啤酒生产的基本原理和流程

1、啤酒生产的基本原理和流程一、概述啤酒：是以优质大麦为主要原料，啤酒花为香料，经糖化发酵酿造而成的含C02和少量酒精的饮料。世界上产量最大的酒种：全世界产量约为亿吨，我国年产量在1, 000万吨左右。营养丰富：“液体面包”二、酿造啤酒的原料大麦 酿造水 酵母 啤酒花 辅料：大米、玉米、小麦、淀粉等大麦适于酿造啤酒的原因：大麦便于发芽，并产生大量的水解酶类；大麦种植遍及全球；大 麦的化学成分适合酿造啤酒；大麦非人类食用主粮。（一）大麦1. 分类六棱大麦：籽粒不整齐，蛋白质含量T，淀粉含量J；酶活力T，尤适于辅料用量增加的情况，但浸出率较低，麦芽溶解度不太稳定。四棱大麦：六棱大麦的变种。二棱大麦：籽

2、粒整齐，蛋白质含量J，淀粉含量T,浸出率高，溶解度较好，是酿造啤酒的最好原料。2. 大麦的主要成分：淀粉、蛋白质、纤维素、半纤维素和麦胶物质（二）酿造水1、软水适于酿造淡色啤酒，碳酸盐含量高的硬水适于酿制浓色啤酒。2、淡色啤酒用水的要求：无色无臭、透明，无浮游物，味纯正，无生物污染；铁、锰含量低（含量高对啤酒的色、味有害，而且能引起喷涌现象）；硬度低、不含亚硝酸盐。3、水处理（三）酵母上面发酵酵母下面发酵酵母下面发酵酵母发酵法：出现较晚，但比上面酵母更盛行，世界上多数国家采用下面发酵酵母 发酵啤酒，我国也是全部采用下面发酵酵母发酵啤酒。1、上面发酵酵母与下面发酵酵母的主要区别区别上面发酵酵母下

3、面发酵酵母细胞形态多呈圆形，多数细胞结集在一起多呈卵圆形，细胞较分散发酵终了时的生理现象大量细胞悬浮在液面大部分酵母凝集而沉淀在底部发酵温度15-25 C5-12 C37 C培养能生长不能生长2、传统下面发酵酵母的几种主要菌株酵母品种性状弗罗倍尔酵母(S.frohberg)发酵度高，沉淀慢而不凝集萨士酵母(S.saaz)发酵度低，凝集性强，沉淀快卡尔斯倍酵母(S.carlsberge nsis)有两种类型：卡尔斯倍1号，细胞椭圆形，发酵度高，沉淀慢；卡尔斯倍2号，细胞圆形，发酵度低，沉淀快U酵母(Rasse UI.F.G.)，又名多特家德酵母由柏林发酵学院分离出来，细胞卵形，大小不整齐，发酵度

4、很高，为德国多特蒙德啤 酒厂的典型酵母，国内许多厂采用此种酵母，其发酵力和凝集性都很好E 酵母(Rasse E I.F.G.)由柏林发酵学院分离出来的，细胞圆形，较大，发酵度高，沉淀较慢，不易澄清，往往与其他酵母合用，或用于后发酵，以获得高发酵度776 号酵母(Rasse776I.F.G.)由柏林发酵学院分离出来的，细胞椭圆形，互相胶着，比 U酵母略大。发酵力强，适用于添加非发芽谷类原料的啤酒，国内许多大厂使用的酵母与此相似荷兰酵母(Rasse547I.F.G.)由荷兰阿姆斯特丹啤酒厂分离出来的，形态同U酵母，大小较整齐，发酵力中等，为 欧洲一般啤酒厂所采用1103号酵母(Rasse1103I

5、.F.G.)由柏林发酵学院分离出来的，细胞卵形，较大，凝集性好，澄清快，香味好，适宜低浓度麦汁的浓色啤酒发酵(四) 啤酒花酒花的主要有效成分及其在酿造上的作用1. 酒花油()组成成分很复杂，主要成分是萜烯类碳氢化合物、含氧化合物和微量含硫化合物等。不易溶于水和麦汁，大部分酒花油在凝固物分离过程中被分离出去。尽管酒花油在啤酒中保 存下来的很少，但却是啤酒中酒花香味的主要来源2、酒花苦味物质a-酸（葎草酮）：本身具有苦味和防腐能力，在弱碱溶液中易异构化转变成异a -酸，异a - 酸在麦汁中的溶解度比a -酸大得多，具有强烈的苦味，防腐能力也高于a -酸，是啤酒苦味 的主要来源。B-酸（蛇麻酮）：溶

