟状况的大麦经过适当浸麦
工艺的处理，使大麦的水分提高至符合发芽水分
要求的过程。完成此任务的主要功能设备叫浸麦
槽。浸麦后的麦粒叫湿大麦。
• 9.发芽
是指通过对湿大麦粒进行适当的通风、控温度、
控水分，使麦粒中形成并累积各种酶、麦粒适度
溶解的过程。完成此任务的主要功能设备叫发芽
箱。发芽工艺过程完成后的麦粒叫绿麦芽。
麦芽生产的主要工序
• 10.干燥
把绿麦芽进行热空气处理，使其脱水、生色、产
香，停止根芽叶芽生长的过程。完成此任务的功
能设备叫干燥炉或干燥箱。干燥工艺过程完成后
的麦芽叫出炉麦芽。
• 11.除根
是指把干燥炉出来的麦粒上的根芽去除之过程。
完成此任务的功能设备叫除根机。
• 12.麦芽贮存
是指除根后的麦芽必须进行适当时间的贮存才能
用以麦汁制备的过程。
麦芽生产的主要工序
• 13.抛光
有的麦芽企业在麦芽出厂前进行麦芽颗粒表
面抛光处理，此过程就是抛光。完成此任
务的功能设备叫麦芽抛光机或麦芽打磨机
。
• 14.成品麦芽
出厂前的麦芽叫成品麦芽。进行交易时的麦
芽叫商品麦芽。
制麦厂的主要车间
• 1.预处理车间
是指对原大麦进行粗选、精选、分级处理的
车间。
• 2．仓贮车间
是指对大麦贮存、麦芽贮存进行处理和管理
的车间。
• 3．浸麦车间
是指对达到制麦成熟状况的大麦进行浸麦工
艺处理、使之达到发芽要求的生产车间。
制麦厂的主要车间
• 4．发芽车间
是指对浸麦后的湿大麦进行发芽工艺处理的
生产车间。
• 5．干燥车间
是指对绿麦芽进行干燥工艺处理的生产车间
。
• 6．后处理车间
是指对出炉麦芽进行除根、抛光处理的生产
车间。
制麦厂的主要车间
• 7．动力车间
是指为麦芽生产提供电力、压缩空气、供蒸
汽、供冷及生产用水处理的车间。
• 8．污水处理车间
是指对麦芽厂产生的污水进行净化处理的车
间。
对制麦生产的要求
• 能生产出符合啤酒企业需要的、高质量的
麦芽
• 尽可能获得高的制麦率
• 尽可能降低水、电、汽耗
• 能生产高质量的特种麦芽
• 环境友好
• 设备的高度自动化
• 安全生产
制麦的目的
1)最大限度地形成、激活和积累各种酶，达
到“酶系全面、酶量丰富、酶活很高”这
样一种状态”，以满足制麦过程、尤其是
啤酒酿造中“糖化”过程 对酶的需求。
2)使麦粒胚乳内容物得到适度溶解
- 细胞得到很好的溶解
- 蛋白质得到适度的溶解
3)产生“色、香、味”等物质，以赋予麦芽
和啤酒特有的“色、香、味”。
国际麦芽制备行业的现状
□世界上生产麦芽制造设备的强国为德国（
Seeger公司和Lausmann公司）、法国（
Nordon公司）等；
□啤酒大麦生产强国是澳大利亚、法国、加
拿大等；
□麦芽生产大国是法国、美国、中国等。
国际上大型麦芽制备公司
（2008年数据）
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□法国Soufflet麦芽公司（约140万吨）
□美国Cargill麦芽公司（约130万吨）
□法国Malteurop麦芽公司（120万吨）
□美国Conagra麦芽公司（约110万吨）
□中国永顺泰麦芽公司（约100万吨）
□法国IMC麦芽公司（约80万吨）
□爱尔兰Greencore麦芽公司（约57万吨）
□德国Weissheimer麦芽公司（约55万吨）
□美国Rahr麦芽公司（50万吨）
□比利时Boortmalt麦芽公司（47万吨）
□澳大利亚Ausmalt麦芽公司（约39万吨）
□中国大连中粮麦芽公司（约30万吨）
□中国黑龙江龙垦麦芽公司（约20万吨）
中国麦芽制备行业的现状
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截止2009年，中国现有麦芽年生产能力约500万吨（其中啤酒企
业自产麦芽能力约60万吨）。
现有制麦企业约90多家，麦芽工厂130多家，其中前5位制麦企业
的产能和产量约占全国总产量的50％。
中国永顺泰制麦公司旗下有10家子公司（广州、宁波、江苏宝应
、南京、江苏泰州、新疆奇台、甘肃武威、山东吕乐、秦皇岛等
），产能近100万吨，位居世界制麦企业产能第5位，占中国商品
麦芽25%－30%的市场份额。
在中国，绝大多数的麦芽厂的生产能力比较小，只有几万吨的麦
