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一、我国小麦资源及啤酒原料概况（一）我国小麦资源1、小麦的生产 在全球谷物生产中，小麦面积、产量和贸易量分别为34亿亩、5.7亿吨和1亿吨左右，分别占世界谷物总量的32%、30%和50%。我国小麦面积4亿亩、产量1亿吨左右，分别占世界总量的12%和18%，均居世界第一位。
随着经济发展和人口增加，小麦的需求呈增长趋势。近几年，世界小麦总需求达到6亿吨左右。据FAO中长期预测，到2015年、2020年和2030年，全球小麦总需求将分别达到7.48亿吨、7.75亿吨和8.58亿吨，分别比目前增加1.48亿吨、1.75亿吨和2.58亿吨。我国小麦需求也呈增长趋势，将继续保持产销大国的地位。
我国位于世界小麦产销中心。世界小麦70%左右的产量集中在中国、美国、加拿大、澳大利亚、俄罗斯、印度、阿根廷等十几个国家；小麦出口主要集中在美国、加拿大、澳大利亚等国家，小麦进口国家和地区达70多个。日本、韩国、中国等东南亚国家和地区是小麦的主要进口国家和地区。加快发展我国专用小麦生产，不仅能够有效替代进口优质小麦，而且可以直接向消费习惯基本相似的亚洲国家或地区出口，将对亚洲乃至世界小麦市场产生举足轻重的影响。
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① 按播种季节分，可分为冬小麦和春小麦两种。春季播种的小麦称春小麦，秋季播种的小麦称冬小麦。我国以冬小麦为主。春小麦籽粒两端较尖，腹股沟深，皮层较厚，故出粉率较低。
② 按皮色的不同，可分为白皮小麦和红皮小麦两种。白皮小麦呈黄色或乳白色，皮薄、胚乳含量多，出粉率较高；红皮小麦呈深红色或红褐色，皮较厚，胚乳含量少，出粉率较低。
③ 按籽粒胚乳结构呈角质或粉质的多少，可分为硬质小麦和软质小麦。角质又叫玻璃质，其胚乳结构紧密，呈半透明状；粉质胚乳疏松，呈石膏状。凡角质占粮粒横截面二分之一以上的籽粒称角质粒。含角质粒50%以上的小麦称为硬质小麦。凡角质不足本粮粒横截面二分之一的籽粒称粉质粒。含粉质粒50%以上的小麦称为软质小麦。
④ 按照国标GB1351-1999的规定，小麦分为9类：
（1）白色硬质冬小麦 种皮为白色或黄白色的麦粒不低于９０％，角质率不低于７０％的冬小麦。
（2）白色硬质春小麦 种皮为白色或黄白色的麦粒不低于９０％，角质率不低于７０％的春小麦。
（3）白色软质冬小麦 种皮为白色或黄白色的麦粒不低于９０％，粉质率不低于７０％的冬小麦。
（4）白色软质春小麦 种皮为白色或黄白色的麦粒不低于９０％，粉质率不低于７０％的春小麦。
（5）红色硬质冬小麦 种皮为深红色或红褐色的麦粒不低于９０％，角质率不低于７０％的冬小麦。
（6）红色硬质春小麦 种皮为深红色或红褐色的麦粒不低于９０％，角质率不低于７０％的春小麦。
（7）红色软质冬小麦 种皮为深红色或红褐色的麦粒不低于９０％，粉质率不低于７０％的冬小麦。
（8）红色软质春小麦 种皮为深红色或红褐色的麦粒不低于９０％，粉质率不低于７０％的春小麦。
小麦的产区分布
山东 河南 河北 江苏 安徽 湖北 云南 陕西 四川 北京 山西 内蒙古 黑龙江 甘肃 新疆
硬冬白 √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √
硬春白 √ √ √ √ √
软冬白 √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √
软春白 √ √ √ √ √
硬冬红 √ √ √ √ √ √ √ √
硬春红 √ √ √ √
软冬红 √ √ √ √ √ √ √ √ √ √
软春红 √ √ √ √
