啤酒生产用玉米淀粉指标体系的探讨

孙军勇，徐 凤，陆 健，2，*

(1.江南大学生物工程学院，江苏无锡 214122; 2.江南大学工业生物技术教育部重点实验室，江苏无锡 214122)

啤酒生产用玉米淀粉指标体系的探讨

孙军勇1，徐 凤1，陆 健1，2，*

(1.江南大学生物工程学院，江苏无锡 214122; 2.江南大学工业生物技术教育部重点实验室，江苏无锡 214122)

近年来，玉米淀粉作为辅料在我国啤酒行业的应用越来越广泛。但目前没有专门针对啤酒生产用玉米淀粉的质量标准。大多数啤酒企业都参照国家标准GB/T 8885－2008食用玉米淀粉的规定执行。对该标准中对啤酒生产影响较大的指标如二氧化硫、酸度、脂肪、细度等;以及该标准中没有做规定，但啤酒酿造又有特殊要求的指标如气味、pH、脂肪酸值、浸出率等进行了探讨。阐述了上述指标的检测对啤酒生产的指导意义，指出了该标准应用于啤酒行业的不足。最后对今后啤酒生产用玉米淀粉的发展作了展望。

玉米淀粉，啤酒，指标体系

最近几年，由于全国啤酒产量的连续增长，以及全球啤酒原料大麦价格的飙升，造成啤酒生产成本越来越高，价格相对便宜、浸出率高的玉米淀粉在啤酒酿造中的使用比例越来越高。对于中国的绝大多数啤酒厂来说，在生产中使用玉米淀粉作辅料还经验不足，特别是在采购的玉米淀粉品质的评价上缺乏经验，没有一套系统的检测指标体系，所以造成生产中碰到这样那样的问题，如糊化醪液pH偏低，糊化效果不佳;啤酒有异杂味，老化速度加快，啤酒风味保鲜期缩短;啤酒泡持性变差等问题。本文就啤酒生产用玉米淀粉的检测指标体系作一探讨。目前，还没有专门的关于啤酒生产用玉米淀粉检测指标以及分析方法的国家标准。绝大多数啤酒企业执行国家标准GB/T 8885－2008食用玉米淀粉中的相关规定，该标准对玉米淀粉多达15项的指标分别作了相应的规定。本文重点讨论GB/T 8885－2008食用玉米淀粉中对啤酒生产影响较大的几个指标以及该标准中没有做规定，但啤酒酿造又有特殊要求的检测指标。

1 玉米淀粉气味的检验

GB/T 8885－2008食用玉米淀粉的表1感官要求中对玉米淀粉气味的要求为具有玉米淀粉固有的特殊气味，无异味［1］。但这项检验在该标准中没有规定相应的检验方法。这里介绍一种可行的操作方法。

取缩分玉米淀粉样品约10g于洁净无气味手掌中呵气1min，嗅其气味是否正常，然后取约10g样品放于盛有100mL 50℃温水的磨口瓶中，加盖振荡，经30s后，去盖嗅其气味，待淀粉沉淀后，将水倾于另一瓷杯或磨口瓶内，分别嗅其气味，结合三次嗅觉的结果来评定玉米淀粉气味［2］。

玉米淀粉气味的检验是一项很重要的指标，可以帮助酿酒师考察采购玉米淀粉的新陈度以及加工过程是否带入其他影响啤酒质量的异味。

2 二氧化硫含量的测定

该指标按照GB/T 12309－1990工业玉米淀粉中4.3.8二氧化硫的方法进行检测［3］。

亚硫酸即二氧化硫是玉米淀粉生产过程中的一种加工助剂，很容易残留到成品玉米淀粉中。

我国现有玉米淀粉的生产技术，有干法和湿法两种不同的加工工艺。所谓干法工艺，在我国又称为玉米联产工艺，不用大量的温水浸泡，主要靠磨碎、筛分、风选等方法，把玉米的胚乳、胚芽、皮等成分加以分离，得到胚芽和不同粒度和脂肪含量的一系列玉米粉的工艺过程。所谓湿法工艺，是一种将玉米经亚硫酸浸泡后通过破碎、精磨、麸质分离和淀粉洗涤等一系列的操作，把玉米中的淀粉、蛋白、胚芽、皮等成分一一加以分离的工艺过程。这种工艺的优点是各组成成分的分离彻底，可以得到纯的淀粉和胚芽。在湿法工艺中，有一个步骤对玉米淀粉生产的出率，产量和质量有着重要的影响，那就是玉米的浸泡。玉米浸泡是玉米淀粉生产工艺中最主要的工序之一。其目的是改变胚乳的结构及物理化学性质，消弱蛋白质基质内的联结键，降低玉米籽粒的机械强度，浸出部分可溶性物质，并抑制随玉米带进来的微生物的有害活动。在玉米的胚乳中，淀粉和蛋白质结合的很牢固，淀粉颗粒被包裹在蛋白质基质内。为了释放出淀粉，就必须破坏或消弱淀粉颗粒与蛋白质之间的结合，淀粉才能在生产过程中游离出来，浸泡过程是亚硫酸和乳酸共同对玉米作用的过程。亚硫酸也就是SO2是外加的，而乳酸是玉米在长达几十个小时的浸泡过程中由微生物代谢产生的［4］。