芽生产能力，急需走向集团化、规模化，只有这样才能在市场竞
争中处于优势。另外，中国的特种麦芽的生产产能低、质量不高
、质量不稳。
中国江苏江都显业集团具有较强的制造麦芽生产设备的技术和能
力，其制造的麦芽生产设备很受我国制麦企业的欢迎，前景远大
二、大麦的种类
• 分类依据
– 使用价值
– 籽粒形态
– 播种季节
– 麦穗形态
二、大麦的种类
• 分类
–按使用价值来分：
• 啤酒酿造大麦
• 非啤酒酿造大麦（中国白酒、
威士忌、食醋、酱）
• 食用大麦：青稞
• 饲料大麦
二、大麦的种类
• 分类
–按籽粒形态来分：
• 六棱大麦
• 四棱大麦
• 二棱大麦
二、大麦的种类
根据大麦籽粒生长形态来分
类别
分类特征
六棱大麦
是大麦的原始形态。麦穗断面呈六角形，有6行麦粒围绕1
根穗轴而生，其中只有中间对称的2行籽粒发育正常，其
左右4行籽发育迟缓、粒形不正。因此，六棱大麦的籽粒
大小不够整齐，比较小。
六棱大麦的蛋白质含量相对较高，淀粉含量相对较低。
四棱大麦
实际也是六棱大麦，只是它的籽粒不像一般六棱大麦那样
对称，有2对籽粒互为交错，麦穗断面呈四角形，看起来
像是在穗轴上形成4行籽粒，因而得名。
二棱大麦
是六棱大麦的变种，麦穗扁形，沿穗轴只有对称的2行籽
粒，由此得名。二棱大麦籽粒相对均匀整齐，比较大。
二棱大麦的淀粉含量相对较高，蛋白质含量相对较低。
二、大麦的种类
六棱大麦
四棱大麦
二棱大麦
二、大麦的种类
• 分类
– 按播种季节来分：
• 德国
– 夏大麦（3、4月份播种，7、8月份收割）
– 冬大麦（9月份播种，第二年7、8月份收割）
• 中国
– 春大麦（3、4月份播种，7、8月份收割）
– 冬大麦（9月份播种，第二年7、8月份收割）
二、大麦的种类
大麦根据播种时间的分类
类别
分类特征
夏（春）
大麦
夏（春）大麦经过几百年的“酿造价值”的系统改良、培育
，具有良好的酿造性能。
种植生产周期短，颗粒饱满整齐，麦皮很薄，皱纹细密，休
眠期短。
冬大麦
种植生长期长，但产量高，大多为四棱，少数为二棱大麦。
颗粒不整齐，不饱满，麦皮较厚，休眠期长。
二、大麦的种类
• 分类
– 按麦穗形态来分：
• 曲穗大麦
• 直穗大麦
二、大麦的种类
大麦根据麦穗形态的分类
类别
分类特征
直穗大麦
麦穗成熟时直立，穗厚而阔，籽粒互相紧靠，籽
粒的基座有一条横向的隆块和凹沟。直穗大麦中
有二棱大麦、四棱和六棱大麦。
曲穗大麦
麦穗成熟时下垂，穗长而细，籽粒的基座均为斜
面形。曲穗大麦均为二棱大麦。适于酿制啤酒的
大麦多为曲穗二棱春（夏）大麦。
二、大麦的种类
• 酿造大麦的选用
– 二棱曲穗夏（春）大麦
• 颗粒饱满、均匀
• 麦皮很薄，皱纹细密
• 淀粉含量高
• 蛋白质含量适中
• 休眠期短
• 易于制麦加工
三、大麦的品种选育
品种选育的目的：
• 符合农业种植需要
• 符合啤酒生产需要
三、大麦的品种选育
• 品种选育方法
–形态选种法
–杂交育种法
–诱变育种法
–基因转化技术育种法
三、大麦的品种选育
• 品种选育方法
– 形态选种法
• 不同品种的大麦，其外部形态如：基
刺、浆片、基座、颖齿和腹沟都不相
同，可以区分识别。
• 依此进行品种纯净分选，然后进行农
业种植试验、制麦和啤酒酿造试验，
从纯种中找出优良的啤酒大麦品种加
以推广和种植。
三、大麦的品种选育
基
刺
的
区
别
A型
长
中
C型
短
长
中
短
三、大麦的品种选育
不同形状的浆片
三、大麦的品种选育
基座的区别
斜面形（曲穗大麦）
凹沟形（直立大麦）
三、大麦的品种选育
腹
沟
和
颖
齿
的
区
别
颖齿
腹沟
基刺
基座
三、大麦的品种选育
• 品种选育方法
– 杂交育种法
• 通过遗传杂交技术，把多个“纯种大
麦的优良特性”汇集于一个品种上。
• 新品种进行小型种植、制麦和酿造试
验，从中再筛选，继而再进行大型种
植、制麦和酿造试验。成功后的新品
种才能进行推广和大面积种植。
三、大麦的品种选育
• 品种选育方法
–诱变育种法
• 利用物理或化学的诱变处理方法，
使其基因发生变异，从中选育出所
需性能的大麦品种。
三、大麦的品种选育
• 品种选育方法
–基因转化技术育种法
• 利用生物技术从生物体内将编码某
种特性的基因分离出来，再转化到
大麦中去，从而获得所要求的性能
