全 文 :适合用于酿造啤酒的小黑麦品种初步筛选
王 萍 刘伟鹏 杜修桥
(淮海工学院海洋学院,222005,江苏连云港)
摘 要 为探讨用小黑麦麦芽代替大麦麦芽
酿造小黑麦啤酒的可能性,以小黑麦 6 个品种
( 系) 为材料,研究小黑麦酿造啤酒的主要理化指
标、水敏感性以及两种焙燥工艺下麦芽质量。结
果表明,小黑麦品种东农 95-6654、北联 7 号的理
化指标符合二棱大麦优级标准; 焙燥工艺为 45℃
6h→55℃ 5h→65℃ 3h→76℃ 3h时小黑麦麦芽的
α-氨基氮含量、麦芽糖化力、麦芽浸出率等指标与
啤酒生产上用大麦芽相似。
关键词 小黑麦; 品种; 酿造啤酒; 焙燥工艺;
筛选
大麦(Hordeum vulgare L. )麦芽是酿造啤酒的
重要原料,由于啤酒大麦总量不足,使啤酒生产成
本相对较高,目前已有用小麦麦芽作为部分甚至
全部原料生产小麦啤酒的研究报道[1 - 2]。小黑麦
(Triticale)是小麦属(Triticum)和黑麦属(Secale)经
属间杂交及杂种染色体加倍人工合成的一个新物
种[3],它结合了小麦与黑麦的丰产、抗逆、广适和
营养丰富等许多优异特性,在我国一些地区有种
植[4 - 6]。小黑麦除食用与饲用外,也有酿酒的报
道[7 - 10]。20 世纪 70 年代美国大麦研究所开始研
作者简介:王萍,教授,主要从事植物遗传与基因工程研究
基金项目:淮海工学院引进人才科研启动基金( KK01073)
收稿日期: 2013 - 01 - 23 ;修回日期: 2013 - 02 - 04
制小黑麦啤酒,加拿大 Alley Kat 啤酒公司已实现
小黑麦啤酒的商品化[11]。用小黑麦代替大麦生产
小黑麦啤酒,在不影响啤酒风味、色泽前提下,开
辟新的优质价廉酿造啤酒原料,开发啤酒新产品,
具有一定的应用前景。我国小黑麦啤酒的研究起
步较晚,1998 年黑龙江省齐齐哈尔啤酒厂利用小
黑麦酿制啤酒[12],刘慧等报道了小黑麦生产啤酒
的发酵工艺[13]。但目前国内仍处于研究阶段,没
有规模化生产。一方面是小黑麦酿制啤酒的工艺
问题有待于解决;另一方面选育适于酿制啤酒的
小黑麦品种的研究相对滞后。本研究在引种小黑
麦的基础上[14],以小黑麦 6 个品种(系)为材料,
研究用小黑麦代替大麦酿造啤酒的理化指标,分
析两种焙燥工艺对小黑麦品种(系)麦芽质量的影
响,初步筛选适合于酿造啤酒的小黑麦品种,为以
小黑麦作为酿造原料生产啤酒提供基础试验
依据。
1 材料与方法
1. 1 试验材料
供试材料为小黑麦 6 个品种(系)北联 7 号、
新小黑麦 3 号、新小黑麦 5 号、东农 95-6654、东农
98-5981、东农 99-5815 的种子,由东北农业大学等
单位馈赠。酿造啤酒的理化指标和焙燥工艺试验
以当地大麦品种连啤 1 号为对照
櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓櫓
。
were used,and classified into four ages of the 2000s,1990s,1980s and 1970s,according to their application times.
All the tested cultivars were grown in the field and the evolution characteristics of grain yield and its source-sink
characteristics were investigated. The results showed that grain yield was progressively increased with the evolution
of the cultivars,average growth 0. 841t /hm2 per decade,the average growth rate of 11. 6% . The increasing of grain
yield was attributed mainly to the increase of dry matter exportation from vegetative organs,which resulted mainly
from large biomass. On the basis of maintain a certain LAI,the grain-leaf ratio of rice cultivars was improved by in-
creasing the source capacity.
