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文档简介

第五章啤酒酿造

啤酒酿造第1页本章提要啤酒种类、质量标准啤酒酿造原料麦芽制备麦芽汁制备啤酒发酵啤酒酿造第2页啤酒定义(GB):是以麦芽为主要原料,麦芽糖化后添加酒花,经酵母菌发酵而制成含CO2、起泡、低酒度酿造酒。啤酒酿造第3页啤酒原料是大麦。大麦产量在谷物中排名第四,大麦不是人类主要粮食,酿酒后麦糟中蛋白质含量得到相对浓缩,故适宜于做饲料。所以大麦用作啤酒酿造是最好利用路径了。啤酒是酒精含量最低饮料酒,而且营养丰富,人们适量饮用时,酒精对人体毒害相对又小,故素有“液体面包”之称,在第九次世界营养食品会议上被确定为营养食品之一。啤酒深受人们喜爱,已成为世界上产量最大酒种。啤酒酿造第4页Beer,bier,biere→啤酒60前,古巴比伦;90前,亚述中国近代啤酒是从欧洲传入,最早是19俄国技师在哈尔滨建立啤酒作坊(乌卢布列夫斯基啤酒厂)第一家当代化啤酒厂是19在青岛由德国酿造师建立英德啤酒厂。19在北京由中国人出资建立双合盛啤酒厂。从19到1949年40多年中,中国只建立了不到10个工厂,年产啤酒近1万吨。现在,发展快速,年产3000万吨以上,增幅10%左右。啤酒酿造第5页第一节啤酒种类、成份和质量标准一、啤酒种类1.上面发酵啤酒与下面发酵啤酒是按酵母性质不一样(上面酵母、下面酵母)而划分。

上面发酵啤酒:已逐步少有了。如淡色爱尔(PaleAle)、浓色爱尔(DarkAle)、司陶特(Stout)、黑啤酒、波特(Porter)黑啤酒

下面发酵啤酒:世界上多数国家采取。如比尔森(Pilsener)、多特蒙德(Dortmunder)、慕尼黑(Munich)、博克(Bock)等。主要品种。啤酒酿造第6页2.淡色、浓色和黑色啤酒依据啤酒色泽而划分。有:淡色啤酒:5~14EBC,色泽较浅,产量最大。

浓色啤酒:15~40EBC,呈红色棕色或红褐色,麦芽香味突出,口味醇厚,苦味较轻,国内尚缺乏。黑色啤酒:50~130EBC,多呈红褐色乃至黑褐色,原麦汁浓度较高,麦芽香味突出,口味醇厚,泡沫细腻,苦味差异较大。啤酒酿造第7页3.鲜啤酒和熟啤酒

依据啤酒是否经过灭菌而划分。啤酒包装后,不经过巴氏灭菌,称鲜啤酒或生啤酒。而采取当代高新技术如微孔薄膜过滤技术,实现了啤酒过滤除菌,然后按无菌要求进行瓶装,不需杀菌,称纯生啤酒。啤酒包装后,经巴氏灭菌者,称为熟啤酒,或杀菌啤酒。它能够保留较长时间,多为瓶装或罐装,间或有桶装杀菌啤酒。啤酒酿造第8页4.低浓度、中浓度和高浓度啤酒

按原麦汁浓度不一样而划分。低浓度啤酒:原麦汁2.5~8°P(pauling),乙醇含量0.8%~2.2%,近十年来产量日增。中浓度啤酒:原麦汁9~12°P,乙醇2.5%~3.5%,几乎都是淡色啤酒,我国多为这类型。高浓度啤酒:原麦汁13~22°P,乙醇3.6%~5.5%,多为浓色啤酒。啤酒酿造第9页5.新品种啤酒

(1)干啤酒(drybeer)发酵度极高,残糖极低,口味清淡爽口,后味洁净,无杂味。1987年首先由日本推出,之后风靡世界。(2)无醇(低醇)啤酒alcohol-freebeer概念非常含糊。普通认为,酒精含量为0.5%(V/V)以下者,能够称为无醇啤酒,酒精含量在2.5%(V/V)以下者,能够称为低醇啤酒,当前这类啤酒还未到达正常啤酒所含有风味特点,存在风味和质量问题。(3)稀释啤酒是“高浓度麦汁酿造后稀释啤酒”简称,即制备高浓度麦汁15°P,进行高浓度麦汁发酵,然后再稀释成传统8~12°P啤酒。啤酒酿造第10页浓、黑色啤酒感官指标

优级一级二级外观无显著悬浮物和沉淀物无显著沉淀物泡沫形态/泡持性(s)泡沫细腻、挂杯≥210泡沫较细腻、挂杯≥180泡沫较粗≥210色度(EBC单位)浓色黑色15.0~40.0≥40.0