。
三、大麦的品种选育
• 选育机构
– 国外
• 美国酿造大麦协会（AMBA)
• EBC大麦委员会
• 法国酿造大麦协会
– 国内
• 甘肃农科院
• 黑龙江红星农科院
• 其它
三、大麦的品种选育
• 育种试验
–农业试验
• 对新选品种进行田间种植和观察
–工业试验
• 小、中型制麦试验
• 小、中型啤酒酿造试验
三、大麦的品种选育
• 种植优良啤酒大麦的国家或地
区（详见教材）
–国外
• 澳大利亚
• 加拿大、美国
• 法国、德国
–国内
• 西北（甘肃、新疆、宁夏）
大麦品种的鉴定
品种鉴定
-外观形态法：
–电泳法：
»由于构成每个大麦品种蛋白质的
氨基酸的种类是不同的，因此在
一定pH值情况下所带电荷和电荷
量是不同的，所以在电泳场下运
动方向和运动距离是不同的，以
此进行鉴别。
大麦品种的鉴定
品种鉴定：
–DNA指纹法(deoxyribonucleic Acid )
通过DNA图谱，不同个体的图谱是不同的，
就像人的指纹一样互不相同。常用PCR法
PCR法：
聚合酶链反应(Polymerase Chain
Reaction)
» 在短时间内大量扩增特定的DNA片段的
分子生物学技术
－HPLC（高效液相色谱法）：技术不成
四、优良酿造大麦品种的特点
1. 优良的“可种植性”
– 产量高
– 气候适应性强
– 土壤营养吸收能力强
– 低肥
– 抗病害能力强
– 生长成熟期短
– 性能稳定性好
四、优良酿造大麦品种的特点
2. 优良的“可制麦性”和“可酿造
性”
–
–
–
–
–
–
–
–
–
休眠期短、水敏性低、吸水力大
麦粒大、饱满、整齐均匀
麦皮薄，皱纹细腻
制麦周期短
浸出率高，蛋白质含量适中
千粒重高
胚乳粉状度高
酶形成能力强
麦芽溶解性好，可滤性强，色泽浅
五、大麦生长条件和气候
大麦的种植
五、大麦生长条件和气候
• 气候
– 阳光充足、日照时间长、温暖、气
候干爽，对大麦生长有利。
– 高温、干燥易导致减产，且蛋白质
含量高。
– 低温、多雨易导致大麦收割质量不
好。
五、大麦生长条件和气候
• 土质
– 土质不能偏酸性（pH值>6.5）和偏
碱性
– 沙质和粘土的土壤
– 保持土地轮作（土豆、白菜、萝卜
）
五、大麦生长条件和气候
• 施肥
– 总体要求：增磷保钾减氮
• 磷肥：有利于麦粒形成
• 钾肥：有利于生根且使土壤疏松
• 氮肥：产量高
五、大麦生长条件和气候
• 大麦的成熟与收割
– 绿色成熟
• 麦粒水含量高，籽粒未生长完毕，不宜收割
。
– 黄色成熟
• 因土壤缺水而生长停止。麦粒水分高、胚乳
坚硬。
– 完全成熟
• 生长适宜，水分合适，适宜收割。
– 过渡成熟
• 延迟收割，麦粒水分过低，麦粒易破损，不
易加工。
五、大麦生长条件和气候
• 我国优良啤酒大麦产区
–华东：江苏
–西北：甘肃、新疆、宁夏
–东北：黑龙江
–种植面积：700多万亩
–种植产量：2290万吨
五、大麦生长条件和气候
• 注意：
–不同种类、不同型号的大麦一
定要分开纯种种植，以保证啤
酒大麦的“品种纯度性”。
六、大麦与其它谷物之比较
• 大麦的特性（使用大麦酿造啤酒的原因）
– 内容物无毒性。
– 良好的可种植能力，即对环境相对要求低，容
易种植。
– 世界性的广泛种植。
– 酶的形成和积累能力高。
– 较高的淀粉含量。
– 蛋白质含量比较适中。
– 其麦皮可作为麦汁过滤的天然过滤介质。
六、大麦与其它谷物之比较
• 辅料
– 小麦
– 黑麦
– 高粱
– 燕麦
– 稻谷
– 玉米
六、大麦与其它谷物之比较
• 辅料
– 小麦（与大麦比较）
• 共同点：
– 酶形成能力相近，
– 淀粉含量、脂肪含量及其它灰分含量相近。
• 不同点：
– 无麦皮，
– 蛋白质含量较高，
– 颗粒较小。
六、大麦与其它谷物之比较
• 辅料
– 黑麦（与大麦比较）
• 共同点：
– 酶形成和积累能力同大麦，
– 化学成分几乎一样。
• 不同点：
– 产量低，
– 种植性能差。
六、大麦与其它谷物之比较
• 辅料
– 高粱（与大麦比较）
• 不同点：
– 不易发芽加工，
– 淀粉酶形成能力很差。
六、大麦与其它谷物之比较
• 辅料
– 燕麦（与大麦比较）
• 不同点：
– 蛋白质含量高，
– 脂肪含量高，
– 碳水化合物含量低，
– 酶形成能力差。
