无醇啤酒的加工工艺-张彪

题 目 增强子的进化研究 学生姓名 张彪 学生学号 1313040239 系 别 生物工程学院 专 业 食品质量与安全 年 级 13 级 指导教师 张际峰 前 言 1 1 无醇啤酒的介绍 1 2 无醇啤酒加工工艺简 介 2 3 无醇啤酒的加工工艺 2 3 1 限制发酵 法 2 3 1 1 稀释法 2 3 1 2 高温糖化 法 3 3 1 3 S Ludwigii 酵母 法 3 3 1 4 Barrell 专利 法 3 3 1 5 终止发酵法 3 3 1 6 低温发酵 法 3 3 1 7 低温浸出 法 4 3 2 脱醇法 4 3 2 1 蒸馏 法 4 3 2 透析法 膜分离法 5 3 2 3 超临界二氧化碳萃取 法 5 4 无醇啤酒两大类加工工艺比 较 5 4 1 限制发酵 法 6 4 2 脱醇 法 6 5 无醇啤酒发展前景 6 6 参考文 献 7 1 无醇啤酒的加工工艺 学生 张彪 指导老师 韩娟 淮南师范学院生物工程学院 摘要 本文结合近几年无醇啤酒的加工工艺与旧的加工工艺比较描述现在的无 醇啤酒的发展现状 对无醇啤酒的未来前景进行展望 无醇啤酒最早由瑞 士推出 其后德国 美国 英国 日本等国家相继开发 我国的无醇啤酒 起步较早 但发展缓慢 在国外 无醇啤酒的产量年均增长率在 30 以上 其消费量占啤酒总量的 20 以上 随着人们对健康的日益重视 无醇啤酒 的优势体现在几个方面第一 无醇啤酒的酒精含量很低 尽可能的减少了 酒精对人体的危害 第二 低热量 无醇啤酒的热量是普通啤酒的 1 2 第三 较高的营养价值 无醇啤酒中含有人体所需的多种氨基酸 多酚化 合物和多种微量元素 1 现代人崇尚自然 特性化的生活方式 无醇啤酒 尽可能的保持了其原来的色泽和风味 具有低热量 助消化 减少血管中 脂肪沉积的特点 符合绿色消费趋势的需求 前言 近年来 世界卫生组织呼吁人们减少酒精饮料的消费 人们也已意识到过量饮用 酒精带来的危害 在欧美各国 啤酒及其它酒精饮料的消费量已逐年下降 而无醇 啤酒的产量正在逐渐增加 无醇 低醇 啤酒的生产工艺大致可以分为两类 一类 是物理脱醇法 另一类是限制发酵法 1 无醇啤酒的介绍 顾名思义 无醇啤酒应该是不含酒精的啤酒 但国际上一般认为 酒精含量控制在 0 5 以下者 可以称之为无醇啤酒 我国国家标准对于无醇啤酒的规定除了要求 酒精体积分数小于等于 0 5 外 还要求啤酒的原麦汁浓度大于等于 3 0 P 无醇啤酒既有普通啤酒的色泽 香味和泡沫等典型特征 又有多饮不醉的特点 2 2 无醇啤酒最早由瑞士推出 其后德国 美国 英国 日本等国家相继开发 我国 的无醇啤酒起步较早 但发展缓慢 2 无醇啤酒加工工艺简介 近年来 关于无醇啤酒的研究进展很快 技术不断创新 生产方法不断涌 现 目前 工业上主要是通过两种方法生产低醇和无醇啤酒 第一种是物理方 法 即在正常生产啤酒的基础上 通过反渗透 透析或蒸发等方法去除酒精常 用的脱醇方法包括热处理和膜过滤 其中常用的热处理法包括薄层蒸发 降膜 蒸发 连续真空蒸馏 而反渗透和透析属于膜过滤的方法 3 还有一些应用较 少的方法 比如全蒸发 冷冻浓缩 萃取法 例如利用有机溶剂萃取和二氧化 碳萃取 还有使用特殊的硅藻土吸附或者特殊的树脂吸附 这会使制得的脱醇 啤酒在风味物质含量 口感和新鲜度上损失较大 但是这可以在保证酒精含量 达到要求的前提下 通过添加发酵液 生啤或者完全成熟的啤酒来改善 然而 上述的物理方法都需要额外的操作及额外的花费 