6、解度小，苦味和防腐能力不如a -酸，有一定的抑制革兰氏阳性菌和阴性 菌的能力。3. 酒花多酚类物质酒花中含有410%的多酚类物质（花色苷、花青素和单宁等），是影响啤酒风味和引起啤酒 混浊的主要成分。酒花中的多酚类物质在麦汁煮沸时有沉淀蛋白质的作用，但这种沉淀作用在麦汁冷却、发酵、甚至过滤装瓶后仍在继续进行，从而会导致啤酒混浊。三、啤酒酿造工艺流程麦芽制备 麦汁的制造 啤酒发酵过滤罐装成品啤酒（一）麦芽制备 大麦预处理（清选、分级等 ）一浸麦（含水量达4348%） 一 发芽一干燥一绿麦芽干麦芽除根贮藏磨光成品麦芽大麦发芽的目的 使麦粒生成大量的各种酶类，并使麦粒中一部分非活化酶得到活化增长。随着

7、酶系统的形成，胚乳中的淀粉、蛋白质、半纤维素等高分子物质被逐步分解，可溶性的 低分子糖类和含氮物质不断增加，整个胚乳结构由坚韧变为疏松，这种现象被称为麦芽溶解 干麦芽除根的目的 麦根中含有43%左右的蛋白质，具有不良苦味，而且色泽很深，如带入啤酒，会影响啤酒的 口味、色泽以及非生物稳定性。干麦芽贮藏的目的 除根后的麦芽，一般都要经过 68周的贮藏后再用于酿酒。主要原因是：经过贮藏，麦芽的蛋白酶与淀粉酶活性得以恢复和提高，有利于提高糖化力；提高麦芽的酸度，有利于糖化；麦芽在贮藏期间吸收少量水分后，麦皮失去原有的脆性，粉碎时破而不碎，利于麦汁过滤。（二）麦汁的制造麦芽粉粹糖化 过滤 煮沸 回旋沉淀

8、 麦汁冷却辅料（大米）粉碎 卜糊化酒花:粉碎1）粉碎的目的：原辅料粉碎后，增加了比表面积，糖化时有利于酶的作用，可溶性物质容易 浸出。2）粉碎的要求：麦芽皮壳应破而不碎。过碎，麦皮中含有的苦味物质、色素、单宁等 会过多地进入麦汁中，使啤酒色泽加深，口味变差，还会造成过滤困难；胚乳粉粒则应细而 均匀。3）辅助原料（如大米）粉碎得越细越好，以增加浸出物的收得率。糊化：淀粉在水中加热，淀粉颗粒吸水膨胀，如果继续加热至 60C80C时，淀粉颗粒破坏 而形成半透明的胶体溶液的现象。糖化糖化：是指利用麦芽本身所含有的各种水解酶（或外加酶制剂），在适宜条件下，将麦芽和辅 料中的不溶性高分子物质（淀粉、蛋白质

9、、半纤维素等）分解成可溶性低分子物质（糖类、 糊精、氨基酸、肽类等）的过程。浸出物：麦汁中溶解于水的干物质无水浸出率：麦芽汁中的浸出物含量与原料中所有干物质的质量比称为无水浸出率。过滤麦汁过滤分两步进行：:利用过滤的方法提取出麦糟中的麦汁，称第一麦汁或过滤麦汁；:利用热水冲洗出残留在麦糟中的麦汁，称第二麦汁或洗涤麦汁。煮沸蒸发多余水分，使麦汁浓缩到规定的浓度。破坏酶的活性，稳定麦汁组分；消灭麦汁中的微生物，保证产品质量。浸出酒花中的有效成分，赋予麦汁独特苦味和香味。析出某些受热变性以及与多酚物质结合而絮状沉淀的蛋白质，提高啤酒的稳定性。煮沸时水中钙离子和麦芽中的磷酸盐反应，使麦汁pHj，有利于

10、B -球蛋白的析出和成品啤酒pH值的降低，有利于啤酒稳定性的提高。让具有不良气味的碳氢化合物随水蒸气的挥发而逸出，提高麦汁质量。回旋沉淀热凝固物：麦汁冷却开始后（在 60C以上的范围内）形成的凝固物，大量的热凝固物如带入 发酵麦汁中，会影响酵母的正常发酵以及色泽、口味和稳定性等。回旋沉淀的目的一一分离热凝固物麦汁冷却（三）啤酒发酵一一传统的下面发酵分主发酵和后发酵两个阶段，主发酵一般在密闭或敞口的主发酵池（槽）中进行，后发酵在密闭的卧式发酵罐内进行。1、主发酵 （以敞口 12%麦汁发酵为例） 酵母繁殖期：816h 起泡期：入主发酵池12天，发酵液中有C02气泡上涌，麦汁表面出现更多泡沫。发酵液