六、大麦与其它谷物之比较
• 辅料
– 大米（与大麦比较）
• 共同点：
– 有谷皮，
– 碳水化合物高，
– 脂肪和蛋白质含量低。
• 不同点：
– 酶系不全，酶形成能力差。
六、大麦与其它谷物之比较
• 辅料
– 玉米（与大麦比较）
• 不同点：
– 不易发芽加工，
– 脂肪含量高。
– 酶形成能力差。
六、大麦与其它谷物之比较
各谷物的化学组分对比一览表（％）
谷物类
别
碳水化合
物
蛋白质
脂肪
纤维素
灰分
大麦
68－78
9.5－12.5
1.9－2.6
4.5－7.2
2.7－3.1
小麦
60－75
10－15
2.0－2.5
2.0－2.3
1.5－2.2
大米
85
9.0
0.5
2.3
0.4
玉米
68－76
9.0－13.0
5.0－6.0
2.5－3.0
1.4－1.8
燕麦
44.7
13.4
6.1
12.4
3.5
黍米
64.6
11.2
3.7
2.6
1.5
黑米
63.8
13.5
2.0
2.4
2.4
六、大麦与其它谷物之比较
发芽前及发芽后各谷物的淀粉酶活性对比一览表
谷物类别
 －淀粉酶活力（SKB）
 －淀粉酶活力（SKB）
发芽前
发芽后
发芽前
发芽后
大麦
<0.1
94.0
29.8
34.3
小麦
<0.1
214.7
25.1
23.7
稻谷
0
2.3
0.1
0.2
玉米
0.3
35.6
0.1
<0.1
燕麦
0.3
60.3
2.4
<0.1
黍米
0.1
75.5
0.1
<0.1
黑米
0.1
119.8
17.8
17.6
六、大麦与其它谷物之比较
脱胚玉米于未脱胚玉米的化学组分对比一览表
成分
黄玉米
未脱胚
已脱胚
白玉米
未脱胚
已脱胚
粉
68.1－72.5 693.－73.0
68.70
74.60
蛋白质
10.5－ 8.7－10.0
11.0
5.8－6.3 0.5－1.5
11.20
9.60
3.70
0.90
纤维素
2.5－3.0
1.2－2.0
3.20
2.00
灰
1.5－2.2
0.8－1.5
1.70
1.60
淀
脂
肪
分
七、大麦的组织结构
大麦的形态和结构：
•外部结构
•内部结构
七、大麦的组织结构
大麦子粒的外形
麦芒
谷皮
腹部
谷皮
背部
胚乳
胚
七、大麦的组织结构
大麦的纵剖图
胚
背
部
盾状体
上皮层
胚芽
胚芽营养物质
胚根
皮层
谷皮
果皮和种皮
腹沟
腹
部
胚乳
糊粉层
胚乳细胞层
空细胞层
七、大麦的组织结构
大麦的组织结构：
•胚
•胚乳
•皮层
七、大麦的组织结构
• 胚（2－5％）
–是麦粒具有生命的部分（若受损，则麦粒无生
命）。
–含有原始的胚根和胚芽。
–含有低分子营养物质，作为其开始发芽的营养
（蔗糖、蛋白质、矿物质、维生素等）。
–盾状体和上皮层
• 形成脉管输送系统
–将胚分泌的赤霉素输送至胚乳的糊粉层并激发产生酶
–胚乳分解的营养物质输送给胚，使其生长
七、大麦的组织结构
• 胚乳（70－75％）
–大麦的内容物绝大部分贮存于胚乳中。
•麦粒生长时少部分胚乳被分解，其分解物一
部分给胚提供呼吸能量，一部分作为低分子
物质存在麦粒中。
•由胚乳细胞构成胚乳细胞层。胚乳细胞的胞
壁主要由半纤维素和麦胶物质组成；相邻胞
壁之间是组织蛋白；细胞内主要成分是淀粉
颗粒。胚乳细胞层与糊粉层之间是贮存蛋白
–糊粉层
• 也是具有生命的组织，起呼吸作用；发芽时是酶的
产生地。主要成分是胶质蛋白、脂肪、花色苷。
七、大麦的组织结构
• 谷皮（7－13％）
–由谷皮、果皮和种皮组成。
–谷皮主要由纤维素组成，并含有对啤酒质量不
利的麦皮多酚、硅酸、麦皮蛋白质（苦涩）
• 保护麦粒不被破坏（微生物的侵袭）
• 阻碍麦粒内容物的溶出
• 阻碍水分的挥发和吸收
• 作为天然的麦汁过滤介质
–果皮上有腊质层，对赤霉素和氧具有不透性，
与休眠期相关。
–种皮是具有半渗透性的膜
八、大麦的化学组成和性质
• 水分
–根据收获季节的气候情况：
•大麦水含量波动在11－20％
•收割时的大麦水分最好<14％
•适于储藏的大麦，其水含量应<15％
–高的经济性
–储藏的便利
» 不易发霉（微生物的侵蚀），虫害小
» 发芽率损伤小
–水敏性较低
八、大麦的化学组成和性质
大麦绝干物质含量
总碳水化合物
70－85％
蛋白质
10.5－11.5％