（二）我国啤酒原料供应情况 随着中国啤酒产量的逐年增加，大麦使用量也成比例增加，啤酒产量的变化和大麦用量比较相对滞后，每年进口的大麦可能延缓到第二年使用，国产大麦也不一定都是当年收获当年使用。1980年以前，我国的啤麦完全自给自足（当时啤酒产量只有69万吨），1980年开始进口第一船啤酒大麦，以后逐年增加，1991年后进口啤麦比率呈明显上升。近几年中，平均每年使用国产啤麦只82万吨，最高年份也只124万吨。1991—2001年中国啤酒产量、大麦用量、进口量见表1。
中国的进口啤麦，主要来自于澳大利亚，品种有Schooner、Gairdner、Stirling；其次为加拿大，主要品种为Harrington，近几年由于Harrington品种退化、品质规格下降，又逐步引进Metcalfe等较新品种；另外进口少量的法麦，多数不是优良品种。中国进口大量澳麦，除澳麦出口量较大以外，还有质量、价格上的因素：澳麦水分低、收得率高、蛋白溶解易于进行、制麦易于管理、酿造性能好，澳麦海运到中国很方便，运输费用低，因此受到中国啤酒业的欢迎。
表1：1991—2001年中国啤酒产量、大麦用量、进口量
年度
总量 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001
啤酒产量
[万吨] 838.3 1020.2 1190.1 1414.7 1568.8 1681.9 1888.5 1987.7 2088.8 2231.3 2273.8
啤麦用量
[万吨] 116 142 165 197 218 234 262 276 290 306 312
进口大麦量[万吨] 75 83 77 132 127 131 187 152 227 197 237
进口大麦比率[%] 65 58 45 67 58 56 71 55 78 64 76
国产大麦量
[万吨] 41 59 88 65 91 103 75 124 63 109 75
表中啤麦用量根据啤酒产量和制啤酒耗麦芽比例推算而得，进口大麦量来源于粮油进出口公司数，国产大麦量为啤麦用量减去进口大麦量。
表2：近年中国啤酒工业对啤麦的需求情况
年度 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002
啤酒产量 1546 1631 1866 1966 2088 2231 2273 2368
啤麦需求量 217.9 234 258.6 272.5 290 310 315 328
进口啤麦量 150 130 150 160 150 177 237 190
进口大麦占比% 69 56 58 59 58 57 58 58
近几年来，啤酒的成本构成在逐渐发生变化，销售费用增加，相对制造成本略有降低；制造成本中包装材料费用上升，原料费用比例下降。以2001年全国啤酒行业的统计数据分析，麦芽费用在总成本中占10—15%（和包装形式、啤酒浓度、辅料比例等有关），呈下降趋势。2001年全国麦芽平均价格为2358元/吨，如2003年麦芽平均价格提高至2800元/吨，吨啤酒成本提高1.9—2.8%， 随着我国啤酒工业规模的不断扩大，啤酒产量的上升，大麦价格对整个啤酒工业经济的影响将逐步加大。 以上数据分析得出，我国啤酒大麦进口量几乎占到整个全球啤酒大麦贸易的一半，而且近年啤酒大麦短缺、国产啤酒大麦近期无法满足需要，这些状况严重束缚着我国啤酒工业的可持续稳定发展。
二、小麦麦芽用于啤酒酿造的特点及优势1、小麦作为啤酒酿造原料的主要品质特征
1.1 淀粉:小麦中淀粉含量随品种、产地和栽培条件 等因素的不同而存在着差异。一般认为在谷物中它仅次于大米而稍高于大麦，麦汁浸出物则高于大麦低于大米。小麦淀粉颗粒的形状与大麦相似，在凸镜形和球形两种，其中支链淀粉的含量与大麦及大米基本相同，为23%左右，但糖化温度仅为54—620C，明显低于大麦（70—800C）和大米（68—780C）。