香气和口味含有显著麦芽香气,口味纯粹,爽口,酒体醇厚,柔和,杀口,无异味有较显著麦芽香气,口味纯粹,较爽口,杀口,无异味有麦芽香气口味较纯粹较爽口无异味二、啤酒质量标准啤酒酿造第11页淡色啤酒

优级一级二级

外观

透明度浊度(保质期内)(EBC单位)清亮透明,无显著悬浮物和沉淀物尚清,较透明≤1.0≤1.5≤2.0泡沫形态泡沫雪白细腻,持久挂杯泡沫较雪白细腻,较持久挂杯泡沫尚雪白,较粗泡持性(s)瓶装罐装≥210≥180≥120≥180色度(EBC单位)(原麦汁浓度为14°)5.0~11.05.0~14.012°、11°、10°5.0~9.55.0~11.0.5.0~12.08°—5.0~12.0

香气和口味

有显著酒花香气,口味纯粹,爽口,酒体谐调,柔和,无异香、异味有较显著酒花香气,口味纯粹,较爽口,谐调,无异香,异味有酒花香气,口味纯粹,无异味啤酒酿造第12页

项目优级一级二级

酒精含量(%)18°16°14°12°11°10°8°≥4.5≥4.4≥4.3≥3.7≥3.4≥3.1—≥4.3≥4.2≥4.1≥3.5≥3.2≥2.9≥2.4≥2.2原麦汁浓度(%)18°16°14°12°11°10°8°18±0.316±0.314±0.312±0.311±0.310±0.38±0.3总酸含量(ml/L)18°16°14°12°11°10°8°≤45≤30≤26二氧化碳含量(%)≥0.4≥0.38≥0.35双乙酰含量(%)淡色浓色、黑色<0.13<0.14<0.

15<0.16<0.20啤酒酿造第13页第二节啤酒酿造原料一、大麦

自古以来大麦是酿造啤酒主要原料。先将大麦制成麦芽、然后糖化制成麦芽汁,再进行发酵。大麦适于酿造啤酒原因:1.

大麦便于发芽,并在发芽过程中产生大量水解酶类2.

大麦种植遍布全球3.

大麦化学成份适合酿造啤酒4.

大麦不是人类食用主粮大麦按籽粒在麦穗上断面分配形式,可分为六棱、二棱、四棱大麦,普通使用二棱大麦,美国则较流行用六棱大麦。啤酒酿造第14页大麦质量要求:发芽力强,发芽率在95%以上;浸出物含量高,达76%-80%,千粒重大于40g;蛋白质含量适当,9%-12%;麦粒色泽好,无霉斑,皮薄,有新鲜麦草香;水分含量13%以下。啤酒酿造第15页秋天麦子啤酒酿造第16页1大麦籽粒结构

胚:由原始胚芽、根胚、盾状体和上皮层组成,约占麦粒质量2%~5%。胚部含有相当多量蔗糖、棉子糖和脂肪,生命力旺盛。

胚乳:胚营养库,约占麦粒质量80%~85%,在胚发芽时胚乳物质不停分解和转化,供给胚营养。

谷皮:约占谷粒总质量7%~13%,绝大部分为非水溶性物质,在制麦过程基本无改变,其主要作用是保护胚。但其中硅化物、单宁等苦味物质对啤酒有不利影响。啤酒酿造第17页2大麦化学成份大麦除含水分11%~12%(储备大麦水分<13%)外,其它成份有碳水化合物(淀粉、糖类)、蛋白质和酶类、纤维素、脂肪、无机盐等。啤酒酿造第18页(1)淀粉碳水化合物中主要是淀粉,占干物质58%~65%,其中直链淀粉17%-24%。麦芽淀粉酶作用于直链淀粉,几乎全部转化为麦芽糖和葡萄糖,但作用于支链淀粉时,还生成相当数量界限糊精和异麦芽糖。啤酒酿造第19页(2)半纤维素和麦胶物质是胚乳细胞壁组成部分。胚乳细胞内主要含淀粉,发芽过程中只有当半纤维素酶将细胞壁分解之后,其它淀粉水解酶类方能进入细胞内分解淀粉等大分子物质。啤酒酿造第20页麦胶物质啤酒酿造第21页麦胶物质(barleygum)以β-葡聚糖最主要,是由大约70%β-1,4键和30%β-1,3键结合葡萄糖链组成大分子多糖。发芽过程中细胞壁不溶性β-葡聚糖开始分解,变成可溶性物质。麦胶物质水溶液粘度很高。溶解良好麦芽,此种物质大部分已分解,但溶解不良麦芽,此种物质分解不完全,将会造成麦汁甚至成品啤酒过滤困难。传统制麦工艺宁可用低温发芽法,也不主张轻易升温以缩短制麦周期,其原因之一就在于预防β-葡聚糖分解不良而造成过滤困难,降低麦汁收率。β-葡聚糖也是啤酒非生物混浊成份之一。β-葡聚糖是啤酒业公认有害成份。少数人认为适当β-葡聚糖对啤酒泡沫和口味丰满感有益。啤酒酿造第22页(3)蛋白质酿造大麦蛋白质含量为大麦干物质9%~12%。其中有一部分是酶类,大麦经过发芽之后,酶种类和活力会有所增加。蛋白质含量高低及其类型直接影响啤酒质量。可分为清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白。