矿物质
2.0－4.0％
脂肪
1.5－2.0％
其它内容物
1.0－2.0％
八、大麦的化学组成和性质
• 碳水化合物
–大麦绝干物质中所占比例最大，主要由C
、H、O元素构成，
–根据构成物质各组成成分的不同分为：
•淀粉
•纤维素
•半纤维素和麦胶物质
•糖
八、大麦的化学组成和性质
• 淀粉
–淀粉形成
-光合作用形成葡萄糖
6CO2  6H 2O
光合作用
 C6 H12O6  6O2
叶绿素
-葡萄糖分子聚合形成淀粉
缩合
nC6 H12O6 

（C6 H10O5 )n  nH2O
八、大麦的化学组成和性质
• 淀粉
–淀粉含量
–占绝干物质的55－66％
–与蛋白质含量成反比例关系
–注意：
» 淀粉含量低的大麦：制成的麦芽的绝干浸出
率低，糖化时的糖化收得率低。
» 大麦蛋白质含量每上升1％，则麦芽浸出率会
含量下降0.6％
八、大麦的化学组成和性质
• 淀粉
–淀粉颗粒大小
–大淀粉颗粒（直径20－40 m）：外部包裹的蛋
白质少。
–小淀粉颗粒（直径2－10 m）：外部包裹的蛋白
质多。
» 数量占全部淀粉颗粒的90％，其质量只占10％
左右。
» 小淀粉颗粒的外部被很致密的蛋白质所包裹，
所以淀粉不易被酶分解。
» 小淀粉颗粒越多，则大麦蛋白质含量就越高。
其糊化、液化和糖化较大淀粉颗粒困难。
八、大麦的化学组成和性质
大颗粒淀粉
胚乳淀粉颗粒
小颗粒淀粉
八、大麦的化学组成和性质
• 淀粉
–淀粉按结构不同可分为
–直链淀粉
–支链淀粉
八、大麦的化学组成和性质
α－葡萄糖
八、大麦的化学组成和性质
麦芽糖
-1,4糖苷键
八、大麦的化学组成和性质
直链淀粉
-1,4糖苷键
八、大麦的化学组成和性质
直链淀粉
形
成
螺
旋
状
八、大麦的化学组成和性质
异麦芽糖
-1,6糖苷键
八、大麦的化学组成和性质
支链淀粉
-1,6糖苷键
-1,4糖苷键
八、大麦的化学组成和性质
支链淀粉
形
成
树
枝
状
八、大麦的化学组成和性质
大麦淀粉的构成
名称
直链淀粉
支链淀粉
别称
正常直链淀粉
异直链淀粉
含量
17－24％
76－83％
60－2000个
6000－40000个
分子量
1－50万
100－600万
连接键
-1,4糖苷键
-1,4和-1,6糖苷键
葡萄糖残基数量
八、大麦的化学组成和性质
淀粉的结构
名称
溶解性
碘检颜色
直链淀粉
易溶于温水，形成
粘度不大的溶液
蓝色
支链淀粉
需加热才能溶于水
，形成粘性溶液
红色到紫色
八、大麦的化学组成和性质
链长和碘检颜色
链长（葡萄糖单元数
螺旋环
碘检变色
）
数
高于45
8
蓝色
40
7
蓝色、紫色
36
6
紫色
31
5
红色
12
2
浅红色
小于9
1.5
不变色
•每个螺旋环由6－7个葡萄糖单元所组成
八、大麦的化学组成和性质
淀粉的物理性能
绝干比重
1.63
风干比重
1.5－1.6
比热
0.270KJ/(Kg·℃)
燃烧热值
4140kcal/Kg＝17322KJ/Kg
光学旋光能力
201－204
无味、无臭、白色，具有吸湿性，在X光谱
下呈晶体状。
八、大麦的化学组成和性质
•淀粉
–淀粉在水中或加热状况下的性能对啤
酒酿造有着非常重要的意义。
–淀粉的糊化
–淀粉的碳化
八、大麦的化学组成和性质
淀粉的糊化
50℃
不溶
→ 膨胀吸水
冷水
→
加热
70℃
膨胀加剧
→
加热
断裂
（结构破坏）
↓
糊化
八、大麦的化学组成和性质
淀粉的碳化
150－160℃
100－120℃
淀粉颗粒
→
淀粉不变色
→
↓
↓
水分
水分
淀粉变为褐色
↓
260
℃
断裂
碳化
←
膨大
←
（结构破坏）
八、大麦的化学组成和性质
• 纤维素
•含量
–占大麦绝干物质的3.5－7％
•主要存在于谷皮上，微量存在于胚、果皮和
种皮内。在胚乳中不存在。
八、大麦的化学组成和性质
纤维二糖
-1,4糖苷键
八、大麦的化学组成和性质
• 纤维素
•结构
–基础物质为纤维二糖，
–通过 -1,4糖苷键相连。
•性质
–无味、无臭
–难于分解，不溶于水
–对酶的分解有相当大的抵抗力
八、大麦的化学组成和性质
•半纤维素与麦胶物质
•含量
–占大麦绝干物质的10％
•主要参与胚乳细胞壁的构成，决定细胞的强
度。总是和组织蛋白质连接在一起。
•在大麦细胞壁中，半纤维素的含量要大大多