Key words Rice;Northeast China;Yield;Source-sink characteristics
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1. 2 试验方法
按《中国食品工业标准汇编》[15]的方法测定
种子的千粒重、水分含量、发芽率、蛋白质含量、水
敏感性等酿造啤酒原料的主要理化指标,制麦过
程为选麦→浸麦→发芽→绿麦芽→焙燥→除根→
成品干麦芽→协定法糖化试验,焙燥工艺采用两
种方法,焙燥工艺 1 为前期恒温干燥后期急速升
温法,焙燥时温度和时间变化为 50℃ 17h→81℃
3h。焙燥工艺 2 为前期缓慢升温后期急速升温
法,焙燥时温度和时间变化为 45℃ 6h→55℃ 5h→
65℃ 3h→76℃ 3h。分析麦芽 α-氨基氮含量、麦芽
糖化力、麦芽浸出率等项目,测定方法参照张水
华[16]的方法。
试验结果用 SPSS 17 软件计算平均数、标准
误,并做 t检验和方差分析等。
2 结果与分析
2. 1 小黑麦品种的酿造啤酒理化指标检测
用小黑麦作为酿造啤酒原料的理化指标是否
与啤酒大麦品质相近是制麦和酿造的关键之一。
如果小黑麦品种的种子不符合酿造啤酒的理化指
标,就无法制造出优质的小黑麦啤酒麦芽和小黑
麦啤酒。为此,测定了小黑麦 6 个品种(系)种子
的千粒重、水分含量、发芽率、蛋白质含量等酿造
啤酒原料的几个主要理化指标,以大麦品种连啤 1
号作为对照,测定结果见表 1。
表 1 小黑麦品种作为原料酿造啤酒的理化指标
品种(系) 千粒重(g) 水分含量(%) 发芽率(%) 蛋白质含量(%)
连啤 1 号(对照) 30. 96 ± 0. 81 10. 68 ± 0. 13 95. 50 ± 0. 29 9. 97 ± 0. 33
北联 7 号 43. 48 ± 0. 84 11. 86 ± 0. 50 99. 50 ± 0. 29 11. 56 ± 0. 06
新小黑麦 3 号 41. 12 ± 1. 69 9. 64 ± 0. 16 97. 00 ± 0. 58 12. 72 ± 0. 04
新小黑麦 5 号 48. 83 ± 0. 35 10. 98 ± 0. 84 92. 00 ± 0. 58 13. 18 ± 0. 10
东农 95-6654 42. 26 ± 0. 11 10. 50 ± 0. 10 99. 00 ± 0. 00 11. 28 ± 0. 11
东农 98-5981 44. 47 ± 0. 19 11. 94 ± 0. 52 83. 00 ± 0. 58 12. 46 ± 0. 05
东农 99-5815 37. 12 ± 0. 31 9. 60 ± 0. 41 97. 00 ± 0. 00 13. 05 ± 0. 16
二棱大麦优级标准 ≥38. 0 ≤12 ≥97 10. 0 ~ 12. 5
二棱大麦一级标准 ≥35. 0 ≥95
由表 1 可知,在小黑麦 6 个品种(系)中,北联
7 号、东农 95-6654 符合二棱大麦优级标准;连啤 1
号(对照)除千粒重和蛋白质含量较低外,基本符
合二棱大麦一级标准;新小黑麦 3 号除蛋白质含
量比标准高 0. 22%外,符合二棱大麦优级标准;东
农 99-5815 除了蛋白质含量比标准高 0. 55%外,
符合二棱大麦一级标准。新小黑麦 5 号、东农 98-
5981 两个品种发芽率较低、蛋白质含量较高,不适
合作为酿造啤酒的原料。
水敏感性是指一种谷物种子吸收较多水分后
