啤酒生產用玉米淀粉指標體系的探討

孫軍勇，徐 鳳，陸 健，2，*

(1.江南大學生物工程學院，江蘇無錫 214122; 2.江南大學工業生物技術教育部重點實驗室，江蘇無錫 214122)

啤酒生產用玉米淀粉指標體系的探討

孫軍勇1，徐 鳳1，陸 健1，2，*

(1.江南大學生物工程學院，江蘇無錫 214122; 2.江南大學工業生物技術教育部重點實驗室，江蘇無錫 214122)

近年來，玉米淀粉作為輔料在我國啤酒行業的應用越來越廣泛。但目前沒有專門針對啤酒生產用玉米淀粉的質量標準。大多數啤酒企業都參照國家標準GB/T 8885－2008食用玉米淀粉的規定執行。對該標準中對啤酒生產影響較大的指標如二氧化硫、酸度、脂肪、細度等;以及該標準中沒有做規定，但啤酒釀造又有特殊要求的指標如氣味、pH、脂肪酸值、浸出率等進行了探討。闡述了上述指標的檢測對啤酒生產的指導意義，指出了該標準應用于啤酒行業的不足。最后對今后啤酒生產用玉米淀粉的發展作了展望。

玉米淀粉，啤酒，指標體系

最近幾年，由于全國啤酒產量的連續增長，以及全球啤酒原料大麥價格的飆升，造成啤酒生產成本越來越高，價格相對便宜、浸出率高的玉米淀粉在啤酒釀造中的使用比例越來越高。對于中國的絕大多數啤酒廠來說，在生產中使用玉米淀粉作輔料還經驗不足，特別是在采購的玉米淀粉品質的評價上缺乏經驗，沒有一套系統的檢測指標體系，所以造成生產中碰到這樣那樣的問題，如糊化醪液pH偏低，糊化效果不佳;啤酒有異雜味，老化速度加快，啤酒風味保鮮期縮短;啤酒泡持性變差等問題。本文就啤酒生產用玉米淀粉的檢測指標體系作一探討。目前，還沒有專門的關于啤酒生產用玉米淀粉檢測指標以及分析方法的國家標準。絕大多數啤酒企業執行國家標準GB/T 8885－2008食用玉米淀粉中的相關規定，該標準對玉米淀粉多達15項的指標分別作了相應的規定。本文重點討論GB/T 8885－2008食用玉米淀粉中對啤酒生產影響較大的幾個指標以及該標準中沒有做規定，但啤酒釀造又有特殊要求的檢測指標。

1 玉米淀粉氣味的檢驗

GB/T 8885－2008食用玉米淀粉的表1感官要求中對玉米淀粉氣味的要求為具有玉米淀粉固有的特殊氣味，無異味［1］。但這項檢驗在該標準中沒有規定相應的檢驗方法。這里介紹一種可行的操作方法。

取縮分玉米淀粉樣品約10g于潔凈無氣味手掌中呵氣1min，嗅其氣味是否正常，然后取約10g樣品放于盛有100mL 50℃溫水的磨口瓶中，加蓋振蕩，經30s后，去蓋嗅其氣味，待淀粉沉淀后，將水傾于另一瓷杯或磨口瓶內，分別嗅其氣味，結合三次嗅覺的結果來評定玉米淀粉氣味［2］。