3 玉米淀粉水溶液pH的测定

GB/T 8885－2008食用玉米淀粉中并没有对玉米淀粉溶液的pH作规定。但由于前述的玉米淀粉生产过程中存在着添加二氧化硫和自然发酵产生乳酸的问题，而且玉米淀粉的液化和糊化需要一定范围的pH，才能更好地发挥淀粉酶的作用，所以有必要对其进行检验。具体操作方法为，用常温蒸馏水以料水比1∶5的比例将淀粉溶解于洁净的烧杯中，搅拌均匀，用pH计直接检测，其值一般控制在5.20～6.20之间。

4 玉米淀粉酸度的测定

国标GB/T 8885－2008食用玉米淀粉中规定，玉米淀粉酸度的测定按照GB/T 5009.53－2003淀粉类制品卫生标准的分析方法中4.6淀粉酸度的方法进行［5］。

对于啤酒生产企业的技术人员来说，表示玉米淀粉酸度的单位°T相对比较陌生。玉米淀粉的酸度用滴定酸度单位吉尔涅尔度(TepHep度)表示，简称°T。样品测定时，以10.0g试样消耗氢氧化钠溶液(0.1000mol/L)的体积(mL)表示，消耗1mL即为1°T，也称1度。标准中规定，优级玉米淀粉酸度≤1.50°T，一级品≤1.80°T，二级品≤2.00°T［1］。乳品生产中测定乳的酸度时经常采用这种表示形式。如中华人民共和国国家标准GB/T 5413.28－1997乳粉滴定酸度的测定中规定∶滴定酸度(°T)指的是以酚酞为指示剂，中和100mL乳所消耗0.1mol/L氢氧化钠溶液的体积(mL)［6］。如∶消耗18mL即为18°T。正常的新鲜牛乳的滴定酸度为14～20°T，一般为16～ 18°T。

测定玉米淀粉溶液的酸度是非常必要的。湿法生产玉米淀粉工艺中的玉米浸泡过程产生的乳酸，外加的亚硫酸，都对玉米淀粉的pH和酸度产生影响。另外，当玉米淀粉的水分含量过大、温度过高或生虫生霉时，都能促进酸性物质增多。这些酸性物质来源于粮食中脂肪分解而产生的脂肪酸，磷脂分解而产生的磷酸和酸性磷酸盐，蛋白质分解而产生的氨基酸，碳水化合物分解而产生的乳酸、酪酸和醋酸。玉米淀粉酸度较高，pH较低，不但意味着其质量的下降，而且还影响玉米淀粉的糊化效果，最终影响啤酒的品质。

5 脂肪酸值

脂肪酸值的测定是现阶段粮食品质判定的重要依据。这一指标在GB/T 8885－2008食用玉米淀粉中没有规定。脂肪酸值的测定在GB/T 15684－1995谷物研磨制品－脂肪酸值的测定中有详细的检验方法［7］。其原理是室温下用乙醇溶解样品中的各种脂肪酸，随后，进行离心分离，用KOH标准溶液滴定一定量的上清液，结果以中和100g粮食试样中的游离脂肪酸值所需氢氧化钾的mg数表示，实际上反映的是被有机溶剂乙醇浸出的各种脂肪酸的量，尤指被浸出的各种非酯化脂肪酸的量。

粮食在储藏过程中受到温度、水分和酶的影响，其脂类物质易发生水解和氧化反应。水解造成粮食游离脂肪酸含量增加，对粮食的种用品质和食用品质产生不良影响。另外，粮食发生霉变时，霉菌产生的脂解酶也可促使粮食水解。由于脂肪酸值与储粮品质有很好的相关性，该数值已作为粮食储存品质的重要指标。

目前，绝大多数啤酒厂对每批次采购的大米辅料都要对其新鲜程度进行检验，主要是因为随着大米储存时间的延长，其不饱和游离脂肪酸的含量也相应增加，不饱和游离脂肪酸在啤酒酿造过程及成品中可以通过酶氧化和非酶氧化为过氧化物，进一步分解形成羰基化合物。羰基化合物是啤酒风味老化的主要物质，最终使成品啤酒的老化速度加快。我们采购的玉米淀粉同样也要进行新陈度的检验。脂肪酸值的测定不失为一种判定玉米新陈度的好方法。