β-球蛋白等电点较低,为pI4.9,在麦汁煮沸时不可能全部沉淀除去,以致残余于麦汁及啤酒中。

β-球蛋白含活性-SH基,在空气存在下,氧化生成-S-S-键,形成更难溶解氧化物,使啤酒混浊,所以,β-球蛋白是对啤酒稳定性有害主要成份之一。啤酒酿造第23页(4)多酚类物质约占大麦干重0.1~0.3%,多存在于谷皮中,对发芽有一定抑制作用,使啤酒含有涩味。对啤酒质量危害最大是含有黄烷基多酚类物质,如花色素原,或称原花色素及儿茶酸等。这些物质经聚合和氧化,含有单宁性质,易和蛋白质经过共价键起交联作用而沉淀析出。但假如这一反应发生于麦汁制备、麦汁煮沸或发酵过程中,则可将一些凝固性蛋白质沉淀而除去,有利于提升啤酒稳定性。啤酒酿造第24页啤酒酿造第25页多酚单体在氧、金属离子、H+存在下可聚合氧化成二聚体或三聚体乃至大分子物质。聚合多酚更易与蛋白质结合产生沉淀,人们希望此种反应发生于成品啤酒形成之前,而不出现于成品啤酒之中。啤酒酿造第26页啤酒酿造第27页3大麦贮藏大麦贮藏:即后熟:普通认为新收大麦种皮透水性和透气性差,经过后熟,因为受外界温度、水分、氧气影响,改变了种皮性能,因而提升了大麦发芽率。大麦贮藏方式:袋装堆藏,散装堆藏和立仓贮藏。啤酒酿造第28页二、辅助原料包含大米、玉米、小麦以及蔗糖、淀粉糖浆等,用于降低大麦用量。1、啤酒生产中使用辅助原料意义降低啤酒生产成本,含有经济性;降低麦汁总氮含量,提升啤酒稳定性;简化工艺。啤酒酿造第29页2、啤酒辅料特征大米:标准上凡大米不论品种均可用于酿造,但从啤酒风味要求来看,米食感越好,酿制啤酒风味也越好。我国多数厂采取。玉米:世界上栽培最广粮食品种,也是酿造啤酒主要辅料。欧美多采取。小麦:我国是世界小麦主要生产国。小麦发芽后制成小麦芽也可作为酿造啤酒主要原料。一些国家采取。淀粉:蔗糖和淀粉糖浆:在麦汁制造中,用糖或糖浆补充麦汁浸出物不足。可直接加到麦汁煮沸锅中,工艺简单,使用方便。啤酒酿造第30页三、啤酒花及其制品啤酒花简称酒花(hops),又称蛇麻花、忽布花。蛇麻为大麻科草属多年生蔓性草本植物,系雌雄异株,用于啤酒酿造者为成熟雌花。啤酒起源于公元前3-5千年,9世纪开始添加酒花为香料,15世纪后才确定为啤酒通用香料。作用:赋予啤酒香味和爽口苦味,提升啤酒泡沫起泡性和泡持性,加速麦汁中高分子蛋白质絮凝,增加麦汁和啤酒生物稳定性。啤酒酿造第31页啤酒酿造第32页啤酒酿造第33页啤酒酿造第34页啤酒酿造第35页1、酒花栽培条件栽培酒花适宜在近寒带温带地域,我国酒花主要产地有新疆、内蒙、甘肃等地域。普通说,酒花适宜在中性土壤、低地下水位、雨水少、长日照地域栽培,即使其它地域也能栽种酒花,但往往产量低,无法取得优质、高产酒花。啤酒酿造第36页2、酒花主要化学成份酒花普通化学成份:除水分外主要有酒花树脂(10%~20%)、酒花油(0.5%~2%)、多酚物质(2%~5%)、糖类、果胶、蛋白质和氨基酸(约5%)脂和蜡等。其中前三者是对酿酒有用成份:它们赋予啤酒特有甘味和香味,酒花树脂还有防腐作用,多酚物质则含有澄清麦汁和赋予啤酒以醇厚酒体作用。啤酒酿造第37页酒花树脂:酒花中最主要成份,提供啤酒愉快苦味,主要是α-酸,β-酸及其一系列氧化、聚合产物,过去统称为“软树脂”。它是啤酒苦味主要起源。它包含α-酸、β-酸等成份,