1.2 蛋白质:小麦的蛋白质含量通常高于大米和大麦，这对于啤酒的酿造有着重要的影响。其不利之处主要表现为：
（1）随蛋白质的增加，麦粒中淀粉的含量一般会相应降低，从而影响了麦汁收得率；
（2）随蛋白质的增加，玻璃质及半玻璃质胚乳的比例也越来越高，这两种胚乳难以溶解，一般是不宜用于啤酒酿造的；
（3）小麦蛋白质的组成与其他谷物有所不同，其中醇溶蛋白和谷蛋白的含量较高，达80%—90%，而且随蛋白质含量升高，这两种蛋白质所占比例也会增加，但它们难以溶解，容易导致麦汁过滤困难，并严重影响啤酒的非生物稳定性。
一般认为，小麦用于啤酒酿造的主要优点在于能有效改善产品的泡沫性能，其机制较为复杂，但是与小麦中的蛋白质含量与构成直接相关，掺用小麦后,啤酒中高分子氮的比例较高，而泡沫的稳定性也明显得到改善。此外，近年来的研究证实，蛋白质含量与小麦的发芽力以及发芽过程中所开成的β-淀粉酶活力呈显著的正相关性，因此小麦芽的糖化力和a-氨基氮水平普遍高出大麦芽10%—30%，这对于啤酒酿造无疑也是非常有利的。
1.3 非淀粉多糖:小麦中的戊聚糖和β-- 葡聚糖具有比较重要的意义，因为它们与麦汁的粘度有关，特别是后者。大麦与小麦所含戊聚糖的总量相差不多，均远高于大米，但小麦中可溶性戊聚糖的量高于大麦，它在糖化过程中形成的凝胶可能是导致麦汁过滤困难的主要因素之一；从水溶性β-葡聚糖的含量来看，三者非常接近，但大麦中β-葡聚糖的总量显著高于小麦，且大部分不溶于水，即使大麦也有部分β-葡聚糖不能溶出，而小麦中的β-葡聚糖几乎全部是水溶性的，这对于制麦及糖化过程中β-葡聚糖的降解应是非常有利的。
2、啤酒用小麦品种的选择
不同品种的小麦，其酿造性能存在着明显的差异，而且这种差异往往难以通过工艺手段得到弥补。几十年来，许多国外的研究人员一直在对不同品种、产地、年份的小麦进行追踪考察，反复比较其酿造性能，并从中得到了一些初步结论，总的看来，他们认为优良的啤酒小麦应符合下列标准：（1）粒大饱满，腹径大，体形短，籽粒大小均匀整齐，无虫蛀，无霉变，千粒重一般不低于38g；（2）高产、低肥、抗病虫害，成熟期早、休眠期短；（3）蛋白含量适中，一般在13.0%-15.0%（绝干）；（4）发芽力强，发芽率不低于90%；（5）麦粒颜色为白色，胚乳为粉状、松软、非玻璃质；（6）所制得的麦芽酶活力高，品质优良，制麦损失小。
实际上，能够同时满足以上条件的小麦品种并不多，多数情况下只能依据生产情况综合考虑，以选择适宜的品种。我们研究认为：从整体来看冬麦优于春麦，软质麦优于硬质麦，软质白小麦最适合啤酒的酿造，其余依次为软质红皮冬麦、硬质红皮冬麦、硬质红皮春麦。我国目前对于啤酒小麦选育的研究几乎仍是空白，虽然已经有企业生产小麦芽或小麦啤酒，但在品种选择上大多存在很强的随意性和盲目性。
小麦与大麦主要成分的比较
指标 小麦含量 大麦含量
淀粉（%） 59.1
蛋白质（%） 10.7
水分（%） 6.0
β-葡聚糖（mg/g以绝干计） 76
3、选用小麦为原料的可行性及优势
①小麦中含有丰富的酶系，有利于改善糖化，减少糖化时的外加酶量；未发芽的小麦中а-淀粉酶的活性极低，只有在小麦开始萌发后，糊粉层才在赤霉素的刺激下开始大量合成，发芽过程中а-淀粉酶活力的生产受多种因素影响，赤霉素是主要的促进因子。Ca2+在а-淀粉酶的分解和释放过中具有重要作用，而且是它发挥活力和维持稳定所必需的。
与а-淀粉酶不同，成熟的小麦在未发芽时即具有较强的β-淀粉酶活力，还有一部分酶以酶素的形式存在，在发芽过程中被激活。小麦中的β-淀粉酶也有A、B、C三种形式，它们都含有四个巯基，并形成一对二巯键，巯基是其活性中心的组成部分，但三者的活力、最适PH以及电泳速度都不相同，其中A可溶于水，B、C则通过二硫键与麦谷蛋白连在一起而溶于水，在发芽过程中新生成的蛋白酶将麦谷蛋白水解，B、C才得以游离。