脂肪酸值的测定和酸度的测定是玉米淀粉质量检测中的两个重要指标，缺一不可。而且它们在检测原理和方法上也有本质的不同。脂肪酸值的测定是在室温下用有机溶剂无水乙醇提取谷物制品中的脂肪酸，用标准氢氧化钾溶液滴定，以中和100g干物质试样中游离脂肪酸所需氢氧化钾mg数表示。玉米淀粉酸度的原理是用水浸出试样中的水溶性酸性物质－磷酸、酸性磷酸盐、乳酸等，然后用氢氧化钠标准溶液滴定，将它们中和成盐类，根据消耗标准氢氧化钠溶液的mL数计算求出。从上述测定原理可以看出，玉米淀粉酸度主要测定的是玉米淀粉中的水溶性酸，脂肪酸值主要测定的是玉米淀粉中的非水溶性酸－脂肪酸，二者存在着本质区别。脂肪酸值的变化和存贮时间正相关，且和原料中脂肪含量有很大关系。玉米淀粉相对来说脂肪酸值较低，如果脂肪酸值太高，玉米淀粉会发生一股不愉快的腐败味道，用这样的玉米淀粉生产啤酒会缩短啤酒的风味保鲜期。对作为酿制啤酒用的玉米淀粉来说，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+浓度低，滴定近终点时突跃不明显，滴定终点难以把握［9］。因此，脂肪酸值的检验过程中如何提高检验结果的准确性是检验人员需要解决的头等难题。

6 玉米淀粉脂肪含量的测定

国标GB/T 8885－2008食用玉米淀粉中规定，玉米淀粉脂肪含量的测定按照GB/T 12309－90工业玉米淀粉中4.3.7脂肪中规定的方法进行。该标准中表2理化要求对玉米淀粉脂肪含量(干基)的要求分别为∶优级品≤0.10%，一级品≤0.15%，二级品≤0.20%［1］。国外的啤酒生产企业一般认为含脂肪0.5%以下的玉米淀粉为优级，0.5%～1.0%的为良，1.0%～1.5%的为及格，超过1.5%的玉米淀粉不得用于啤酒酿造［10］。

玉米淀粉脂肪含量的测定对啤酒生产非常重要。它主要影响成品啤酒的泡沫和老化速度。玉米胚脂肪含量高，极易分解霉变，酸败，因此玉米原粮的存贮期限长短对玉米淀粉品质有一定影响。玉米在存贮期间，特别是水分含量和存贮温度高时，玉米籽粒中的脂肪会从胚部向胚乳部分转移，造成胚乳部分脂肪含量增加，转移到胚乳部分的脂肪在玉米的加工过程中不会和淀粉分离，最终进入成品玉米淀粉中，使玉米淀粉带有一种陈玉米的味道，存贮时间越长，这种影响越明显。另外，我国现有玉米加工企业的工艺和设备水平参差不齐，玉米胚的提取分离工艺水平有高有低，同样造成玉米淀粉中粗脂肪含量有高有低。用这样的玉米淀粉生产啤酒，在发酵过程中脂肪被水解，会给啤酒带来一种不愉快的气味，啤酒的泡持性变差，老化速度也会加快。

7 玉米淀粉细度

该指标按照GB/T 10096－89淀粉细度测定方法中的规定进行。在该标准中，对淀粉细度的定义是∶用分样筛筛分淀粉样品得到的样品通过分样筛的重量。以样品通过分样筛的重量对样品原重量的重量百分比来表示［11］。

粉体颗粒大小称颗粒粒度。由于颗粒形状很复杂，通常有筛分粒度、沉降粒度、等效体积粒度、等效表面积粒度等几种表示方法。筛分粒度就是颗粒可以通过筛网的筛孔尺寸，以1英寸(25.4mm)宽度的筛网内的筛孔数表示，因而称之为“目数”。目前国际上比较流行用等效体积颗粒的计算直径来表示粒径，以μm为单位。淀粉细度测定实验中用到的分样筛的筛号为100，相当于网目数为100目，其等效体积颗粒的粒径为150μm。