玉米淀粉氣味的檢驗是一項很重要的指標，可以幫助釀酒師考察采購玉米淀粉的新陳度以及加工過程是否帶入其他影響啤酒質量的異味。

2 二氧化硫含量的測定

該指標按照GB/T 12309－1990工業玉米淀粉中4.3.8二氧化硫的方法進行檢測［3］。

亞硫酸即二氧化硫是玉米淀粉生產過程中的一種加工助劑，很容易殘留到成品玉米淀粉中。

我國現有玉米淀粉的生產技術，有干法和濕法兩種不同的加工工藝。所謂干法工藝，在我國又稱為玉米聯產工藝，不用大量的溫水浸泡，主要靠磨碎、篩分、風選等方法，把玉米的胚乳、胚芽、皮等成分加以分離，得到胚芽和不同粒度和脂肪含量的一系列玉米粉的工藝過程。所謂濕法工藝，是一種將玉米經亞硫酸浸泡后通過破碎、精磨、麩質分離和淀粉洗滌等一系列的操作，把玉米中的淀粉、蛋白、胚芽、皮等成分一一加以分離的工藝過程。這種工藝的優點是各組成成分的分離徹底，可以得到純的淀粉和胚芽。在濕法工藝中，有一個步驟對玉米淀粉生產的出率，產量和質量有著重要的影響，那就是玉米的浸泡。玉米浸泡是玉米淀粉生產工藝中最主要的工序之一。其目的是改變胚乳的結構及物理化學性質，消弱蛋白質基質內的聯結鍵，降低玉米籽粒的機械強度，浸出部分可溶性物質，并抑制隨玉米帶進來的微生物的有害活動。在玉米的胚乳中，淀粉和蛋白質結合的很牢固，淀粉顆粒被包裹在蛋白質基質內。為了釋放出淀粉，就必須破壞或消弱淀粉顆粒與蛋白質之間的結合，淀粉才能在生產過程中游離出來，浸泡過程是亞硫酸和乳酸共同對玉米作用的過程。亞硫酸也就是SO2是外加的，而乳酸是玉米在長達幾十個小時的浸泡過程中由微生物代謝產生的［4］。

3 玉米淀粉水溶液pH的測定

GB/T 8885－2008食用玉米淀粉中并沒有對玉米淀粉溶液的pH作規定。但由于前述的玉米淀粉生產過程中存在著添加二氧化硫和自然發酵產生乳酸的問題，而且玉米淀粉的液化和糊化需要一定范圍的pH，才能更好地發揮淀粉酶的作用，所以有必要對其進行檢驗。具體操作方法為，用常溫蒸餾水以料水比1∶5的比例將淀粉溶解于潔凈的燒杯中，攪拌均勻，用pH計直接檢測，其值一般控制在5.20～6.20之間。

4 玉米淀粉酸度的測定

國標GB/T 8885－2008食用玉米淀粉中規定，玉米淀粉酸度的測定按照GB/T 5009.53－2003淀粉類制品衛生標準的分析方法中4.6淀粉酸度的方法進行［5］。

對于啤酒生產企業的技術人員來說，表示玉米淀粉酸度的單位°T相對比較陌生。玉米淀粉的酸度用滴定酸度單位吉爾涅爾度(TepHep度)表示，簡稱°T。樣品測定時，以10.0g試樣消耗氫氧化鈉溶液(0.1000mol/L)的體積(mL)表示，消耗1mL即為1°T，也稱1度。標準中規定，優級玉米淀粉酸度≤1.50°T，一級品≤1.80°T，二級品≤2.00°T［1］。乳品生產中測定乳的酸度時經常采用這種表示形式。如中華人民共和國國家標準GB/T 5413.28－1997乳粉滴定酸度的測定中規定∶滴定酸度(°T)指的是以酚酞為指示劑，中和100mL乳所消耗0.1mol/L氫氧化鈉溶液的體積(mL)［6］。如∶消耗18mL即為18°T。正常的新鮮牛乳的滴定酸度為14～20°T，一般為16～ 18°T。

測定玉米淀粉溶液的酸度是非常必要的。濕法生產玉米淀粉工藝中的玉米浸泡過程產生的乳酸，外加的亞硫酸，都對玉米淀粉的pH和酸度產生影響。另外，當玉米淀粉的水分含量過大、溫度過高或生蟲生霉時，都能促進酸性物質增多。這些酸性物質來源于糧食中脂肪分解而產生的脂肪酸，磷脂分解而產生的磷酸和酸性磷酸鹽，蛋白質分解而產生的氨基酸，碳水化合物分解而產生的乳酸、酪酸和醋酸。玉米淀粉酸度較高，pH較低，不但意味著其質量的下降，而且還影響玉米淀粉的糊化效果，最終影響啤酒的品質。