于麦胶物质
八、大麦的化学组成和性质
• 半纤维素与麦胶物质
•结构
–半纤维素和麦胶物质在结构上无区别，但分子
量有区别，麦胶物质的分子量小于半纤维素。
–主要由 -葡聚糖组成（少量的戊聚糖）
•性质
–半纤维素不溶于水，但溶于稀碱溶液。
–麦胶物质可溶于水，水溶液粘度较高。
八、大麦的化学组成和性质
•半纤维素与麦胶物质
•对麦芽质量的影响
–细胞（壁）溶解好：则说明此物质在发
芽过程中已大部分被分解，因而胚乳细胞
壁疏松，麦芽粒在粉碎时易于破碎。
–细胞（壁）溶解不好：则说明此物质在
发芽过程中仅少部分被分解，麦芽粒在粉
碎时不易破碎（胚乳粗粉碎粒多），制得
的麦汁粘度高，对麦汁过滤和啤酒过滤不
利，啤酒口感不爽。但有利于啤酒的泡沫
性能，对啤酒的口味丰满性有利。
八、大麦的化学组成和性质
• 低分子碳水化合物
•含量
–占大麦绝干物质的2％
•主要给胚提供开始萌发时所需的能量
•主要是蔗糖、果糖、棉子糖和麦芽糖等物质
八、大麦的化学组成和性质
• 蛋白质
–唯一的含氮物质，主要由C、H、O、N和少量S
、P等元素构成。
–对啤酒酿造的影响：
• 大麦浸出物含量
• 可制麦性
• 麦芽色泽
• 酵母营养
• 啤酒泡沫
• 啤酒口味
• 啤酒可滤性和啤酒非生物稳定性
八、大麦的化学组成和性质
• 蛋白质
–形成
•植物通过吸收铵中的氮和有机酸而合成，
•基本结构物质是-氨基酸，通过缩合形成肽
、胨和蛋白质。
–只有约1/3的大麦蛋白质最终进入啤酒中
八、大麦的化学组成和性质
• 蛋白质
–氨基酸
•结构和分类
•氨基酸的立体化学
•氨基酸的酸碱性质
•氨基酸的疏水性
•氨基酸的光学性质
八、大麦的化学组成和性质
－氨基酸
羧基
-碳原子
氨基
侧链R基
八、大麦的化学组成和性质
• 蛋白质
–氨基酸
•分类
–天然存在的蛋白质含有20多种不同的基本氨基
酸，他们通过肽键相结合。
–氨基酸的差别在于含有化学性质不同的侧键R基
团，氨基酸的物理化学性质（包括净电荷、溶解
度、化学反应活力和氢键形成能力）取决于R基
团的化学性质。
八、大麦的化学组成和性质
• 蛋白质
–氨基酸
•氨基酸的立体化学
–在自然界中除甘氨酸外，其它氨基酸所含的碳
原子均为不对称碳原子，因此除甘氨酸外，其它
氨基酸均具有光学活性，能使偏振光平面向左或
向右旋转。
–氨基在结构式右边为D－型氨基酸，氨基在左边
为L－型氨基酸。
–天然氨基酸主要为L－型，各种生物体一般只能
利用L－氨基酸。
八、大麦的化学组成和性质
氨基酸的光学结构
D－型氨基酸
L－型氨基酸
八、大麦的化学组成和性质
• 蛋白质
–氨基酸
•氨基酸的酸碱性质
–由于氨基酸同时含有羧基和氨基，因此其既有
酸也有碱的性质，
–称为两性电解质，能与酸碱反应形成盐，
–氨基酸在水溶液中仅以两性离子存在。
–若氨基酸分子内的正电荷数量与负电荷相等，
即净电荷为零，此时的pH值，称之为氨基酸的等
电点，此时其溶解度最小。
八、大麦的化学组成和性质
氨基酸的酸碱性质
碱性
中性
酸性
等电点：指氨基酸分子内的净电荷等于零、分子在电
场内不泳动时的pH值，此时溶解度最小。
八、大麦的化学组成和性质
• 蛋白质
–氨基酸
•氨基酸的疏水性
–构成蛋白质的氨基酸残基的疏水性是影响蛋白
质和肽的物理化学性质（结构、溶解度和结合脂
肪的能力）的一个重要因素。
八、大麦的化学组成和性质
• 蛋白质
–氨基酸
•氨基酸的光学性质
–氨基酸所处环境的极性影响它们的光吸收和荧
光性质，因此常被用于来考察蛋白质构象的变化
八、大麦的化学组成和性质
• 蛋白质
–二肽
•肽键
–一个氨基酸分子上的羧基与另一个氨基酸分子
上的氨基脱水结合形成二肽，此键叫肽键。
–蛋白质
•多个氨基酸分子通过肽键的连接形成肽、胨
和蛋白质。
八、大麦的化学组成和性质
肽键
肽键
八、大麦的化学组成和性质
• 蛋白质
–性质
•变性或凝聚
–变性：蛋白质的结构破坏。
» 通过加热、pH值的变化、与多酚物质反应、与
重金属反应、与乙醇反应、与盐反应、与强酸
反应、氧化、吸附力以及物理因素（剧烈震荡
）等，蛋白质的结构被破坏。
–凝聚：胶体化学过程
» 当变性蛋白质部分的浓度超过一定数值时，就
会在气体或液体表面聚集成高分子颗粒，形成
混浊沉淀。
八、大麦的化学组成和性质