11、 温度每天上升0.8 C,不需人工降温。 高泡期：发酵后23天，泡沫增高（2530cm并逐渐变为棕黄色，此时为发酵旺盛期， 需要人工降温，但是不能太剧烈，以免酵母过早沉淀，影响发酵。 落泡期：发酵5天后，发酵力逐渐减弱，CO2气泡减少，泡沫回缩，变为棕褐色，应控制液温每天下降约0.5 C。 泡盖形成期：发酵78天后，泡沫回缩，形成泡盖，此时应大幅度降温，使酵母沉淀。2、后发酵后发酵的目的：残糖继续发酵、促进啤酒风味成熟、增加CO2的溶解量、促进啤酒的澄清。后发酵的温度：先高后低，前期控制 35C,而后逐步降温至-1C后发酵的时间表5-7国内传统啤酒生产酒龄啤酒种类原麦汁浓0P酒龄d啤酒种类原麦

12、汁浓fiP酒龄d鲜啤酒10 1230 40黑鲜啤酒13 154050熟啤酒11 1450 75黑啤酒13 187590出口啤酒12 147590出口黑啤酒16 1875T003、传统啤酒下面发酵的工艺特点主发酵温度比较低，发酵进程缓慢，发酵代谢副产物较少；主发酵结束时，大部分酵母沉降在发酵容器底部；后发酵和贮酒期较长，酒液澄清良好，二氧化碳饱和稳定，酒的泡沫细微，风味柔和，保存 期较长。（五）罐装装桶 不锈钢桶自动罐装装瓶 玻璃瓶自动罐装IJ四、啤酒的“度”啤酒酒标上的度数与白酒上的度数不同，它并非指酒精度，它的含义为原麦汁浓度，即啤酒 发酵进罐时麦汁的浓度。主要的度数有18、16、14、12

13、、11、10、8度啤酒，日常生活中我们饮用的啤酒多为11、12度啤酒。五、啤酒的分类1、根据原麦汁浓度分高浓度啤酒：生产啤酒的原麦汁浓度为 16鸠上。中浓度啤酒：生产啤酒的原麦汁浓度为 816%低浓度啤酒：生产啤酒的原麦汁浓度低于 8%2、根据啤酒色泽分淡色啤酒：色泽淡黄或金黄色，酒精含量。浓色啤酒：色泽红褐色或红棕色，酒精含量 4-5%,麦芽香味突出，回味醇厚，苦味较轻。黑色啤酒：色泽多呈红褐色乃至黑褐色，酒精含量多为 5%以上。这类啤酒麦芽香味突出， 回味醇厚，泡沫细腻，苦味则根据产品类型有较大的区别。3、根据灭菌方法分鲜啤酒：不经巴氏灭菌的啤酒，也称为生啤酒。熟啤酒：经巴氏灭菌的啤酒，也

14、称灭菌啤酒。这类啤酒可瓶装或罐装。另1： 5.啤酒是怎样生产出来的啤酒生产的工艺过程如下:大麦加水后于1315 C浸渍4080 h，放到发芽床上堆放24 h，进行发芽。之后摊开，调 节温度，维持1525 C,发芽周期为10天以上，生成a和B -淀粉酶，使麦芽淀粉水解溶 解，同时生成蛋白酶、核糖核酸酶、磷酸酯酶、B -葡聚糖酶等，使麦芽汁具有酵母发酵所需 的养分。含氮高的麦芽不宜制作啤酒麦芽，一般含氮低于的麦芽才可使用。制成的绿麦芽含水约45%需在干燥塔内通热风烘干，在 4548 C下使水分降到10%然后升温到100 C或更高 使水分降到5%经摩擦除去幼根，干燥后的绿麦芽失去酶活性 30%-60

