閒話不多說,八匠鼎松仁就直接進入今天的主題:
糊化、液化與糖化是三個名稱不同、性質相近的而又相互關聯的澱粉分解過程,但其中的糊化過程是物理作用,是澱粉顆粒吸水膨脹過程,液化與糖化則是生化過程,是酶把澱粉作用成小分子糖類的過程。
1、糊化:
包含在澱粉質原料中的澱粉,一般都由細胞壁包圍並以顆粒狀存在,這種澱粉顆粒不溶於水,不受澱粉酶做的作用。
但是,澱粉顆粒能在一定的溫度下吸水膨脹而破裂,澱粉分子溶出,呈膠體狀態分布於水中,形成糊狀物,在這個過這個過程即稱為「糊化」。
澱粉顆粒迅速吸水、膨脹破裂而形成糊狀物的臨界溫度稱為「糊化溫度」。
各種穀類澱粉的糊化溫度是不同的,同時,糊化溫度的高低是決定穀類澱粉是否需要進行預煮的因素,如果某種穀類澱粉的孵化溫度高於第1次糖化的溫度,則應該進行預煮。
例如大米、玉米就屬於這一類,此時,在糖化設備中,應配置一隻糊化鍋(或稱預煮鍋),否則,在糖化溫度下,這一類澱粉不可能糊化或僅有局部、微量的澱粉溶出,而未經糊化的澱粉是很難被澱粉酶作用的。
反之,當糊化溫度低於第1次糖化溫度時,如大麥、小麥就屬於這一類,則可將其直接投入糖化鍋中,在糖化溫度下進行糊化,並進一步受澱粉酶的作用,進行液化與糖化。
2、液化
液化是澱粉水檢過程中的一個重要部分,主要是α-澱粉酶的作用。
由於澱粉的相對分子質量極大,所以澱粉的水溶液(特別是熱溶解狀態)為膠粘狀態的糊狀溶液,粘度很大,但如經α-澱粉酶的迅速作用,可將澱粉分子分解為許多低分子的α-糊精和糖類,並使粘度很快降低,形成極稀的醪液,這個過程稱為「液化」。
液化作用雖然不能形成很多糖類,但其作用產物卻有利於糖化型澱粉酶的進一步作用,沒有良好的液化作用就不可能有良好的糖化效果,並且還會影響麥汁的過濾性能。
澱粉的孵化與液化是相輔相成的,糊化促進了液化過程的迅速進行,液化作用又能保證澱粉的充分糊化,相對來說,糊化應先於液化,但實際上卻幾乎是同時進行。
3、糖化
顧名思義,糖化即是成為糖的變化,穀類澱粉經糊化、液化以後,進一步被糖化型澱粉酶(β-澱粉酶、澱粉葡萄糖苷酶等)、異澱粉酶等水解澱粉的酶做酶類作用,形成單糖、雙糖、三糖、四糖等多種相對分子質量的糖類,這些糖類(麥芽三糖以下)是酵母菌發酵形成酒精和二氧化碳的主要成分。
因此,糖化作用效果的好壞,即產生糖類數量的多少,是麥汁可發酵性能高低的標準。
在實際生產中,澱粉原料的成糖作用除了決定於澱粉糊化、液化的好壞以外,還決定於麥芽糖化力的高低以及所提供的糖化條件。
工藝上常常用糖與非糖的比例粗略地估計發酵過程的速度以及大致需要的發酵時間,其中非糖部分是指麥芽三糖以上的寡糖和糊精,不過麥芽三糖是可以被酵母菌發酵的。
在啤酒生產中,糖化還有另一層含義,即是對麥汁製造過程的統稱,因此,啤酒工廠習慣上將製造麥芽的場所稱之為糖化,將製造麥汁的設備稱之為糖化設備,這僅是一種習慣的叫法用法而已。