玉米淀粉颗粒的大小直接影响糊化的效果，最终影响各种酶对玉米淀粉颗粒的作用面积。美国要求玉米淀粉辅料的粒度是100%通过14目筛(其等效体积颗粒的粒径为1180μm)，5%以下通过30目筛(其等效体积颗粒的粒径为550μm)。日本资料介绍适合于酿造的玉米淀粉粒度为14～28目(其等效体积颗粒的粒径为600～1180μm)［8］。相比较，我们国家啤酒厂现在采用的玉米淀粉相当细，100目筛通过率达99.5%以上(优级)［1］。对于啤酒生产而言，这是一个非常不合理的地方，也说明我们国家目前没有针对于啤酒生产的专用玉米淀粉。这会给我们的啤酒企业带来很多问题。比如，如果粉尘太大，输送过程中因静电火花可能引发爆炸;麦汁过滤时淀粉颗粒易穿透麦糟滤层，使麦汁浊度升高;这些淀粉颗粒在经过硅藻土过滤机时也不能100%截留，最后进入成品啤酒中，成为晶核，最终引起啤酒的非生物混浊。另外，由于玉米淀粉过细的粒度，极有可能在较高的水温下形成“包团”现象，即表面糊化的淀粉内部夹有生淀粉，并且“包团”很难充分破碎。这样在糊化结束后的醪液中仍然残留有生淀粉，不仅降低了淀粉的利用率，更重要的是会引起成品啤酒的发酵度降低和淀粉多糖混浊。

8 玉米淀粉浸出率的测定

玉米淀粉浸出率是指在一定啤酒糖化工艺条件下所抽提的玉米淀粉可溶性物质的含量。测定方法有德克拉克法、ASBC法(国际法)［12］等两种。玉米淀粉的浸出率是啤酒酿造行业对玉米淀粉的一项重要的质量要求，玉米淀粉浸出率高低虽然不会影响啤酒的风味、口感，但浸出率高，其相应的啤酒麦汁收得率也高，因此，啤酒生产企业希望玉米淀粉浸出率越高越好，一般要求在102%(绝干)以上。由于这项指标是啤酒生产企业的特殊要求，因此，这项指标在GB/T 8885－2008食用玉米淀粉中并没有相应规定。

9 展望

玉米淀粉是美国啤酒酿造工业中常用的一种辅料，一般都先经过脱胚、去皮、除脂肪和除粗蛋白的前期处理，然后加工成玉米淀粉作为啤酒的辅料，其具有浸出率高、糊化温度低、容易被液化与糖化的优点。但是，如果对其品质控制不严，也会给啤酒的质量带来不利的影响。我国的玉米淀粉产量非常大，主要用来制造各种各样的玉米糖浆，专门为啤酒工业加工的玉米淀粉几乎没有。因此，食用玉米淀粉的产品标准的有些要求并不适应其作为啤酒辅料使用的要求。如果能在国家有关部门的协调下，啤酒企业和玉米淀粉的加工企业共同合作，参照美国的啤酒酿造专用玉米淀粉标准，按照啤酒工业对辅料使用的一些具体要求加工玉米淀粉，以2009年中国啤酒产量4236.38万t计，吨啤酒粮耗140kg，其中辅料玉米淀粉使用比例以40%计，全国每年共需要玉米淀粉237.2万t，这将为全国的玉米淀粉加工企业带来巨大的市场和经济效益。

［1］农业部谷物品质监督检验测试中心.GB/T 8885－2008食用玉米淀粉［S］.北京:全国食品工业标准化技术委员会，2008.

［2］中华人民共和国上海进出口商品检验局.SN/T 0394－95出口淀粉检验规则［S］.北京:中华人民共和国国家进出口商品检验局，1995.

［3］辽宁省淀粉协会，辽宁省彰武淀粉厂，沈阳市食品发酵研究所，等.GB/T 12309－90工业玉米淀粉［S］.北京:中华人民共和国轻工业部，1990.

［4］刘亚伟主编.农产品现代加工技术丛书－玉米淀粉生产及转化技术［M］.北京:化学工业出版社，2004:32－36.

［5］北京市卫生防疫站.GB/T 5009.53－2003淀粉类制品卫生标准的分析方法［S］.北京:中华人民共和国卫生部，2003.

［6］国家乳制品质量监督检验中心.GB/T 5413.28－1997乳粉滴定酸度的测定［S］.北京:中国轻工总会，1997.

［7］国内贸易部成都粮食储藏科学研究所.GB/T 15684－1995谷物研磨制品－脂肪酸值的测定［S］.北京:中华人民共和国国内贸易部科技司，1995.

［8］刘文生.啤酒用玉米米工艺检测指标的研究［J］.西部粮油科技，2003，28(6):63－65.

［9］王平，徐明亮，苏宏元，等.对改进稻谷脂肪酸值终点判定条件的探讨［J］.粮食科技与经济，2006(4):41－43.

［10］顾国贤.酿造酒工艺学［M］.北京:中国轻工业出版社，1996:18－19.

［11］上海淀粉技术研究所.GB/T 12096－89淀粉细度测定方法［S］.北京:中华人民共和国商业部，1989.

［12］蔡定域.酿酒工业分析手册［M］.北京:轻工业出版社，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 *通讯联系人

孙军勇(1976－)，男，硕士，讲师，研究方向:制麦与啤酒酿造科学。

江苏省青蓝工程资助项目。