15、%并不再生成酶。麦 芽内的氨基酸或类似化合物与糖类反应生成麦芽特有的色、香、味。麦芽经辊筒轧碎，加天然或经处理的富含钙和镁盐的热水 24份，进行糖化，糖化温度须严 格控制，上面啤酒用浸出法，糖化温度为6368 C；下面啤酒用煮出法，醪液温度达到45 C, 取出一部分在糊化锅煮沸后返回糖化锅与主醪混合，这一步须反复进行至麦芽温度达到7075 C为止。糖化醪料的50%由不发芽的谷物，如大米、玉米、面粉、大麦粒或大麦粉、大麦 片组成，有时在与主醪混合前需糊化。这些不发芽辅料可改进最终产品的质量，如啤酒的泡 沫稳定性和在储藏期间保持澄清、不走味。糖化后在转化锅或过滤槽中使麦芽汁与废糟分离。麦芽汁含碳水

16、化合物约10%含氮量约为% 氮在发酵过程和提高啤酒最终质量上都有重要意义。滤清的麦芽汁加酒花煮沸h以上，酒花用量因啤酒而异，每100 L用200700 g，酒花含有 芳香树脂，赋予啤酒苦味和啤酒香味。用过的酒花通过过滤分离除去。经灭菌冷却，去除冷凝固物的糖化混合醪液移入敞口或密闭的发酵容器，接种酵母，上面啤酒采用啤酒酵母接种，这种酵母倾向于浮于表面。发酵温度为 1520 C,需16天（根据工艺而定）。发酵衰退 后放出新啤酒，从液面刮去酵母，或用离心机回收。下面啤酒用卡尔斯伯酵母接种，这种酵 母倾向于下沉液底。发酵温度68 C,需1012天，在0 C下陈酿数星期至几个月，因此, 也称为陈酿啤酒。

17、虽然麦芽特有的香与味大部分在煮沸时挥发了， 但麦芽的各种成分会影响发酵副产品的生成， 产生微妙的啤酒风味。啤酒包装分桶装和瓶装，瓶装啤酒需经冷冻、过滤、二氧化碳饱和， 装瓶后需再经巴氏法灭菌。另2啤酒生产工艺流程与设备一.生产工艺流程麦芽制造工艺流程麦芽制造主要有三大步骤：浸麦、发芽、干燥，流程如下：原料C大麦）|侵渍 发芽 |干燥除根I1.1.1 浸麦使麦芽吸收发芽所需要的一定量水分的过程，称为大麦的浸渍，简称浸麦。经浸渍后的 大麦称为浸渍大麦。浸麦是为了供给大麦发芽时所需的水分，给以充足的氧气，使之开始发芽。与此同时还 可洗涤麦粒，除去浮麦，除去麦皮中对啤酒有害的物质。浸麦水最好使用中等硬

18、度的饮用水，不得存在有害健康的有机物，应无漂浮物。水中亚硝 酸盐含量达到一定量时，对发芽有抑制作用。水中含铁、锰过多，会使麦芽表面呈灰白色。 碱性的水，会提高皮壳的办渗透性，增加水的铁含量，限制沉降作用，甚至影响色泽。1.1.2发芽浸渍大麦在理想控制的条件下发芽，生成适合啤酒酿造所需要的新鲜麦芽的过程， 称为发 芽。然后送入焙燥系统制成啤酒麦芽。因此，发芽是一种生理生化过程。大麦发芽的目的：激活原有的酶；生成新的酶；物质转变。1.1.3 干燥未干燥的麦芽称为绿麦芽，绿麦芽含水分高，不能贮存，也不能进入糖化工序，必须经过 干燥。通过干燥，可以使麦芽水分下降至 5%以下，利于贮藏；终止化学一生物学

19、变化，固定 物质组成；去除绿麦芽的生青味，产生麦芽特有的色、香、味；容易除去麦根。1.1.4除根根芽对啤酒酿造没有意义，并影响啤酒质量。 根芽吸湿性强，能够很快吸收环境的水分, 使干燥麦芽含水量重新提高；根芽含有不良的苦味，影响啤酒的口味；根芽能使啤酒的色度 增加。所以麦芽干燥后应将根芽除掉。啤酒酿造工艺流程酿造工艺流程描述：糊化锅中加入52kg工艺水，加热至45C ;将已粉碎好的原料加入糊化锅中，在温度为 70C的条件下使a -淀粉酶充分作用，时间为20min；然后在100C的条件下使淀粉充分糊化， 提高浸出率，同时提供混合糖化醪升温所需的热量，时间为 40mi n。在糖化锅中加入96kg工