酒花精油:是酒花腺体含另一主要成份,经蒸馏后成黄绿色油状物,是啤酒主要香气起源,尤其是它轻易挥发,是啤酒开瓶闻香主要成份。

多酚物质:约占酒花总量4-8%⑴在麦汁煮沸时和蛋白质形成热凝固物⑵在麦汁冷却时形成冷凝固物⑶在后酵和贮酒直至灌瓶以后,迟缓和蛋白质结合,形成气雾浊及永久浑浊物⑷在麦汁和啤酒中形成色泽物质和适当涩味。啤酒酿造第38页啤酒酿造第39页我国优级酒花主要标准

色泽:浅黄绿色,有光泽,褐色花片少于2%香气:富有浓郁啤酒花香气,无异杂气味。花体完整度:花体基本完整。夹杂物:梗、叶等无害夹杂物不超出1.0%。水分:8.0%-12%。α酸含量(以干态计):大于6.5%β酸含量(以干态计):大于2.0%(参考值)包装密度:320kg/m3啤酒酿造第40页3、酒花品种酒花按世界市场上供给能够分为四类:A类:优质香型酒花,有捷克Saaz,德国Tettnanger,Spalter等B类:香型酒花,有德国Hallertauer、Hersbrucker等C类:没有显著特征酒花 D类:苦型酒花,NorthernBrewer等啤酒酿造第41页4、酒花贮藏压榨酒花,应在低温,隔绝空气,避光及有防潮办法条件下贮藏,长久保藏应在干燥条件下,并确保温度低于-8℃。周转保藏也应在0℃以下。贮藏温度高会引发酒花油挥发、氧化,使酒花香气变差,黄绿色酒花变成红褐色,这种酒花就已经丧失酿造价值了。啤酒酿造第42页5、酒花制品酒花压榨品存在运输、贮藏和使用不方便,在麦汁煮沸时酒花树脂利用率低,在麦汁冷却和发酵、贮酒中还将深入损失,所以,酒花粉、酒花颗粒、各种酒花浸膏等酒花制品越来越受到酿造师欢迎。啤酒酿造第43页酒花粉:我国啤酒厂当前均把商品压榨酒花,在使用前用锤式粉碎机成颗粒1mm以下酒花粉。颗粒酒花:颗粒酒花是把酒花粉压制成直径为2~8mm,长约15mm短棒状,增加其密度,降低其体积,同时也降低了它比表面积,在充惰性气体下保藏,酒花更不易氧化。颗粒酒花是世界上使用最广泛酒花形式。酒花浸膏:应用有机溶剂或CO2萃取酒花有效物质,制成浓缩2~10倍有效物质浸膏,在煮沸或发酵贮酒中使用。世界酒花产量25%-30%加工成浸膏。还有各种类型酒花油、酒花精油等,用于调整啤酒香味。啤酒酿造第44页

四、啤酒酿造用水啤酒生产用水主要包含加工水及洗涤、冷却水两大部分。加工用水中投料水、洗槽水、啤酒稀释用水直接参加啤酒酿造,是啤酒主要原料之一,在习惯上称酿造水。洗酵母水、啤酒过滤水等也或多或少进入啤酒。啤酒生产中对酿造用水要求比较严格,它除应基本符合生活饮用水标准外,还要符合啤酒专业上一些要求。啤酒酿造水性质,主要取决于水中溶解盐类种类和含量、水生物学纯净度及气味,它们将对啤酒酿造全过程产生很大影响。啤酒酿造第45页1.水源地表水:直接来自雨、雪汇合,需进行复杂水处理后才能成为优良酿造水。地下水:分为潜水、承压水和泉水,含有清洁、水温稳定、生物少、溶解有没有机物等水质特点。啤酒酿造第46页2水中无机离子对啤酒酿造影响1.水中碳酸盐和重碳酸盐降酸作用2.水中钙、镁离子增酸作用3.Na+、K+:啤酒中钾、钠主要来自于原料,其次才是酿造水4.Fe2+、Mn2+:主要来自于含铁土壤和岩石溶解,也可能来自于输水系统5.Pb2+、Sn2+、Cr6+、Zn2+等影响:重金属离子是酵母毒物,会使酶失活,并使啤酒浑浊6.