5 脂肪酸值

脂肪酸值的測定是現階段糧食品質判定的重要依據。這一指標在GB/T 8885－2008食用玉米淀粉中沒有規定。脂肪酸值的測定在GB/T 15684－1995谷物研磨制品－脂肪酸值的測定中有詳細的檢驗方法［7］。其原理是室溫下用乙醇溶解樣品中的各種脂肪酸，隨后，進行離心分離，用KOH標準溶液滴定一定量的上清液，結果以中和100g糧食試樣中的游離脂肪酸值所需氫氧化鉀的mg數表示，實際上反映的是被有機溶劑乙醇浸出的各種脂肪酸的量，尤指被浸出的各種非酯化脂肪酸的量。

糧食在儲藏過程中受到溫度、水分和酶的影響，其脂類物質易發生水解和氧化反應。水解造成糧食游離脂肪酸含量增加，對糧食的種用品質和食用品質產生不良影響。另外，糧食發生霉變時，霉菌產生的脂解酶也可促使糧食水解。由于脂肪酸值與儲糧品質有很好的相關性，該數值已作為糧食儲存品質的重要指標。

目前，絕大多數啤酒廠對每批次采購的大米輔料都要對其新鮮程度進行檢驗，主要是因為隨著大米儲存時間的延長，其不飽和游離脂肪酸的含量也相應增加，不飽和游離脂肪酸在啤酒釀造過程及成品中可以通過酶氧化和非酶氧化為過氧化物，進一步分解形成羰基化合物。羰基化合物是啤酒風味老化的主要物質，最終使成品啤酒的老化速度加快。我們采購的玉米淀粉同樣也要進行新陳度的檢驗。脂肪酸值的測定不失為一種判定玉米新陳度的好方法。

脂肪酸值的測定和酸度的測定是玉米淀粉質量檢測中的兩個重要指標，缺一不可。而且它們在檢測原理和方法上也有本質的不同。脂肪酸值的測定是在室溫下用有機溶劑無水乙醇提取谷物制品中的脂肪酸，用標準氫氧化鉀溶液滴定，以中和100g干物質試樣中游離脂肪酸所需氫氧化鉀mg數表示。玉米淀粉酸度的原理是用水浸出試樣中的水溶性酸性物質－磷酸、酸性磷酸鹽、乳酸等，然后用氫氧化鈉標準溶液滴定，將它們中和成鹽類，根據消耗標準氫氧化鈉溶液的mL數計算求出。從上述測定原理可以看出，玉米淀粉酸度主要測定的是玉米淀粉中的水溶性酸，脂肪酸值主要測定的是玉米淀粉中的非水溶性酸－脂肪酸，二者存在著本質區別。脂肪酸值的變化和存貯時間正相關，且和原料中脂肪含量有很大關系。玉米淀粉相對來說脂肪酸值較低，如果脂肪酸值太高，玉米淀粉會發生一股不愉快的腐敗味道，用這樣的玉米淀粉生產啤酒會縮短啤酒的風味保鮮期。對作為釀制啤酒用的玉米淀粉來說，一般要控制其脂肪酸值在80mg KOH/100g以下［8］。但是，由于脂肪酸是弱酸，且在提取液中H+濃度低，滴定近終點時突躍不明顯，滴定終點難以把握［9］。因此，脂肪酸值的檢驗過程中如何提高檢驗結果的準確性是檢驗人員需要解決的頭等難題。

6 玉米淀粉脂肪含量的測定

國標GB/T 8885－2008食用玉米淀粉中規定，玉米淀粉脂肪含量的測定按照GB/T 12309－90工業玉米淀粉中4.3.7脂肪中規定的方法進行。該標準中表2理化要求對玉米淀粉脂肪含量(干基)的要求分別為∶優級品≤0.10%，一級品≤0.15%，二級品≤0.20%［1］。國外的啤酒生產企業一般認為含脂肪0.5%以下的玉米淀粉為優級，0.5%～1.0%的為良，1.0%～1.5%的為及格，超過1.5%的玉米淀粉不得用于啤酒釀造［10］。