使生产成本增加 4 另外一 种方法是生物方法 又称限制发酵法 其基本原理是控制麦汁的发酵程度 即 限制可发酵性糖向酒精方面进行转化 使最终成品酒中的酒精含量低于无醇啤 酒标准的限制要求 具有生产工艺简单 成本低等优点 是生产无醇啤酒常用 方法之一 这类方法主要是通过控制啤酒生产的工艺流程以尽量减少酒精的生 成量 从而无需再进行下游处理 包括终止发酵法 冷接触法和特殊酵母发酵 法 5 3 无醇啤酒的加工工艺 3 1 限制发酵法 无醇啤酒传统的工艺大致和现在差不多 有两类 一类是限制发酵法是限制 麦汁中的可发酵性糖含量及限制其向酒精转化的方向 如 Ludwiisi 酵母 Abrlell 专利法 高温糖化法等 6 3 1 1 稀释法 3 将正常浓度的麦汁稀释到较低的浓度进行发酵 也可在麦汁发酵后稀释 也 可采用高浓度发酵 达到要求的发酵度时进行激冷 停止发酵 然后稀释为低浓度 啤酒 此工艺的缺点是如果稀释倍数低 啤酒中的酒精含量达不到要求 稀释倍 数高啤洒中的风味物质同时也被稀释 会造成啤酒口味淡薄 7 3 1 2 高温糖化法 制备麦汁时 采用低温 45 蛋白质停止和高温 74 75 糖化 避开淀粉酶 的作用温度 尽可能降低麦汁中的麦芽糖含量 但又要液化彻底 以防过多的糊精 残留影响啤酒的稳定性 此工艺生产的麦汁只能发酵正常情况的 25 30 可以 控制酒精含量在 0 5 以下 此工艺的缺点是糖化操作要求高 8 3 1 3 S Ludwigii 酵母法 采用专门的 S Ludwigii 酵母对正常麦汁进行发酵 由于路德酵母不分泌麦 芽糖水解酶不能发酵麦芽糖和麦芽二糖 而只能发酵麦汁中占总糖含量 15 左右 的果糖 葡萄糖和蔗糖 因此只能产生少量的酒精 此工艺的缺点是啤酒中含大 量麦芽糖 带有甜味 而且生物稳定性较差 3 1 4 Barrell 专利法 此工艺将高浓度发酵和低浓度发酵法巧妙地结合起来 既克服了低浓度发酵 生产的低醇啤酒口味淡薄的特点 又克服于高浓度发酵酒精含量高的缺点 生产 工艺简单 易于控制 9 3 1 5 终止发酵法 当啤酒发酵到所要求的酒精含量时快速降温 同时将酵母从发酵液中分离出 来 使发酵停止 此工艺生产的啤酒带有甜味 双乙酞的还原很难彻底除去 3 1 6 低温发酵法 4 采用低温发酵 控制发酵时问和减少酵母接种量 以降低酒精含量 此法的缺 点是生产周期较长 同时残糖含量较高 3 1 7 低温浸出法 麦芽粉碎后用低于 60 的热水浸泡 由于麦芽中的淀粉在此条件下不会被 糊化而分解 也就不会产生可发酵的糖分 浸提液中仅含有麦芽带来的少量糖分 这种糖化麦汁发酵可得到酒精含量较低的发酵液 3 2 脱醇法 脱醇法就是将正常发酵完毕的啤酒中的酒精脱去的方法 它包括 减压蒸馏 法 膜分离法 吸附法 超临界 CO2萃取法等 3 2 1 蒸馏法 蒸馏法是借助于蒸馏设备 在一定条件下 将普通啤酒中的酒精蒸馏出去 此种方法能够生产出真正的无醇啤酒 也就是说产品中的酒精含量可以达到零 蒸馏法的操作要点如下 1 酿造的啤酒进行加热 2 加热过程中 将蒸出来的酒精用冷却器回收起来 3 在回收酒精的同时 把散发出来的二氧化碳气也回收起来 4 当啤酒中的酒精被蒸发出来后 停止加热 并进行冷却 5 回收的二氧化碳再加到冷却后的啤酒中 如果二氧化碳含量不足 可进一步充 加 蒸馏温度应适当 一般为 79 80 这是酒精蒸发的最适温度 另一种蒸馏 法是蒸馏釜中先加入 30 的水 加热至沸后 慢慢加人普通啤酒 在加啤酒过程中 