一种快速检测麦芽过滤性能的方法及其装置与流程

1.本发明属于啤酒分析检测技术领域，具体涉及一种快速检测麦芽过滤性能的方法及其装置。


背景技术：

2.由于国际形势、气候变化的影响，进口大麦质量波动较大，造成生产过程调控困难，主要表现为发酵液过滤困难。而麦汁的过滤速度是酿酒师最为重视的指标之一，其决定了啤酒生产过程的效率，研究过滤速度的影响因素一直是啤酒行业研究热点。
3.大麦麦芽的过滤速度对成品啤酒的品质也具有重要的影响：过滤速度慢，糖化的粘度高，不利于酶与底物的接触和降解，导致蛋白和淀粉等大分子物质不能充分降解，浸出物收得率较低，延长了啤酒单批次的生产时间，增加了生产成本。大麦在发芽过程中淀粉、蛋白质、β-葡聚糖等成分在酶的作用下部分溶解，麦粒经过凋萎和干燥后各种酶的活性降低，麦粒得到充分溶解，最后制成麦芽，制麦过程中如果蛋白质、半纤维素和高粘度的β-葡聚糖分解不充足，会影响到啤酒酿造过程，在发酵液过滤阶段造成过滤困难，降低生产效率，过滤后的发酵液浊度高，导致成品啤酒品质不稳定，影响销售。
4.工厂对于啤酒过滤性能主要靠过滤后发酵液浊度、过滤机一次装土过滤量以及过滤前后压差来监控发酵液过滤性能，但是这些方法缺乏预见性，一旦出现过滤困难的问题只能更换助滤剂、降低过滤速度，从而影响生产效率，增加生产成本，也增加了啤酒质量的不稳定因素，目前尚无通过麦芽过滤性能来预测啤酒过滤性能的检测方法。
5.因此，如何提供一种快速检测麦芽过滤性能的方法是亟需解决的一个问题。