玉米淀粉脂肪含量的測定對啤酒生產非常重要。它主要影響成品啤酒的泡沫和老化速度。玉米胚脂肪含量高，極易分解霉變，酸敗，因此玉米原糧的存貯期限長短對玉米淀粉品質有一定影響。玉米在存貯期間，特別是水分含量和存貯溫度高時，玉米籽粒中的脂肪會從胚部向胚乳部分轉移，造成胚乳部分脂肪含量增加，轉移到胚乳部分的脂肪在玉米的加工過程中不會和淀粉分離，最終進入成品玉米淀粉中，使玉米淀粉帶有一種陳玉米的味道，存貯時間越長，這種影響越明顯。另外，我國現有玉米加工企業的工藝和設備水平參差不齊，玉米胚的提取分離工藝水平有高有低，同樣造成玉米淀粉中粗脂肪含量有高有低。用這樣的玉米淀粉生產啤酒，在發酵過程中脂肪被水解，會給啤酒帶來一種不愉快的氣味，啤酒的泡持性變差，老化速度也會加快。

7 玉米淀粉細度

該指標按照GB/T 10096－89淀粉細度測定方法中的規定進行。在該標準中，對淀粉細度的定義是∶用分樣篩篩分淀粉樣品得到的樣品通過分樣篩的重量。以樣品通過分樣篩的重量對樣品原重量的重量百分比來表示［11］。

粉體顆粒大小稱顆粒粒度。由于顆粒形狀很復雜，通常有篩分粒度、沉降粒度、等效體積粒度、等效表面積粒度等幾種表示方法。篩分粒度就是顆粒可以通過篩網的篩孔尺寸，以1英寸(25.4mm)寬度的篩網內的篩孔數表示，因而稱之為“目數”。目前國際上比較流行用等效體積顆粒的計算直徑來表示粒徑，以μm為單位。淀粉細度測定實驗中用到的分樣篩的篩號為100，相當于網目數為100目，其等效體積顆粒的粒徑為150μm。

玉米淀粉顆粒的大小直接影響糊化的效果，最終影響各種酶對玉米淀粉顆粒的作用面積。美國要求玉米淀粉輔料的粒度是100%通過14目篩(其等效體積顆粒的粒徑為1180μm)，5%以下通過30目篩(其等效體積顆粒的粒徑為550μm)。日本資料介紹適合于釀造的玉米淀粉粒度為14～28目(其等效體積顆粒的粒徑為600～1180μm)［8］。相比較，我們國家啤酒廠現在采用的玉米淀粉相當細，100目篩通過率達99.5%以上(優級)［1］。對于啤酒生產而言，這是一個非常不合理的地方，也說明我們國家目前沒有針對于啤酒生產的專用玉米淀粉。這會給我們的啤酒企業帶來很多問題。比如，如果粉塵太大，輸送過程中因靜電火花可能引發爆炸;麥汁過濾時淀粉顆粒易穿透麥糟濾層，使麥汁濁度升高;這些淀粉顆粒在經過硅藻土過濾機時也不能100%截留，最后進入成品啤酒中，成為晶核，最終引起啤酒的非生物混濁。另外，由于玉米淀粉過細的粒度，極有可能在較高的水溫下形成“包團”現象，即表面糊化的淀粉內部夾有生淀粉，并且“包團”很難充分破碎。這樣在糊化結束后的醪液中仍然殘留有生淀粉，不僅降低了淀粉的利用率，更重要的是會引起成品啤酒的發酵度降低和淀粉多糖混濁。

8 玉米淀粉浸出率的測定

玉米淀粉浸出率是指在一定啤酒糖化工藝條件下所抽提的玉米淀粉可溶性物質的含量。測定方法有德克拉克法、ASBC法(國際法)［12］等兩種。玉米淀粉的浸出率是啤酒釀造行業對玉米淀粉的一項重要的質量要求，玉米淀粉浸出率高低雖然不會影響啤酒的風味、口感，但浸出率高，其相應的啤酒麥汁收得率也高，因此，啤酒生產企業希望玉米淀粉浸出率越高越好，一般要求在102%(絕干)以上。由于這項指標是啤酒生產企業的特殊要求，因此，這項指標在GB/T 8885－2008食用玉米淀粉中并沒有相應規定。