一定要保持蒸馏釜的沸腾状态 同时还要加人少量酒花 以控制泡沫并有助于热 5 凝固物的形成 当酒精含量达到无醇啤酒的要求时 停止加热 进行冷却 再充二 氧化碳即可 蒸馏法比较简单 但啤酒在加热过程中 蛋白质会发生变性作用 竣 甲基糠醛含量会增加 啤酒中的其他未知成分也会有变化 因此整个啤酒风味将 会受到一定影响 采用真空蒸馏可以避免或减轻上述弊端 所以真空蒸馏更为适 用 蒸馏法的最大缺点是耗能量大 采用此法时应进行综合考虑 3 2 透析法 膜分离法 透析法是利用透析膜将大分子量和小分子量物质加以分离的方法 透析过 程中的物质交换 主要是靠扩散作用进行的 被透析物质沿透析膜的一侧导入 所 含低分子物质如水和酒精等则通过透析膜扩散到膜另一侧的透析液内 为了提高 透析速度 透析液应不断流动 以将透析过来的酒精带走 使透析膜两侧保持较大 的浓度差 由于透析过程是靠物质扩散进行的 所以膜两侧的压力差很小 一般 低于 5pa 膜过滤 分离 技术可以在低温下处理啤酒 避免了啤酒受热损害 此 法在啤酒处理过程中也会有部分风味物质损耗 但损失量较其他方法少 口感较 好 是以后的发展趋势 但运行成本较高 10 3 2 3 超临界二氧化碳萃取法 在高压条件下超临界二氧化碳与啤酒接触并进行萃取 将酒精萃取出来 然后再降低压力 将酒精中的超临界二氧化碳析出 由于该技术分离效率高 可得到品质较好的无醇啤酒 但费用昂贵 限制其在工业生产上大规模的使用 11 4 无醇啤酒两大类加工工艺比较 以上介绍的两大类无醇啤酒的生产工艺在实际生产过程各有特色和优缺点 对于生产厂家来说 选择合适的生产工艺是非常重要的 充分考虑啤酒的口感 品质是否符合当地人的产品需求 同时应结合实际情况 尽可能做到产品风格 价位 投资和生成成本四者之间的统一 6 4 1 限制发酵法 优点 不需要额外的设备投资 生产工艺简单 成本低 风味物质损失小 缺点 糖化及发酵工艺应发生变 化且工艺控制要求度高 若控制不当会影响啤 酒的口味和稳定 4 2 脱醇法 优点 酒精除去量可以随意控制 糖化发酵生产工艺不需要变化 只须在酵后 进行处理 缺点 需要投入大量的资金购买酒精去除设备 需要额外的处理费用和时间 处理过程中造成啤酒的风味物质的损失 处理不当易造成二次污染 5 无醇啤酒发展前景 德国科学家斯特芬 巴苏斯曾在 酒精中毒 临床和实验研究 杂志上发 表过一篇文章 证明喝无醇啤酒可以降低血小板的凝聚能力 血小板的凝聚会 引发血栓和心肌梗死 因此 喝无醇啤酒具有一定的预防心血管疾病的作用 日本冈山大学的一个研究小组也发现 无醇啤酒可以显著降低熟的肉类和鱼类 等食物中含有的一种可破坏人体基因 诱发某些癌症的化学物质 杂环胺 将 它的危害性降低 85 以上 这说明 无醇啤酒还具有很好的抗癌作用 综合无 醇啤酒的这种特殊保健功能 在人们日益关注自身健康的社会背景下 必然具 有潜在的巨大市场 7 参考文献 1 汤卫华 王芃 无醇啤酒饮料及其生产工艺 J 啤酒工艺 2012 14 2 50 52 2 冯志彪 李冬梅 无醇啤酒的研究进展 J 啤酒工业 1996 4 17 18 3 徐朝晖 低醇啤酒与无醇啤酒工艺概述 J 酿酒 2003 6 59 60 4 周广田 赵文娟 白立勇 无醇啤酒生产新工艺 J 啤酒工艺 2007 04 1 02 03 5 李磊 潭淑娟 无醇及低醇饮料的研制方法 J 酿酒 2005 3 65 68 6 王子栋 无醇啤酒生产工艺的探讨 J 技术交流 2007 6 37