NH4+:若水中NH4+>0.5mg/L,被认为是污染水啤酒酿造第47页7.

SO42-:过多会引发啤酒干苦和不愉快味道,使啤酒挥发性硫化物含量增加8.Cl-:对啤酒澄清和胶体稳定性有主要作用,能赋予啤酒丰满酒体,爽口、柔和风味9.NO2-、NO3-:NO2-是公认强烈致癌物质,也是酵母强烈毒素,会改变酵母遗传和发酵性状,甚至抑制发酵10.F-:含量太高会引发牙色斑病和不愉快气味11.SiO32-、SiO2:高含量硅酸是酿造水有害物质12.余氯:是强烈氧化剂,会破坏酶活性,抑制酵母活力,并和麦芽中酚类结合,形成强烈氯酚臭。啤酒酿造水中应绝对防止有余氯存在。啤酒酿造第48页第三节、麦芽制备由大麦制成麦芽,称为制麦。制麦工艺流程以下:啤酒酿造第49页制麦全过程大致可分为原料清选分级、浸麦、发芽、干燥、除根等过程。制麦是啤酒生产开始,麦芽制备工艺决定了啤酒类型。麦芽质量将直接影响酿造工艺和成品啤酒质量。制麦目标:使大麦发芽,产生各种水解酶类,方便经过后续糖化工序,使大分子淀粉和蛋白质得以分解、溶解。而制麦中将绿麦芽烘干将产生必要色、香和风味成份。啤酒酿造第50页1大麦发芽浸渍后大麦到达适当浸麦度(含水量达43%~48%),工艺上即进入发芽阶段,实际上从生理现象来说,发芽过程是从浸麦开始。此阶段大麦中酶系得到活化,各种水解酶量到达高峰,淀粉、蛋白质、半纤维素等到达适当分解。发芽过程必须准确控制水分和温度,适当通风供氧。啤酒酿造第51页

大麦和麦芽中酶类*已发觉大麦中酶类达数百种,且每年都有新酶种发觉。经过发芽大麦所含酶量和种类大量增加。*水解酶形成是大麦转变成麦芽关键所在:α-淀粉酶:发芽后在糊粉层内大量形成β-淀粉酶:原大麦中存在相当数量β-淀粉酶,有游离态和结合态两种,大部分存在胚中。支链淀粉酶:蛋白分解酶:分为内肽酶和端肽酶。通常指内肽酶,是关系到麦芽溶解和啤酒质量主要酶类。半纤维素酶类:半纤维素是胚乳细胞壁主要组成部分,而细胞壁在制麦过程分解是大麦胚乳分解主要内容,所以它是麦芽溶解先驱者。啤酒酿造第52页发芽过程中物质改变物理及表观改变:浸麦后麦粒吸水膨胀,体积约增加1/4。胚乳溶解各部分是不对称,主要是因为酶形成系从糊粉层逐步向外扩展。糖类改变:最主要是淀粉相对分子质量有所下降,经过制麦过程可溶性糖分大量积累,这是因为淀粉、半纤维素、及其它多糖被酶水解综合结果。蛋白质改变:蛋白质分解是制麦过程主要内容,部分蛋白质分解为肽和氨基酸,分解产物分泌至胚,用于合成新根芽和叶茎,所以,蛋白质有分解也有合成。啤酒酿造第53页半纤维素和麦胶物质改变:实质是细胞壁分解胚乳溶解:麦芽溶解是从胚乳附近开始,沿上皮层逐步向麦粒尖端发展,靠基部一端比麦粒尖端溶解较早,较完全,酶活性相对较高。酸度改变:发芽过程中酸度主要表现为酸度提升,但此时麦汁溶液pH值改变不大,这主要是因为磷酸盐缓冲作用。其它改变:无机盐类稍有下降;多酚物质实质上没有增减等。啤酒酿造第54页2绿麦芽干燥发好芽麦芽称绿麦芽,要求新鲜、松软、无霉烂;溶解(指麦粒中胚乳结构化学和物理性质改变)良好,手指搓捻呈粉状,发芽率95%以上;叶芽长度为麦粒长度2/3~3/4。绿麦芽不能贮藏也不能糖化,必须经过干燥终止酶作用,除去生青味,产生特定麦芽色香味,最终除根入仓存放数周,方能进入糖化。

啤酒酿造第55页第四节、麦芽汁制备麦芽汁制备是将固态麦芽、非发芽谷物、酒花等用水调制加工成澄清透明汁液(麦汁)过程。包含原辅料粉碎、糖化、麦汁过滤、麦汁煮沸和添加酒花、麦汁冷却等几个过程。