9 展望

玉米淀粉是美國啤酒釀造工業中常用的一種輔料，一般都先經過脫胚、去皮、除脂肪和除粗蛋白的前期處理，然后加工成玉米淀粉作為啤酒的輔料，其具有浸出率高、糊化溫度低、容易被液化與糖化的優點。但是，如果對其品質控制不嚴，也會給啤酒的質量帶來不利的影響。我國的玉米淀粉產量非常大，主要用來制造各種各樣的玉米糖漿，專門為啤酒工業加工的玉米淀粉幾乎沒有。因此，食用玉米淀粉的產品標準的有些要求并不適應其作為啤酒輔料使用的要求。如果能在國家有關部門的協調下，啤酒企業和玉米淀粉的加工企業共同合作，參照美國的啤酒釀造專用玉米淀粉標準，按照啤酒工業對輔料使用的一些具體要求加工玉米淀粉，以2009年中國啤酒產量4236.38萬t計，噸啤酒糧耗140kg，其中輔料玉米淀粉使用比例以40%計，全國每年共需要玉米淀粉237.2萬t，這將為全國的玉米淀粉加工企業帶來巨大的市場和經濟效益。

［1］農業部谷物品質監督檢驗測試中心.GB/T 8885－2008食用玉米淀粉［S］.北京:全國食品工業標準化技術委員會，2008.

［2］中華人民共和國上海進出口商品檢驗局.SN/T 0394－95出口淀粉檢驗規則［S］.北京:中華人民共和國國家進出口商品檢驗局，1995.

［3］遼寧省淀粉協會，遼寧省彰武淀粉廠，沈陽市食品發酵研究所，等.GB/T 12309－90工業玉米淀粉［S］.北京:中華人民共和國輕工業部，1990.

［4］劉亞偉主編.農產品現代加工技術叢書－玉米淀粉生產及轉化技術［M］.北京:化學工業出版社，2004:32－36.

［5］北京市衛生防疫站.GB/T 5009.53－2003淀粉類制品衛生標準的分析方法［S］.北京:中華人民共和國衛生部，2003.

［6］國家乳制品質量監督檢驗中心.GB/T 5413.28－1997乳粉滴定酸度的測定［S］.北京:中國輕工總會，1997.

［7］國內貿易部成都糧食儲藏科學研究所.GB/T 15684－1995谷物研磨制品－脂肪酸值的測定［S］.北京:中華人民共和國國內貿易部科技司，1995.

［8］劉文生.啤酒用玉米米工藝檢測指標的研究［J］.西部糧油科技，2003，28(6):63－65.

［9］王平，徐明亮，蘇宏元，等.對改進稻谷脂肪酸值終點判定條件的探討［J］.糧食科技與經濟，2006(4):41－43.

［10］顧國賢.釀造酒工藝學［M］.北京:中國輕工業出版社，1996:18－19.

［11］上海淀粉技術研究所.GB/T 12096－89淀粉細度測定方法［S］.北京:中華人民共和國商業部，1989.

［12］蔡定域.釀酒工業分析手冊［M］.北京:輕工業出版社，1988:93－94.

Discussion on index system of corn starch for beer production

SUN Jun－yong1，XU Feng1，LU Jian1，2，*
(1.School of Biotechnology，Jiangnan University，Wuxi 214122，China; 2.The Key Laboratory of Industrial Biotechnology，Ministry of Education，Jiangnan University，Wuxi 214122，China)

In recent years，corn starch was used more and more widely as adjunct in Chinese beer industry.But there were no corn starch quality standards specifically for beer production.The indices having a greater impact on beer production such as sulfur dioxide，acidity，fat，fineness etc.in the national standard GB/T 8885－2008 edible corn starch were discussed，and also the indices without existing in the standard such as smell，pH value，fatty acid value，extract etc.were also discussed.And the significance of determination of these indices for beer production was highlighted，the shortcoming of the standard used in the beer industry was pointed out.Finally，the future of the production of corn starch specifically for beer production was prospected.

corn starch;beer;index system

TS207.3

A

1002－0306(2011)11－0496－04

2010－05－07 *通訊聯系人

孫軍勇(1976－)，男，碩士，講師，研究方向:制麥與啤酒釀造科學。

江蘇省青藍工程資助項目。