[发明专利]精制的基于谷物的饮料

说明书

本发明涉及制备基于谷物的饮料的方法。特别地，本发明提供了例如在连续通气下浸泡和发芽谷物谷粒的方法。本发明还提供了发芽谷物谷粒的湿磨和将发芽谷粒直接转移到啤酒厂以进行进一步加工而不干燥。与现有方法相比，本发明的方法显著降低了用水量、能量消耗和运输需求。

发明领域

本发明整体上涉及谷物的水性提取物的发芽和制备(例如通过糖化制备)，包括用于生产啤酒的方法。因此，本发明提供了一种用于从大麦谷粒制备啤酒的低投入、快速且连续的方法。该方法可以在单个设施中执行。本发明同样适用于其他谷物谷粒-包括大米、高粱、玉米、小米和小麦-的水性提取物的发芽和制备，以及包含辅料的酿造方法。

发明背景

在商业麦芽制造过程中，大麦谷粒在受控条件下发芽或制成麦芽，这些条件允许淀粉胚乳的淀粉和蛋白质储备在4-6天的时间内部分动员。通常通过将干燥的大麦谷粒浸入水中来开始麦芽制造过程。这个过程被称为浸泡，其目的不仅是清洁谷物，而且还将其水分含量提高到约40％(w/w)，以便随后的胚乳动员步骤更快地发生。在浸泡过程中，将水排出一次以使谷物再通气。该步骤被称为“空气静置”并且被认为是必要的，主要是因为浸没的谷粒在约16小时后变得缺氧。在大约8小时的“空气静置”之后，将谷物重新浸入水中以在另外8小时的时间段内-或在一系列再浸泡步骤中完成浸泡处理。将干燥谷粒的水分含量增加到40％或更高的两步浸泡过程总共需要约32小时。在一些麦芽厂，使用喷雾浸泡技术。

浸泡的谷粒被铺开用于发芽，在此期间，由糊粉和盾片上皮细胞分泌的酶-与淀粉胚乳细胞中预先存在的一些酶一起-降解细胞壁、淀粉和蛋白质。在正常的发芽条件下，植物激素赤霉酸(GA)被认为是在节点区域(nodal region)或胚胎的其他地方合成的，它由此处沿着水梯度扩散(Fincher，2011)。

麦芽制造者通常旨在尽可能快速地诱导谷粒中尽可能多的淀粉降解酶的合成。在许多商业制麦计划中，添加GA以加速从糊粉层分泌酶的过程。淀粉降解酶-包括α-和β-淀粉酶，淀粉脱支酶和α-葡萄糖苷酶-将谷物的淀粉储备部分解聚为单糖、低聚糖和葡萄糖(Smith et al.,2005；关于所述β-淀粉酶，值得注意的是，这些在谷物发育期间沉积在淀粉胚乳中)。随后淀粉的解聚产物被酵母细胞用作碳源并发酵成啤酒乙醇。糖化力(diastaticpower)是一种麦芽生产质量参数，其指的是淀粉降解酶电池的活性水平，酿造需要高值。

大麦谷粒的其他主要成分包括储存蛋白质，其也存在于死亡淀粉胚乳细胞中，并且包括大麦醇溶蛋白以及水和盐溶性蛋白质。这些蛋白质的解聚也在麦芽制造过程中自然开始，但酿造者可以控制这些蛋白质的降解程度，从而释放足够的肽和氨基酸以在啤酒厂的后续发芽步骤期间支持酵母生长。然而，如果储存蛋白质的降解过多，则释放的蛋白质会在酿造过程中造成困难。特别地，高水平的所释放可溶性蛋白质能够沉淀并在最终啤酒产品中形成不希望的浑浊(haze)或增加啤酒储存期间Strecker醛形成的可能性。在麦芽生产质量的规格中，发酵期间酵母生长需要足够水平的游离氨基氮(FAN)。Kolbach指数是可溶蛋白质：总蛋白质比率的量度，麦芽通常优选产生足够的Kolbach指数。因此，蛋白质降解的程度是麦芽制造者的持续挑战。除了可能与过量提取的蛋白质相关的啤酒沉淀问题之外，非常高的FAN水平也可能通过形成异味的可能性而导致困难。

麦芽制造者还试图诱导高水平的酶，其降解大麦谷粒中的细胞壁多糖，特别是(1,3；1,4)-β-葡聚糖和阿拉伯木聚糖。不完全降解的(1,3；1,4)-β-葡聚糖对于啤酒制造商来说尤其麻烦，因为它们可以以可溶形式从麦芽中提取，形成高粘度水溶液，从而减缓啤酒厂中的过滤过程并导致不希望的在最终啤酒中的浑浊。因此，低水平的可溶性(1,3；1,4)-β-葡聚糖代表了重要的麦芽生产质量参数，而高水平的(1,3；1,4)-β-葡聚糖酶仍然是麦芽质量的重要指标。

如上所述，麦芽制造过程通常需要约4-5天。在受控的发芽步骤之后，将湿麦芽从约40％的水分含量干燥至4％至5％的水分含量。这种称为窑烤(kilning)的干燥过程非常耗能，并且是该行业的主要成本。