技术实现要素：

6.有鉴于此，本发明的目的在于通过快速检测麦芽的过滤性能来预测啤酒过滤性能，提供一种快速检测麦芽过滤性能的方法以及快速检测麦芽过滤性能的装置。
7.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
8.一种快速检测麦芽过滤性能的方法，包括以下具体步骤：
9.(1)制备醪液：将粉碎的麦芽酶解后灭活，得到醪液；
10.(2)将所述醪液过滤后在紫外分光光度计下测定吸光值，判断过滤性能。
11.优选的，步骤(1)中所述粉碎采用miag dlfu盘式粉碎机。
12.优选的，步骤(1)中所述粉碎机的盘间距为0.2mm。
13.优选的，步骤(1)中所述酶解的条件为：38-50℃下保温22-38min。
14.优选的，步骤(1)中所述酶解中加入所述麦芽5倍质量的水。
15.优选的，所述水为蒸馏水或者去离子水。
16.优选的，步骤(1)中所述酶解中酶与所述麦芽的质量比为1:1000；
17.所述酶包括α-淀粉酶、β-葡聚糖酶和中性蛋白酶，质量比1:2:1、1:1:1、3:2:1。
18.优选的，步骤(1)中所述灭活的条件为80-100℃下保温30min。
19.优选的，步骤(2)中所述过滤采用3μm孔径水系滤膜过滤。
20.使用该膜的原因是麦汁中的颗粒物质基本都能进入到滤液中，能够综合判断结果，孔径均匀的滤膜能够保证滤液中的颗粒尺寸均匀，提高结果的稳定性。
21.优选的，所述水系滤膜为mce水系滤膜。
22.优选的，步骤(2)中所述吸光值在650-700nm处测定。
23.优选的，步骤(2)中所述过滤性能的判断方法为：
24.设置ebc标准麦芽为该检测方法的标准麦芽，按照公式计算，若
△
》0，则该麦芽过滤性能异常，若
△
≤0，则该麦芽过滤性能无异常，其中所述公式为：
25.△
＝(样品吸光值-ebc标准麦芽吸光值)
×
1000。
26.一种快速检测麦芽过滤性能的装置，包括加热器，所述加热器底部一侧固定连接有与所述加热器竖直的滑轨，所述滑轨上设有滑动连接的滑台；
27.所述滑台上连接有与所述加热器平行的压力板，所述压力板上固定设有至少一个弹簧固定杆，所述弹簧固定杆上设有弹簧，所述弹簧与所述滑轨平行；
28.所述弹簧固定杆底部与所述反应试管可拆卸连接；所述加热器设有与所述反应试管相匹配的加热槽。
29.优选的，所述滑轨中间有丝杠通道，所述丝杠通道的两侧具有滑道，丝杠结构位于所述丝杠通道中，所述丝杠结构的两端固定在所述丝杠通道的两端，其中，所述丝杠结构的一端通过连轴器与所述步进电机连接，可由步进电机的转动带动转动；
30.所述滑台有内螺纹结构与所述丝杠结构滑动配合，通过丝杠的转动达到上下滑动；
31.所述步进电机固定在所述加热器一端；
32.所述滑台与所述滑道滑动连接，使得滑台在丝杠转动时只会沿滑道运动不会随丝杠转动。
33.优选的，所述反应试管包括套管盖和与所述套管盖适配的管体，所述套管盖与所述弹簧固定杆底部连接；
34.所述管体包括过滤套管和酶解试管，所述酶解试管套接在所述过滤套管外部；
35.所述过滤套管底部为微孔滤膜，且所述过滤套管底部的试管壁固定设有密封环；所述过滤套管顶部与所述套管盖适配。
36.本发明上述装置的使用流程为：将酶、蒸馏水和粉碎的麦芽添加到酶解试管中，控制压力板抬起套管盖并将管体放入加热器内，开启程控加热器，将温度升至反应温度，反应结束后升温至灭活温度，灭活结束后手动将压力板和过滤套管压下进行过滤，澄清液透过微孔滤膜过滤到过滤套管中，过滤套管和酶解试管中间置有密封环防止过滤过程中漏气，过滤结束抬起压力板，将管体一起拿出，澄清液倒入比色皿中进行比色即可；
37.其中，压力板滑动由程序控制，启动步进电机，步进电机带动丝杆结构的螺杆旋转，螺杆的旋转促使压力板整体向下移动，当整体移动一段距离后，在程序的控制下电机停转，压力板停止运动，压力板向下移动所产生的压力迫使弹簧变形向下对过滤套管持续加压，对酶解液进行过滤，过滤完成后，程控下达命令，反向转动马达，使压力板及套管盖反向升起至原位。
38.与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
39.本发明方法不进行发酵实验，通过快速检测判断麦芽过滤性能，能够真实反应麦芽的过滤性能潜力，并对其在酿造过程中的过滤表现进行预测，快速准确判断实际生产的过滤情况，提高生产效率，保证啤酒质量和稳定性。
附图说明
40.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
41.图1为本发明一种快速检测麦芽过滤性能装置的结构图；
42.图2为本发明一种快速检测麦芽过滤性能装置中反应试管的结构图；
43.图3为本发明一种快速检测麦芽过滤性能方法的反应试管流程图；
44.图4为本发明实施例2-5样品的吸光值曲线图；
45.其中，1弹簧固定杆、2压力板、3弹簧、4套管盖、5加热器、6滑轨、7丝杠结构、8过滤套管、9密封环、10微孔滤膜、11酶解试管、12步进电机。
具体实施方式