• 蛋白质
–分类
• 依据在大麦颗粒中的蛋白质分布位置不同分为：
–胶质蛋白
» 存在于糊粉层中。在发芽过程中仅微小部分被
分解（形成酶），绝大部分随麦糟排除。
–贮存蛋白
» 位于糊粉层与胚乳细胞层之间。影响大麦蛋白
质含量。在制麦过程中几乎全部被分解。
–组织蛋白
» 位于相邻胚乳细胞之间。在制麦中被部分分解
为网孔状，使淀粉颗粒可分解、可通透渗出。
八、大麦的化学组成和性质
• 蛋白质
–分类
•依据在不同溶液中的不同溶解性来分：
–清蛋白（水溶性）
–球蛋白（盐溶性）
–醇溶蛋白（醇溶性）
–麦谷蛋白（碱溶性）
•依据是否与其它物质结合来分：
–单纯蛋白
–结合蛋白（糖蛋白、脂蛋白、核蛋白、色蛋白等
）
八、大麦的化学组成和性质
• 大麦蛋白质含量及意义
–含量计算
蛋白质含量（％）＝总
氮（N）
 6.25
大麦蛋白质中总是含有16％的氮元素。
八、大麦的化学组成和性质
• 大麦蛋白质含量及意义
–优质啤酒大麦的蛋白质含量
• 9.5－11.5％（绝干）
• 总氮含量1.52-1.84％
–意义：
1.麦芽浸出率、糖化收得率
2.大麦颗粒吸水速度
3.制麦难易度和制麦损失
4.麦芽质量
八、大麦的化学组成和性质
• 大麦蛋白质含量及意义
–取决于
•
•
•
•
大麦品种
颗粒大小
大麦生长的气候条件和施肥
大麦生长的土壤条件
八、大麦的化学组成和性质
• 大麦蛋白质含量及意义
–分解产物的影响
• 制麦中
–根芽、叶芽的生长
–贮存于胚乳中
–色香味物质的形成
» 美兰德反应
水 分 5％ 温 度 90 C
低分子糖＋低分子氮     类黑素物质
八、大麦的化学组成和性质
• 大麦蛋白质含量及意义
–分解产物的影响
• 酿造中
–啤酒泡沫质量
–啤酒口味丰满性
–啤酒非生物稳定性
–啤酒CO2载体
–酵母营养
–啤酒色泽物质、发酵副产物的形成
–啤酒风味稳定性
八、大麦的化学组成和性质
蛋白质的分解产物
高分子蛋白分解物 高分子可溶性氮
中分子蛋白分解物
中分子可溶性氮
可溶性氮
低分子蛋白分解物
低分子可溶性氮
八、大麦的化学组成和性质
• 脂肪
–含量
•占大麦干物质的2％左右
–主要存在于糊粉层中，约1/3存在于胚中
，少部分提供麦粒呼吸所需的能量，大
部分随麦糟排掉。
八、大麦的化学组成和性质
• 脂肪
–结构
• 一个分子的脂肪酸和三个分子的甘油结合，脱水形
成一个分子的脂肪。
–影响：
•脂肪分解形成的脂肪酸：
–具有消泡性
–使麦汁浑浊
•脂肪和脂肪酸的氧化物对啤酒风味不利。
–通过脂肪氧化酶氧化，形成青草味。
八、大麦的化学组成和性质
• 磷酸盐
–含量
•取决于大麦品种和磷肥施加。正常含量为
260-350mg P/100g 大麦干物质。
–大麦中主要含有有机磷酸盐。在制麦和
糖化中被磷酸酯酶水解，形成无机磷酸
盐（缓冲物质）。
八、大麦的化学组成和性质
• 磷酸盐
–结构
•无机酸性磷酸盐：KH2PO4
•无机碱性磷酸盐：K2HPO4
–影响：
•醪液、麦汁和啤酒的缓冲物质
–稳定醪液、麦汁和啤酒的pH值。
•是麦粒呼吸和酵母呼吸的能量传递者
–ADP或ATP（贮存能量和能量转移）
八、大麦的化学组成和性质
• 矿物质
–含量
•大麦干物质的2.5－3.5％。
–大部分存在于谷皮、胚和糊粉层中，80
％来自有机化合物。
八、大麦的化学组成和性质
• 矿物质
–结构
•主要是K、P
•其次为Na、Ca、Mg、Fe、S、Cl等
–影响：
•微量元素
–酶反应需要矿物质
•质量影响
–重金属离子对酶和酵母不利
八、大麦的化学组成和性质
• 维生素
–含量
•大麦富含维生素
–集中分布在胚和糊粉层等活性组织中，
常常以结合状态存在。
八、大麦的化学组成和性质
• 维生素
–结构
•脂溶性维生素：VA、VD、VE
•水溶性维生素：VB（B1、B2、B12)、VC
–影响：
是双成分酶中辅酶的组成部分，影响酵母生长和发酵
八、大麦的化学组成和性质
• 多酚物质
–含量
•占大麦干物质的0.1－0.3％
–大麦的酚类物质含量与品种有关，也受
生长条件的影响。主要存在于谷皮中，
部分存在于糊粉层中。
八、大麦的化学组成和性质
• 多酚物质
–结构
•简单的酚酸
•高分子有机多酚
–影响：
•沉淀蛋白质
•阿魏酸使大麦具有休眠性