啤酒酿造第56页一、麦芽及辅料粉碎目标:使整粒谷物经粉碎后有较大比表面积,使物料中贮藏物质增加和水、酶接触面积,加速酶促反应及物料溶解。麦芽粉碎:方法有干粉碎、增湿干粉碎和湿粉碎,1980年代后德国又推出连续浸渍湿粉碎。我国都有采取,但中、小型厂还是以干粉碎为主。要求破而不碎。谷物辅料粉碎:用辊式粉碎机粉碎。要求有较大粉碎度,粉碎成细粉状,有利于糊化和糖化。啤酒酿造第57页二、糖化是利用麦芽中所含有各种水解酶,在适宜条件下将麦芽和辅助原料中不溶性大分子物质(淀粉、蛋白质、半纤维素及其中间分解产物等)逐步分解为可溶性低分子物质分解过程。由此制备浸出物溶液就是麦(芽)汁。啤酒酿造第58页糖化时淀粉改变糊化:又称α化,是淀粉受热吸水膨胀,破坏分子晶状结构并形成凝胶过程。液化:淀粉在热水中糊化形成高粘度凝胶后,如继续加热或受到淀粉酶(主要是α-淀粉酶)作用,可使淀粉长链分子断裂成短链状小分子、粘度快速降低过程。糖化:指麦芽和辅料中淀粉糊化醪受到淀粉酶分解作用,形成小分子糊精、低聚糖和以麦芽糖为主可发酵性糖全过程。啤酒酿造第59页1、糖化要求首先确保淀粉最大程度地分解成可溶性低聚糊精(在生产中用碘试醪液不变色来判别);又要确保形成适当可发酵性糖。生产中惯用两法来判别:一是麦汁极限发酵度大于70%-75%;另一是糖:非糖比值,国内12°P浅色啤酒麦汁控制在1:0.23-0.35之间,深色啤酒麦汁常控制在1:0.3-0.5。——此处“糖”是指麦汁用还原法测定“还原糖”(以麦芽糖计),包含麦芽糖、葡萄糖、果糖、麦芽三糖及其它有还原性戊糖和低聚糖。“非糖”是指麦汁浸出物中除了还原性糖类以外其它全部浸出物,主要是低聚糊精、含氯化合物、无机盐、多酚类化合物等。啤酒酿造第60页比如:含12%浸出物某麦芽汁,用还原法测定还原糖以麦芽糖计为9.0%则该麦汁糖:非糖比为:9.0%:(12%-9.0%)=1:0.33啤酒酿造第61页2、影响淀粉水解原因麦芽质量及粉碎度:糖化力强、溶解良好麦芽,糖化时间短,形成可发酵性糖多,可采取较低糖化温度非发芽谷物添加:非发芽谷物种类,及添加数量,支链、直链淀粉百分比,糊化、液化程度等,将极大影响到糖化过程和麦汁组成。啤酒酿造第62页糖化温度:麦芽中β-淀粉酶最适作用温度为62.5℃,α-淀粉酶最适作用温度为70℃,所以,采取糖化温度趋近于63℃可得到最高可发酵性糖,趋近于70℃可有最短糖化时间。啤酒酿造第63页糖化醪pH:麦芽中各种主要酶最适pH普通都较糖化醪pH低,比较合理糖化pH应为5.6左右。另外淀粉酶作用最适pH值也随温度改变而改变。可用石膏、乳酸麦芽来调整。糖化醪浓度:普通淡色啤酒第一麦汁浓度控制在43%~46%为宜;浓色啤酒第一麦汁浓度可适当提升到18%~20%。醪液过稀或过浓对浸出物收得率都有影响。啤酒酿造第64页3、糖化中蛋白质水解麦芽蛋白质水解情况对麦汁组分含有决定性意义:蛋白质及其水解产物和啤酒关系:麦汁中氨基酸过多,影响酵母增殖和发酵;而氨基酸过少,酵母又增殖迟缓,最终造成发酵困难。定型麦汁含氮组分要求:麦汁中高分子可溶性氮应不超出总氮15%。蛋白质水解控制:糖化时蛋白质分解程度远远不如制麦芽时深刻。啤酒酿造第65页4、其它改变β-葡聚糖分解:糖化过程中需促进β-葡聚糖分解。麦芽谷皮成份溶解:麦芽皮壳中含有谷皮酸,多酚类物质,它们溶解会使麦汁色泽加深,并使啤酒含有不愉快苦涩味,降低啤酒非生物稳定性。啤酒酿造第66页三、糖化方法及设备