46.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
47.实施例1
48.如图1和2一种快速检测麦芽过滤性能的装置，包括加热器5，加热器5底部一侧固定连接有与加热器垂直的滑轨6，滑轨6上设有滑动连接的滑台；
49.滑台上连接有与加热器5平行的压力板2，压力板2上固定设有至少一个弹簧固定杆1，弹簧固定杆1上设有弹簧3，弹簧3与滑轨6平行；
50.弹簧固定杆1底部与反应试管可拆卸连接；加热器5设有与反应试管相匹配的加热槽；
51.滑轨6中间有丝杠通道，丝杠通道的两侧具有滑道，丝杠结构7位于丝杠通道中，丝杠结构7的两端固定在丝杠通道的两端，丝杠结构7的一端通过连轴器与步进电机12连接，可由步进电机12的转动带动转动；滑台有内螺纹结构与丝杠结构7滑动配合，通过丝杠的转动达到上下滑动，步进电机12固定在加热器5一端，滑台与滑道滑动连接，使得滑台在丝杠转动时只会沿滑道运动不会随丝杠转动；
52.反应试管包括套管盖4和与套管盖4适配的管体，套管盖4与弹簧固定杆1底部连接；
53.管体包括过滤套管8和酶解试管11，酶解试管11套接在过滤套管8外部；
54.过滤套管8底部为微孔滤膜，且过滤套管8底部的试管壁固定设有密封环9；过滤套管8顶部与套管盖4适配；
55.装置的使用流程为：将酶、蒸馏水和粉碎的麦芽添加到酶解试管中，控制压力板抬
起套管盖并将管体放入加热器内，开启程控加热器，将温度升至反应温度，反应结束后升温至灭活温度，灭活结束后手动将压力板和过滤套管压下进行过滤，澄清液透过微孔滤膜过滤到过滤套管中，过滤套管和酶解试管中间置有密封环防止过滤过程中漏气，过滤结束抬起压力板，将管体一起拿出，澄清液倒入比色皿中进行比色即可；
56.其中，压力板滑动由程序控制，启动步进电机，步进电机带动丝杆结构的螺杆旋转，螺杆的旋转促使压力板整体向下移动，当整体移动一段距离后，在程序的控制下电机停转，压力板停止运动，压力板向下移动所产生的压力迫使弹簧变形向下对过滤套管持续加压，对酶解液进行过滤，过滤完成后，程控下达命令，反向转动马达，使压力板及套管盖反向升起至原位。
57.实施例2
58.如图3一种快速检测麦芽过滤性能的方法，采用是实施例1装置检测，包括以下具体步骤：
59.(1)浅色混合麦芽(60％法麦+40％加麦)记为样品a，使用miag dlfu盘式粉碎机(盘间距为0.2mm)粉碎麦芽，得到细粉试样a；取1.5g细粉试样置于10ml离心管中，添加7.5ml蒸馏水，并添加1.5mg的酶制剂，振荡均匀，其中酶制剂由质量比1:2:1的α-淀粉酶、β-葡聚糖酶和中性蛋白酶组成；38℃下保温醪液30min，使麦芽中的各种酶充分作用，分解大分子物质；保温结束后，80℃下保温30min，将酶灭活；
60.(2)醪液后冷却至常温，采用3μm孔径的水系滤膜过滤醪液，得到滤液；取滤液于紫外分光光度计下(680nm)测定吸光值，
61.试样a在680nm下的吸光值为0.0395(见图4)，带入公式计算结果为
△
＝11.3》0。
62.麦芽过滤性能判断：
△
》0，预测该麦芽在生产中过滤性能异常。
63.实施例3
64.如图3一种快速检测麦芽过滤性能的方法，采用是实施例1装置检测，包括以下具体步骤：
65.(1)深色混合麦芽(60％法麦+40％加麦)记为样品b，使用miag dlfu盘式粉碎机(盘间距为0.2mm)粉碎麦芽，得到细粉试样b；取1.5g细粉试样置于10ml离心管中，添加7.5ml蒸馏水，并添加1.5mg的酶制剂，振荡均匀，其中酶制剂由质量比1:2:1的α-淀粉酶、β-葡聚糖酶和中性蛋白酶组成；38℃下保温醪液30min，使麦芽中的各种酶充分作用，分解大分子物质；保温结束后，80℃下保温30min，将酶灭活；
66.(2)醪液后冷却至常温，采用3μm孔径的水系滤膜过滤醪液得到滤液，取滤液于紫外分光光度计下(680nm)测定吸光值；
67.试样b在680nm下的吸光值为0.0416(见图4)，带入公式计算结果为
△
＝13.4》0；
68.麦芽过滤性能判断：
△
》0，预测该麦芽在生产中过滤性能异常。
69.实施例4
70.如图3一种快速检测麦芽过滤性能的方法，采用是实施例1装置检测，包括以下具体步骤：
71.(1)ebc标准麦芽记为样品c，使用miag dlfu盘式粉碎机(盘间距为0.2mm)粉碎麦芽，得到细粉试样c；取1.5g细粉试样置于10ml离心管中，添加7.5ml蒸馏水，并添加1.5mg的酶制剂，振荡均匀，其中酶制剂由质量比1:2:1的α-淀粉酶、β-葡聚糖酶和中性蛋白酶组成；
38℃下保温醪液30min，使麦芽中的各种酶充分作用，分解大分子物质；保温结束后，80℃下保温30min，将酶灭活；
72.(2)醪液后冷却至常温，采用3μm孔径的水系滤膜过滤醪液得到滤液，取滤液于紫外分光光度计下(680nm)测定吸光值；
73.试样c在680nm下的吸光值为0.0282(见图4)，带入公式计算结果为
△
＝0；
74.麦芽过滤性能判断：
△
＝0，预测该麦芽在生产中过滤性能没有异常。
75.实施例5