•影响啤酒的质量：加深色泽、增加泡沫、对
啤酒非生物稳定性不利、口味粗糙和涩口。
九、大麦和麦芽中的酶
• 酶
1. 酶的化学性质和组成
2. 酶的催化特性
3. 酶的存在
4. 酶的分类
5. 酶的作用条件
6. 酶活力的测定
7. 制麦和酿造工作中的酶
九、大麦和麦芽中的酶
•酶
1.酶的化学性质和组成
• 性质（同蛋白质）
–能被蛋白酶所水解
–高温使酶蛋白变性，失去催化能力
–能使蛋白质变性或沉淀的因素同样使酶变化
–酶的溶解性、两性解离性与蛋白质相同
• 组成
–单成分酶：仅由蛋白质所组成
–双成分酶：蛋白质部分（酶蛋白）＋非蛋白质部分（辅酶
）
九、大麦和麦芽中的酶
•酶
2.酶的催化特性
•酶是一种生物催化剂，能加速生化反应的进
行，而其本身不被消耗。
•E＋S→ES→E＋P
–高效性
–专一性
» 相对专一性
» 绝对专一性
» 立体异构专一性
九、大麦和麦芽中的酶
酶的催化过程
九、大麦和麦芽中的酶
酶分解底物的方式（钥匙和锁的关系）
1.酶袋
2.活性中心
3.底物
4.产物
a.底物进入
b.底物和活性中心
连接
c.底物被分解和退
出
d.产物从酶袋中分
离出来
九、大麦和麦芽中的酶
•酶
3.酶的存在
•所有的生物体在一定条件下都可以形成多种
多样的酶。生物体内的各种生化反应几乎都
是在酶的催化作用下进行。
•酶是生命活动的产物，又是生命活动必不可
缺的条件之一。
九、大麦和麦芽中的酶
• 酶
4.酶的分类
• 根据国际酶学委员会（Enzyme Commission）
按相同化学反应催化性能分为六大类：
– 氧化还原酶
– 转移酶
– 水解酶
– 裂解酶
– 异构酶
– 合成酶
九、大麦和麦芽中的酶
• 酶
5.酶的作用条件
A.底物浓度
B.温度
C.太阳光
D.底物或溶液的pH值
E.酶的浓度
F.激活剂
G.抑制剂
九、大麦和麦芽中的酶
温度对酶活性的影响
九、大麦和麦芽中的酶
pH值对酶活性的影响
九、大麦和麦芽中的酶
作用时间对酶活性的影响
九、大麦和麦芽中的酶
淀粉分解酶类
酶名称
作用键
最佳作用温度 最佳pH值 失活温度
产物
－淀粉酶
－1,4糖苷键
70－75℃
5.6－5.8
>80℃
糊精
－淀粉酶
－1,4糖苷键
60－65℃
5.4－5.6
>70℃
麦芽糖
界限糊精酶 －1,6糖苷键
55－60℃
5.1
>65℃
糊精
麦芽糖酶
－1,4糖苷键
35－40℃
6
>50℃
葡萄糖
蔗糖酶
－1,4糖苷键
50℃
5.5
>68℃
葡萄糖、果糖
R－酶
－1,6糖苷键
40℃
5.3
>70℃
糊精、麦芽糖
九、大麦和麦芽中的酶
葡聚糖分解酶类
酶名称
作用键
内－－葡
聚糖酶
－1,4糖苷键
40－45℃
4.5－5.0
>55℃
高分子可溶性
－葡聚糖
－1,3糖苷键
60℃
4.5－5.5
>70℃
高分子可溶性
－葡聚糖
－1,4糖苷键
40℃
4.5
>40℃
纤维二糖、
昆布二糖
外－－葡
聚糖酶
最佳作用温度 最佳pH值 失活温度
产物
九、大麦和麦芽中的酶
蛋白酶类
酶名称
作用键
最佳作用温度 最佳pH值 失活温度
产物
内肽酶
肽键
50－60℃
5.0－5.2
>80℃
多肽
羧肽酶
肽键
50－60℃
5.2
>70℃
氨基酸
氨肽酶
肽键
40－45℃
7.2
>50℃
氨基酸
二肽酶
肽键
40－50℃
7.8－8.2
>50℃
氨基酸
十、大麦和麦芽的区别
大麦和由大麦制成的麦芽的区别很多，但主
要区别点如下：
• □农药残留：大麦上可能有农药残留，而
麦芽则因浸麦过程而洗去麦粒上的可能残
留农药。
• □粉碎质量：麦芽易于粉碎，且麦皮与胚
乳易于分离，麦皮完整性好、胚乳粉碎度
易于控制，但大麦在粉碎时却与之相反。
• □麦粒浸出物的可分解性：糖化时大麦中
的内容物不易浸出分解，而麦芽中的内容
物则易于浸出分解。
十、大麦和麦芽的区别
• □香味：大麦有麦杆气味，而麦芽有其独
特的麦芽香味。
• □颜色：大麦不能赋予啤酒色泽物质，而
麦芽则可赋予啤酒特有的色泽物质。
• □含酶状况：大麦含酶量很低、且酶系不
完整，而麦芽则酶量丰富（特种麦芽如黑
麦芽、焦香麦芽除外）、酶系完整。
• □所制麦汁特性：大麦所制麦汁浑浊、粘
度高、发酵度低、提供的高中低分子的含
氮物质少、磷酸盐类等物质少，而麦芽却
与之相反。