小麦中的蛋白酶实际是一个复杂的酶系，总体上可分为内切酶和外切酶两大类。在成熟的未发芽小麦的糊粉层中即有明显的内切酶活性，之后在发芽过程中激素的调节下又合成了大量的内切酶，由此导致了其活力在发芽后期急剧上升并使小麦中的储藏蛋白剧烈降解。关于原有内切酶类为何不能在发芽初期大量降解储藏蛋白的问题，目前主要有两种看法，一种认为原有酶与新合成的酶类是两类专一性不同的酶，另外一种看法则认为原有内切酶在发芽初期可能处于眠状态，发芽过程中才被逐渐激活。
其它一类比较重要的酶是非淀粉多糖分解酶类，其中内切（1，4）-β木聚糖酶主要在发芽中，内切（1，3）（1，4）-β木聚糖酶合成贯穿发芽始终，但活力只有大麦的1/5左右，此外，内切、（1，3）-β-葡聚糖酶也有部分生成，但内切-（1，4）-β-葡聚酶的活性始终比较低。
②小麦淀粉和大麦淀粉结构基本相同，可在底温（51.9-59.5℃）糊化，便于将小麦加入糖化锅中，充分发挥小麦中酶和外加酶的作用；
③由于小麦蛋白和大麦蛋白组成基本相似，可改善啤酒泡沫性能；小麦的蛋白质含量因小麦品种不同而异，一般在11%—16%之间。70%的蛋白质集中在小麦胚乳中，主要是麦谷蛋白、麦胶蛋白、麦清蛋白和麦球蛋白。麦胶蛋白不溶于水，而溶于70%的乙醇，因此又称为醇溶蛋白，约占小麦总蛋白质的40%—50%，麦胶蛋白使小麦粉在加水后形成松软、有弹性、粘结在一起的面团；麦谷蛋白在面筋中与麦胶蛋白很难分离,占小麦总蛋白的35—45%，麦谷蛋白完全不溶于水和乙醇，只稍溶于热的稀乙醇溶液中,但冷却时便成絮状而沉淀;麦清蛋白和麦球蛋白在小麦中含量少。
大麦的蛋白质组成：主要有麦白蛋白、麦球蛋白、醇溶蛋白和麦谷蛋白。麦白蛋白，为大麦蛋白质含量的31%左右，溶于纯水、稀盐溶液和酸液中，52℃即可从溶液中凝结析出，约占大麦蛋白质的4%，包括16种成份，等电点为PH4.6—5.8；麦球蛋白，不溶于纯水，溶于稀盐溶液和酸碱中，在90℃左右的高温下能凝结析出，包括α、β、γ、δ四个组分，等电点为PH4.9—5.7，其中β球蛋白的等电点为4.9，在麦汁制备过程中不能完全析出沉淀，当酒的PH继续下降和温度继续降低时，它就会析出而引起啤酒混浊；醇溶蛋白，为大麦蛋白质含量的36%，是麦糟蛋白质的主要构成部分，主要存在于麦粒糊粉层时，等电点为PH6.5，不能溶于纯水及盐液，溶于50%—90%的酒精溶液中，也溶于酸碱，含有大量的谷氨酸和脯氨酸，由5种组分(α、β、γ、δ、ε)组成，其中δ、ε组分是造成啤酒冷混浊和氧化混浊的重要成分；麦谷蛋白占大麦蛋白质含量的29%，不溶于中性溶剂和乙醇，溶于碱性溶液，也由4种组分组成，它和醇溶蛋白是构成麦糟蛋白质的主要成分。
小麦蛋白和大麦蛋白对比
蛋白质
原料 总蛋白 谷蛋白/总蛋白 醇溶蛋白/总蛋白 清蛋白/总蛋白 球蛋白/总蛋白
啤酒大麦 9—12% 28% 37% 4% 31%
小麦1 11—16% 35—45% 40—50% 少量 少量
小麦2
(ASBC3/2001) 46* 22 16 7
*其中酸溶性谷蛋白占9%，不溶于酸的谷蛋白占37%。
④小麦的α－N含量高，糖化时可减少酶制剂用量。
⑤无水浸出物含量高，可提高糖化麦汁产量，降低啤酒糖耗成本。
⑥酿制的啤酒泡沫持久性，醇厚感强；
⑦小麦价格远低于大麦价格，可降低啤酒的生产成本。
小麦芽与大麦芽成分的比较
指标 小麦芽含量 大麦芽含量
水分（%） <5.5 <5.0
蛋白质（%） <15 <13
色度（EBC） <5.5 <5.0
粘度（mgs.s） <1.7 <1.5
库尔巴哈值（%） 42-50 36-42
α－N（mg/100g） >150 >150
浸出物（%以绝干计） >82 >78
三、小麦麦芽用于啤酒酿造的主要技术问题
（一）小麦麦芽生产工艺1、浸麦度的确定浸麦度受到多种因素的影响，不同小麦品种对浸麦度的要求是不同的：