76.如图3一种快速检测麦芽过滤性能的方法，采用是实施例1装置检测，包括以下具体步骤：
77.(1)法麦planet记为样品d，使用miag dlfu盘式粉碎机(盘间距为0.2mm)粉碎麦芽，得到细粉试样d；取1.5g细粉试样置于10ml离心管中，添加7.5ml蒸馏水，并添加1.5mg的酶制剂，振荡均匀，其中酶制剂由质量比1:2:1的α-淀粉酶、β-葡聚糖酶和中性蛋白酶组成；38℃下保温醪液30min，使麦芽中的各种酶充分作用，分解大分子物质；保温结束后，80℃下保温30min，将酶灭活；
78.(2)醪液后冷却至常温，采用3μm孔径的水系滤膜过滤醪液得到滤液；取滤液于紫外分光光度计下(680nm)测定吸光值；
79.试样d在680nm下的吸光值为0.0338(见图4)，带入公式计算结果为
△
＝5.6》0；
80.麦芽过滤性能判断：
△
》0，预测该麦芽在生产中过滤性能异常。
81.根据啤酒厂实际生产中过滤机一次装土过滤量判断四种样品发酵液的过滤性能为：样品c》样品b》样品a》样品d，本发明通过快速检测麦芽过滤性能结果为：样品c》样品b》样品a》样品d，共进行六次重复实验，rsd均控制在10％以内，样品间有明显差异；并且快速检测麦芽过滤性能结果与实际生产中发酵液过滤性能(见表1)相匹配，证明本发明的有效性。
82.表1样品过滤性能有关的相关指标
[0083][0084]
各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
[0085]
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种快速检测麦芽过滤性能的方法，其特征在于，包括以下具体步骤：(1)制备醪液：将粉碎的麦芽酶解后灭活，得到醪液；(2)将所述醪液过滤后在紫外分光光度计下测定吸光值，判断过滤性能。2.根据权利要求1所述的一种快速检测麦芽过滤性能的方法，其特征在于，步骤(1)中所述酶解的条件为：38-50℃下保温22-38min。3.根据权利要求1所述的一种快速检测麦芽过滤性能的方法，其特征在于，步骤(1)中所述酶解中加入所述麦芽5倍质量的水。4.根据权利要求1所述的一种快速检测麦芽过滤性能的方法，其特征在于，步骤(1)中所述酶解中酶与所述麦芽的质量比为1:1000；所述酶包括α-淀粉酶、β-葡聚糖酶和中性蛋白酶，质量比1:2:1、1:1:1、3:2:1。5.根据权利要求1所述的一种快速检测麦芽过滤性能的方法，其特征在于，步骤(1)中所述灭活的条件为80-100℃下保温30min。6.根据权利要求1所述的一种快速检测麦芽过滤性能的方法，其特征在于，步骤(2)中过滤采用3μm孔径的水系滤膜过滤；所述吸光值使用紫外分光光度计在650-700nm处测定。7.根据权利要求1所述的一种快速检测麦芽过滤性能的方法，其特征在于，步骤(2)中所述过滤性能的判断方法为：设置ebc标准麦芽为该检测方法的标准麦芽，按照公式计算，若
△
>0，则该麦芽过滤性能异常，若
△
≤0，则该麦芽过滤性能无异常，其中所述公式为：
△
＝(样品吸光值-ebc标准麦芽吸光值)
×
1000。8.一种快速检测麦芽过滤性能的装置，其特征在于，包括加热器，所述加热器底部一侧固定连接有与所述加热器垂直的滑轨，所述滑轨上设有滑动连接的滑台；所述滑台上连接有与所述加热器平行的压力板，所述压力板上固定设有至少一个弹簧固定杆，所述弹簧固定杆上设有弹簧，所述弹簧与所述滑轨平行；所述弹簧固定杆底部与所述反应试管连接；所述加热器设有与所述反应试管相匹配的加热槽。9.根据权利要求8所述的一种快速检测麦芽过滤性能的装置，其特征在于，所述滑轨中间有丝杠通道，所述丝杠通道的两侧具有滑道，丝杠结构位于所述丝杠通道中，所述丝杠结构的两端固定在所述丝杠通道的两端，其中所述丝杠结构的一端通过连轴器与所述步进电机连接；所述滑台有内螺纹结构与所述丝杠结构滑动配合；所述步进电机固定在所述加热器一端；所述滑台与所述滑道滑动连接。10.根据权利要求8所述的一种快速检测麦芽过滤性能的装置，其特征在于，所述反应试管包括套管盖和与所述套管盖适配的管体，所述套管盖与所述弹簧固定杆底部连接；所述管体包括过滤套管和酶解试管，所述酶解试管套接在所述过滤套管外部；所述过滤套管底部为微孔滤膜，且所述过滤套管底部的试管壁固定设有密封环；所述过滤套管顶部与所述套管盖适配。

技术总结
本发明公开了一种快速检测麦芽过滤性能的方法，包括以下具体步骤：(1)制备醪液：将粉碎的麦芽酶解后灭活，得到醪液；(2)将所述醪液过滤后在紫外分光光度计下测定吸光值，判断过滤性能。本发明方法不进行发酵实验，通过快速检测判断麦芽过滤性能，能够真实反应麦芽的过滤性能潜力，并对其在酿造过程中的过滤表现进行预测，快速准确判断实际生产的过滤情况，提高生产效率，保证啤酒质量和稳定性。保证啤酒质量和稳定性。保证啤酒质量和稳定性。


技术研发人员：孙海榕 张彦青 郝建秦 王德良 李红 杨海存 李涛 金玮鋆
受保护的技术使用者：中国食品发酵工业研究院有限公司
技术研发日：2023.03.23
技术公布日：2023/7/18