抑制发芽的现象。不同的谷物、同一种谷物不同
的品种,水敏感性可能不同。水敏感性对制麦及
啤酒质量都有影响,水敏感性高的大麦(品种)在
制麦过程中不能发芽或发芽不正常,影响啤酒的
风味及泡沫稳定性,啤酒的浸出物含量低;制成麦
芽后在啤酒酿造时粉碎困难,糖化时间长,收得率
低;发酵时麦汁黏度高,影响过滤及其成品酒的外
观质量[17]。水敏感性检验方法是分别将 100 粒麦
粒置于盛有 4mL和 8mL水的培养皿中,培养 120h
时检查两者发芽的种子数。两者差值为零表明没
有水敏感性;差值小于 10%为极轻微水敏感性;差
值在 10% ~ 25%为轻微水敏感性;差值在 26% ~
45%为水敏感性;差值在 45%以上为严重水敏感
性。6 个小黑麦品种(系)及对照品种在加入 4mL
和 8mL水的培养皿中发芽率见图 1。
由图 1 可知,大麦品种连啤 1 号在加水量为
4mL时发芽率是 95. 33%,在加水量为 8mL 时发
芽率是 69. 00%,两者相差达 26. 33%。经 t检验,
t = 18. 12(t0. 05 = 4. 30,t0. 01 = 9. 93) ,连啤 1 号在加
水量为 4mL时和加水量为 8mL时发芽率差异达极
显著水平,连啤 1 号为水敏感性。小黑麦 6 个品种
(系)在加水量为 4mL 时和加水量为 8mL 时发芽
率相同或相似,为没有水敏感性或极轻微水敏感
性。发芽率在两者间无显著差异,即小黑麦吸收
较多水分时发芽不会受到抑制,仍有较高的发芽
率,适于作啤酒的原料。
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图 1 小黑麦品种(系)的发芽率
2. 2 小黑麦为原料酿造啤酒时的焙燥工艺比较
以小黑麦替代大麦作为原料酿造啤酒时,由
于小黑麦中蛋白质含量明显高于大麦,给制麦过
程增加一定的难度。本试验以 2 个小黑麦品种和
1 个大麦品种为原料,采用两种焙燥工艺,研究不
同原料在不同焙燥工艺条件下麦芽 α-氨基氮含
量、麦芽糖化力、麦芽浸出率的变化,以期了解不
同原料所适宜的焙燥工艺,从而解决高蛋白小黑
麦容易导致麦芽溶解差,糖化时蛋白质分解不彻
底等影响啤酒质量的问题。对 3 种原料(2 个小黑
麦品种、1 个大麦品种)、两种焙燥工艺下麦芽 α-
氨基氮含量进行的双因素方差分析结果(表 2)表
明,材料间、焙燥工艺间、材料与焙燥工艺间互作
的麦芽 α-氨基氮含量均存在极显著差异,3 种原料
麦芽 α-氨基氮的含量从高到低依次是东农 95-
6654、北联 7 号、连啤 1 号;焙燥工艺为焙燥工艺 1
好于焙燥工艺 2。
表 2 原料与焙燥工艺间互作麦芽 α-氨基氮
含量的差异显著性 mg /100g
焙燥工艺 连啤 1 号(对照) 北联 7 号 东农 95-6654
1 170. 21aA 169. 59bB 181. 66bB
2 160. 01bB 170. 79aA 187. 08aA
注:同列数值后大小写字母不同分别表示差异达极显著(P <
0. 01)和显著(P < 0. 05)水平
从表 2 可见,大麦连啤 1 号用焙燥工艺 1 时麦
芽 α-氨基氮含量高于焙燥工艺 2。小黑麦品种北
联 7 号和东农 95-6654 用焙燥工艺 2 时麦芽 α-氨
基氮含量高于焙燥工艺 1。由此可见,以不同原料
酿造啤酒时,用不同焙燥工艺所得到的麦芽 α-氨
基氮含量不同。当用小黑麦作为原料酿造啤酒
时,采用前期缓慢升温后期急速升温法的焙燥工艺
2 时更有利于提高麦芽 α-氨基氮含量,这与刘慧