20、艺水，加热至37C ;将已粉碎好的原料加入糖化锅中，在温度 为50 E的条件下使羧肽酶充分作用，形成低分子含氮物质；然后将糊化锅醪液加入糖化锅中， 并在65C下保持30min，使B淀粉酶充分降解淀粉；然后在 72C下保持40min，让a淀粉酶 充分分解淀粉，之后升温至78 C。糖化锅醪液经过滤槽去除麦糟后，倒入煮沸锅加热煮沸，醪液的沸点为105C，通过煮沸可以适当控制麦汁浓度在之间；并能破坏酶的活性，终止生物化学反应；使蛋白质变性凝 固；使酒花中的有效成分充分溶出。煮沸过程的凝固的蛋白质在旋沉槽中沉淀除去；然后倒入发酵罐中进行发酵1.2.1 原料粉碎粉碎是一种纯机械加工过程，原料通过粉碎可以增

21、大比表面积，使内含物与介质水和生 物催化剂酶接触面积增大，加速物料内含物的溶解和分解。麦芽粉碎方法分为三种，即干法粉碎、增湿粉碎和湿法粉碎。干法粉碎是一种传统的并 且一直延续至今的粉碎方法，而增湿粉碎和湿法粉碎被越来越多的厂家采用。1.2.2糖化糖化是麦芽内含物在酶的作用下继续溶解和分解的过程。麦芽及辅料粉碎物加水混合后， 在不同的温度段保持一定的时间，使麦芽中的酶在最适的条件下充分作用相应的底物，使之 分解并溶于水。原料及辅料粉碎物与水混合后的混合液称为“醪”（液），糖化后的醪液称为“糖化醪”，溶解于水的各种干物质（溶质）称为“浸出物”。浸出物由可发酵性和不可发酵 性物质两部分组成，糖化过程

22、应尽可能多地将麦芽干物质浸出来，并在酶的作用下进行适度 的分解。1.2.3 麦汁过滤糖化结束后，必须将糖化醪尽快地进行固液分离，即过滤，从而得到清亮的麦汁。固体 部分称为“麦糟”，这是啤酒厂的主要副产物之一；液体部分为麦汁，是啤酒酵母发酵的基质。 糖化醪过滤是以大麦皮壳为自然滤层，采用重力过滤器或加压过滤器将麦汁分离。分离麦汁 的过程分两步：第一步是将糖化醪中的麦汁分离，这部分麦汁称为“头号麦汁”或“第一麦 汁”，这个过程称为“头号麦汁过滤”；第二步是将残留在麦糟中的麦汁用热水洗出，洗出的 麦汁称为“洗糟麦汁”或“第二麦汁”，这个过程称为“洗糟”。目的是去掉静置后筛板与槽底间的沉积物（开始时回

23、流的混浊麦汁是由水、麦汁和筛底团 块组成）。通过麦汁阀或泵的开关来完成，这样在麦汁区形成一个涡流，一起把槽底间的沉积 物带出来。在预过滤（预喷）过程中，阀门的开启不得过大，以免产生过大的吸力，使糟层 吸紧。1.2.4麦汁煮沸1.2.4.1麦汁煮沸过程中的变化其作用1、蒸发多余的水分2、破坏酶的活性，终止生物化学变化，固定麦汁组成。3、麦汁灭菌4、浸出酒花中的有效成分5、使蛋白质变性凝固1.2.5麦汁冷却、凝固物分离及充氧经煮沸的麦汁要冷却到发酵温度，再冷却过程中分离凝固物，并通入无菌空气提供酵母 生长繁殖所需的氧。凝固物是在麦汁煮沸过程中由于蛋白质变性凝固和多酚物质不断氧化聚 合而形成的，根据

24、析出的温度不同分为热凝固物和冷凝固物。1.2.6啤酒发酵啤酒发酵方法：啤酒发酵方法有上面发酵法和下面发酵法两种方法，一般都采用下面发酵法。传统的发酵过程一般分为两个阶段：主发酵和后发酵（贮酒）主发酵工艺分为：起泡期、高泡期和落泡期三个阶段。主发酵过程控制：、温度的控制：控制不同的发酵温度有各自的优缺点，采用低温发 酵，酵母在发酵过程中生成的副产物较少，使啤酒的口味较好，泡沫状况良好，但发酵时间 长；采用高温发酵，酵母的发酵速度较快，发酵时间短，设备的利用率高，但生成副产物较 多，啤酒口味较差。、浓度的控制：麦汁浓度的变化受发酵温度和发酵时间的影响。发酵 旺盛，降糖速度快，则可适当降低发酵温度和缩短最高温度的保持时间；反之，则应适当提 高发酵温度或延长最高温度的保持时间。、发酵时间的控制：发酵时间主要取决于发酵温 度的变化，发酵温度高，则发酵时间短；发酵温度低，