啤酒酿造第67页煮出糖化法:麦芽醪利用酶生化作用和热力物理作用,使其有效成份分解和溶解。经过部分麦芽醪热煮沸、并醪,使醪逐步梯级升温至糖化终了。依据部分麦芽醪液被煮沸次数即分为几次煮出法。浸出糖化法:麦芽醪纯粹利用酶作用,用不停加热或冷却调整醪温使之糖化完成。麦芽醪未经煮沸。其特点是将全部醪液从一定温度开始,迟缓分阶段升温到糖化终了温度。浸出糖化法常采取二段式糖化。第一段在63~65℃左右糖化20~40min,然后升温至76~78℃进行第二段糖化。该法惯用于酿制淡爽型啤酒和干啤酒,它操作比较简单,糖化周期短,3h内即可完成。啤酒酿造第68页复式糖化法:当添加不发芽谷物(如玉米、大米、玉米淀粉等)时,在进行糖化时必需首先对添加辅料进行预处理——糊化、液化(即对辅料醪进行酶分解和煮出),然后与麦芽醪并醪,即称为复式糖化法。外加酶制剂糖化法:在糖化中补充外加酶制剂。即在糖化锅和糊化锅内添加一定量α-淀粉酶、蛋白酶以及β-葡聚糖酶等,尤其在糊化锅内添加α-淀粉酶较多,普通用量为0.4-0.6L/t。外加酶制剂使用,可加速淀粉糖化和蛋白分解,并可节约麦芽,增加辅料用量,从而降低成本。尤其在麦芽溶解不良以及酶活性低情况下,可经过添加酶制剂来补充酶源。啤酒酿造第69页糖化设备糖化工序所需主要设备为糖化锅和糊化锅。煮出糖化法醪液煮沸也可在糊化锅内进行;在复式糖化法中,麦芽在糖化锅下料,辅料在糊化锅下料,分别单独进行糊化和糖化后再并醪到糖化锅共同糖化;普通糊化锅是带加热装置(如球底夹套),糖化槽是平底、没有加热装置,但为了调整工艺方便,现在糖化锅和糊化锅二者外形和结构大致相同。有圆筒形、矩形锅,以前者较多采取,后者较少采取。啤酒酿造第70页圆筒形糊化、糖化锅结构矩形糖化锅啤酒酿造第71页四、麦芽醪过滤糖化结束时,已经基本完成了大分子物质分解和萃取,必须在最短时间内把麦汁和麦糟分离,以得到澄清麦汁,并取得良好浸出物收得率。麦汁过滤分两步进行,首先用过滤方法提取糖化醪中麦汁,此称为第一麦汁或过滤麦汁;然后利用热水洗出第一麦汁过滤后残留于麦槽中麦汁,此称为第二麦汁或洗涤麦汁。啤酒酿造第72页过滤方法可分为过滤槽法、压滤机法和快速渗出槽法。前二是传统方法,但普遍采取。1.过滤槽法国内以该法为主1)过滤槽主要结构:是由不锈钢制成圆桶形体,槽底大多是平底,配有弧球形或锥形顶盖。2)过滤程序及工艺控制:糖化醪温度75-78℃,麦糟层35cm左右。第一麦汁过滤时间45-90min;第二麦汁过滤时间90-45min,残糖浓度1.0-1.5%左右,总过滤时间3h。洗糟水温75-80℃,过滤压差200-300Pa.啤酒酿造第73页2.压滤机法是由容纳糖化醪滤框和分离麦汁滤布及搜集麦汁滤板等若干组件,再配以顶板、支架、压紧螺杆或液压系统组成。该法过滤速度快,操作也可自动控制。