——麦粒较小的小麦品种一般要求比大粒的浸麦度要低一些；
——硬质小麦一般要求比软质小麦要高一些；
——干旱年份收获的小麦比雨多年份的高一些；
——北方地区生产的小麦比南方地区生产的小麦浸麦度要高一些。浸麦度的确定关键要根据麦芽的溶解情况、库值等指标进行工艺调整。
2、色度的控制焙焦温度越高，出炉水分越低，色度会随之上升。
（二）使用小麦麦芽的酿造工艺和啤酒质量
１过滤问题 小麦为裸麦、无皮壳。过滤时难以形成麦汁过滤层。因其具有较细阻状物会堵塞过滤层。给麦汁过滤带来困难。 小麦芽蛋白质、β-葡聚糖含量较高，添加小麦芽，通常醪液粘稠、过滤缓慢。 由于小麦芽比大麦芽硬且粉状物少，如果小麦芽粉碎得比大麦芽更细时，实际浸出率增加，但较细的颗粒能增加过滤问题。糖化搅拌使糖化容易完全。在50-52℃短时间的蛋白质休止能有助过滤，通过降解一些高分之量的蛋白质不会降低泡沫性能，添加中性蛋白酶也有助于蛋白质的分解。高温糖化对降低麦汁的粘度有利，糖化过程中添加适量β-葡聚糖戊聚糖的分解，从而降低糖化醪液的粘度，有利于麦汁过滤.因为小麦没有皮壳，多酚含量底，洗糟水温可以提高至80℃，来降低麦汁粘度，但是洗糟用水要进行酸化。小麦芽中含有较多的高分子氮，麦汁煮沸阶段，不仅应提高煮沸强度（10－12％），延长煮沸时间（100－120分钟），而且应添加适量的麦汁澄清剂，以加强麦汁中高分子蛋白质凝聚，提高麦汁清亮度。
２蛋白质含量高的问题 小麦芽较大麦芽蛋白质含量高（约高１％左右），且小麦蛋白质组分同大麦蛋白质不尽相同。小麦蛋白质多以高分子形成存在，属可溶性。小麦芽溶解度（库值）较大麦芽蛋白质的质溶解度低。这会给啤酒非生物稳定性带来影响。 ３色度问题
小麦芽一般色度较大麦芽深，造成麦汁颜色也深，甚至呈红色，影响啤酒外观。
4、发酵工艺酵母使用问题
传统的小麦啤酒具有脂香味、酚味和酸味。脂香味主要来至小麦麦芽，酚味主要来至传统的德国白啤酒酵母，酸味主要来至麦芽、糖化加酸、酵母的代谢及细菌感染等，对于柏林白啤酒和一些比利时白啤酒来说，乳酸菌发酵是酸味的主要来源。小麦啤酒特有的香气来源于高含量的高级醇（120－160mg/L）和酯（20－40mg/L），而酵母菌种、发酵温度、冷麦汁通氧量与高级醇和酯的生成有很大关系。因此，德国、英国常采用上面发酵酵母菌种，采用较高接种温度（12－15℃）和发酵温度（16－20℃）。笔者通过实践知道，采用下面发酵酵母菌种和较低发酵温度，也能生产出香味突出、口味纯正、泡沫洁白且细腻的小麦啤酒,其风味与普通啤酒变化不大。
与大麦芽生产的麦汁相比，使用部分小麦芽为原料生产的麦汁较混，发酵后，酒母表面吸附了较多的冷凝固物，活性较差。在麦汁煮沸过程中添加卡拉胶，冷麦汁的混浊度会有较大的改善，但是发酵过程中酒母的峰值有所下降，酒母使用代数最好不要超过5代，否则影响发酵度和双乙酰还原。
5、风味问题 通常认为使用小麦麦芽的啤酒酯类物质的含量会比较高。
风味物质对比：
单 位 正常水平 55%大麦芽45%大米 50%小麦芽50%大米
乙醛 PPm 1.5—2.5 0.45 2.32
DMS Ppb 30 17.80 10.90
丙酮 PPm 0.03 0.25
甲酸乙酯 PPm 0.70 0.92
乙酸乙酯 PPm 15—20 9.60 5.20
乙酸异酯 PPm 1—3 0.56 0.28
乙酸异酯 PPm 0.05—0.1 13.73 18.97
已酸乙酯 PPm 0.1—0.6 0.04 0.16
甲醇 PPm 1.05 0.19
乙醇 % 3.31 3.67
正丙醇 PPm 5—25 12.83 15.21
异丁醇 PPm 15—30 13.73 18.97
正丁醇 PPm 1—10 0.96 0.42
异戊醇 PPm 30—100 65.93 87.96