等[18]的研究结果是一致的。小黑麦品系东农 95-
6654 在焙燥工艺 2 和焙燥工艺 1 的麦芽 α-氨基氮
含量较高,分别为 187. 08mg /100g 和 181. 66mg /
100g(均高于来自啤酒厂提供的优质大麦芽 α-氨基
氮含量 178. 56mg /100g) ,而且用焙燥工艺 2 时麦芽
α-氨基氮含量显著地高于焙燥工艺 1。连啤 1 号
焙燥 工 艺 2 的 麦 芽 α-氨 基 氮 含 量 最 低,为
160. 01mg /100g。本试验中小黑麦品种(系)及对
照的麦芽 α-氨基氮含量均大于 150mg /100g,为优
质麦芽[16]。
在两种焙燥工艺下的麦芽糖化力和麦芽浸出
物的结果见图 2。由图 2 可见,3 种原料用两种焙
燥工艺处理对麦芽糖化力和麦芽浸出率的影响小
于对麦芽 α-氨基氮含量的影响,麦芽糖化力和浸
出率符合大麦酿造啤酒的要求[16]。其中,东农 95-
6654 用焙燥工艺 1 和焙燥工艺 2 处理的麦芽糖化
力分别为 283. 52WK和 278. 05WK,麦芽浸出率分
别为 89. 55%和 87. 30%,而啤酒厂生产上用的优
质大麦芽的麦芽糖化力和麦芽浸出率分别为
278. 05WK和 88. 20%,即东农 95-6654 麦芽糖化
力和麦芽浸出率大于或等于(接近)生产啤酒用的
大麦芽的麦芽糖化力和麦芽浸出率,能够达到生
产上的要求。
图 2 不同原料在两种焙燥工艺下的
麦芽糖化力和麦芽浸出率
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3 讨论
小黑麦具有抗逆性强、子粒大、产量高、品质
好等优点,大多数品种的千粒重都在 40g 以上,蛋
白质含量比大麦、小麦高。将小黑麦作为酿造啤
酒的原料时,蛋白质含量过高会降低浸出率、影响
蛋白质分解率、加大制麦损失、增加胚乳细胞壁溶
解度、加深浸出物的色泽,另外,较高的蛋白质含
量会提高麦芽酸度,口感变差[19]。本试验中供试
6 个小黑麦品种(系)在千粒重、水分含量、发芽率
等指标上大多可以满足酿造啤酒指标的要求,但
小黑麦的蛋白质含量普遍较高,高于对大麦啤酒
适宜蛋白质含量 10. 0% ~ 12. 5%的要求,只有北
联 7 号和东农 95-6654 两个品种蛋白质含量分别
为 11. 56%和 11. 28%,符合酿造啤酒理化指标中
二棱大麦优级标准。从焙燥工艺看,小黑麦东农
95-6654 用两种焙燥工艺所得麦芽 α-氨基氮含量、
麦芽糖化力和浸出率与啤酒生产中大麦芽相似;
北联 7 号除麦芽 α-氨基氮含量略低外,其他两个
指标与啤酒生产中大麦芽基本持平。当用小黑麦
作为原料酿造啤酒时,适合于采用前期缓慢升温
后期急速升温法的焙燥工艺,该法制得的干麦芽
可去除生青味,产生浓郁的麦芽香味,麦芽糖化力
及 α-氨基氮含量损失少,麦芽色度低[18]。本试验
筛选出小黑麦东农 95-6654 和北联 7 号两个品种
(系)基本符合作为原料酿造啤酒要求。
参考文献
[1]Depraetere S A,Delvaux F,Coghe S,et al. Wheat variety and barley
malt properties:influence on haze intensity and foam stability of
wheat beer. Journal of the Institute of Brewing,2004,110(3) :
200 - 206.
[2]王丹,肖冬光,张翠英,等.小麦啤酒麦芽汁制备工艺的优化. 酿
酒科技,2009(12) :20 - 22.
[3]孙元枢.小黑麦人类创造的物种. 森林与人类,2010(1) :62 -
67.
[4]朱铁霞,高凯,王国成.小黑麦研究进展.内蒙古民族大学学报:
自然科学版,2011,26(4) :433 - 437.
[5]杨伟光,李红,黄新育,等. 黑龙江省西部干旱区小黑麦引种试
验.草原与草坪,2011,31(2) :33 - 37.
[6]张莉,陈艳花,黄建成.春性小黑麦新品系的引种试验. 中国种
业,2008(2) :50 - 51.
[7]Tohver M,Kann A,Tht R,et al. Quality of triticale cultivars suit-
able for growing and bread-making in northern conditions. Food
Chemistry,2005,89(1) :125 - 132.
[8]Rakha A,man P,Andersson R. Dietary fiber in triticale grain:Var-
iation in content,composition,and molecular weight distribution of
extractable components. Journal of Cereal Science,2011,54(3) :
324 - 331.
[9]Pieper R,Hackl W,Korn U,et al. Effect of ensiling triticale,barley
and wheat grains at different moisture content and addition of Lacto-
bacillus plantarum (DSMZ 8866 and 8862)on fermentation charac-
teristics and nutrient digestibility in pigs. Animal Feed Science and
Technology,2011,164(1 - 2) :96 - 105.
[10]邰丽萍,范亚菊,梁世博,等.小黑麦的类型、特点及其利用.黑
龙江畜牧兽医,2010(3) :98 - 99.
[11]刘慧,张秀玲,李铁晶.国内外小黑麦酿造啤酒的工艺研究进
展.食品科学,2002,23(2) :158 - 160.
[12]孙敏,郭媛.小黑麦生物学特性、营养价值和利用前景.山西农
业大学学报,2003,23(3) :200 - 203.
[13]刘慧,张文利. 利用小黑麦生产啤酒的发酵工艺. 中国酿造,
2000(3) :28 - 30.
[14]王萍,魏宏远,王恩旭.小黑麦在连云港种植的越冬率及产量
性状分析.作物杂志,2012(3) :74 - 76.
[15]全国食品发酵标准化中心、中国标准出版社第一编辑室. 中国
食品工业标准汇编. 3 版.北京:中国标准出版社,2009.
[16]张水华.食品分析实验.北京:中国轻工业出版社,2006.
[17]李颜红. 浅析大麦的水敏感性及检测方法. 啤酒科技,2006
(8) :51,54.
[18]刘慧,王立群,黄占权,等. 对小黑麦啤酒制麦工艺的探讨. 黑
龙江粮油科技,2000(1) :28 - 30,35.
[19]杨力,许学荣,李长亚,等.啤麦籽粒高蛋白质含量对麦芽品质
的影响及其对策.大麦科学,2005(3) :40 - 42.
Screening of Triticale Varieties for Beer Brewing
Wang Ping,Liu Weipeng,Du Xiuqiao
(School of Marine Science and Technology,Huaihai Institute of Technology,Lianyungang 222005,Jiangsu,China)
Abstract In order to explore the possibility of subsituting raw materials of beer brewing process,six triticale varie-
ties (lines)were used to study their physical and chemical properties,water sensitivity,and two baking processes.
The results showed that the physical and chemical properties of Dongnong 95-6654 and Beilian 7 reached superior
grade standard of two-rowed barley. The α-amino nitrogen content,diastatic power,and extraction rate were similar
to malt when baking process was 45℃ 6h→55℃ 5h →65℃ 3h→76℃ 3h.
Key words Triticale;Variety;Beer brewing;Baking process;Screening
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