麦糟输送从过滤槽或压滤机排出麦糟为干式,进入过滤设备附近中间贮槽,再经过输送,至厂区边麦糟出售罐。啤酒酿造第74页五、麦汁煮沸和酒花添加煮沸麦汁目标

1.蒸发水分,浓缩麦汁,到达要求麦汁浓度;2.钝化酶、麦汁灭菌,确保在后续发酵过程中麦汁组分一致;3.使蛋白质变性和絮凝,防止由蛋白质造成啤酒浑浊;4.排除麦汁中异杂臭味;5.浸出酒花中有效成份,赋予麦汁苦味与香味。啤酒酿造第75页麦汁煮沸强度控制煮沸强度:在沸腾时每小时蒸发水分量相当于原麦汁百分数。普通煮沸时间70-90min,浓色啤酒可适当延长一些,煮沸强度到达8%-10%以上。煮沸方法可用常压法或高压法。啤酒酿造第76页酒花添加酒花是在煮沸麦汁中添加。酒花添加量应依据啤酒类型、酒花质量、煮沸条件而定。普通能够酒花中α-酸含量和啤酒苦味值来确定添加量。当前我国添加量为0.8~1.3kg/m3麦汁,在南方地域较低,为0.5~1.0kg/m3麦汁。传统啤酒酿造多采取分次添加法,目标是尽可能萃取不一样品质酒花不一样酒花成份。添加2-3次者较常见。酒花添加标准是先差后好,先苦型后香型。品质好和香型酒花普通在煮沸结束前10min加入,以赋予啤酒很好酒花香味。酒花制品添加方法:酒花粉、颗粒酒花、酒花浸膏和整酒花添加方法基本相同。另外酒花油还可在下酒时添加。啤酒酿造第77页六、麦汁处理由煮沸锅放出定型热麦汁,在进入发酵前还需要进行一系列处理,才能制成发酵麦汁。这些处理包含:酒花糟分离、热凝固物分离、冷凝固物分离、冷却、充氧等。啤酒酿造第78页传统酒花分离器新型酒花分离器酒花糟分离器:罐底带篦子啤酒酿造第79页热凝固物分离

1)热凝固物成份粗蛋白质50%-60%酒花树脂16%-20%灰分2%-3%多酚等有机物20%-30%2)在盘旋沉淀槽进行热凝固物分离装置在糖化室煮沸锅旁,尽可能缩短输送管长度,输送泵也应采取低速涡轮泵,麦汁切线进槽啤酒酿造第80页含有搜集底盘旋沉淀槽平底盘旋沉淀槽啤酒酿造第81页麦汁冷却麦汁煮沸定型后,必须冷却到酵母适宜繁殖温度,为后续发酵创造条件。下面酵母发酵要求冷至4-8℃,上面酵母发酵可冷至10-12℃。冷却过程温度应保持一致,不要忽高忽低,不然会造成酵母衰老或发酵不正常。啤酒酿造第82页冷凝固物分离

1)冷凝固物分离出热凝固物后、澄清麦汁,伴随冷却进行,在50℃以下时麦汁中会重新析出混浊物质,称冷凝固物。在25℃左右时析出冷凝固物最多。冷凝固物主要是由麦汁中β-球蛋白、醇溶蛋白δ和ε区分解高肽物质,与麦汁中多酚物质以氢键相联,变成不溶性物质而成为凝固物。因为冷凝固物颗粒是弹丸形,直径仅0.1-1.0μm,所以,它混浊仅仅是胶体混浊,象雾浊状。假如当麦汁重新加热至60℃,蛋白质和多酚之间连接氢键断裂,蛋白质可重新水化,麦汁又恢复透明。它和瓶装啤酒“冷雾浊”完全一致。冷雾浊物组成:多肽45%-65%、多酚30%-45%、多糖2%-4%、灰分1%-3%,相对分子量在104-105之间,含有两个等电点,pH3.9和pH8.0。在麦汁中带有负电荷。啤酒酿造第83页2)冷凝固物分离方法酵母繁殖槽法:冷却麦汁添加酵母后,在开口或密闭酵母繁殖槽内停留14-20h(刚开始起沫前),即由浮球出液法泵出上层澄清麦汁,或用位差法,在底部小心排出澄清麦汁,残留在器底沉渣中有冷、热凝固物及死酵母等。冷静置沉降法:硅藻土过滤法:麦汁离心分离法:盘式离心分离机浮选法:关键在于混合空气形成泡沫细密度啤酒酿造第84页麦汁充氧冷却过程中充入无菌压缩空气,此时氧化反应微弱,氧能在麦汁中很好地呈溶解态,而且有利于凝固物析出。

啤酒酿造第85页第五节、啤酒发酵一、酵母菌及其培养

1.关于啤酒酵母分类啤酒酿造酵母菌按分类学大都属于酿酒酵母(Saccharomycescerevisiae)种。但啤酒酵母菌株很多,近年来经过杂交和诱变,新优良菌种还不停出现。在酵母命名上,有使用传统使用名称,有则用啤酒厂、研究机构或菌种保藏单位名称。尤其在生产企业,尤其喜欢沿用老名称。在啤酒酿造界中,经常按照发酵特征(对棉子糖发酵利用情况)分为两个“种”,即啤酒酵母和葡萄汁酵母。啤酒酵母:部分发酵棉子糖。葡萄汁酵母:能全部发酵棉子糖。啤酒酿造第86页啤酒酵母

(SaccharomycescerevisiaeHansen)能发酵葡萄糖、麦芽糖、蔗糖。因为没有蜜二糖水解酶,不能发酵蜜二糖,不发酵乳糖,棉子糖能发酵1/3。在麦汁中25℃培养三天,细胞为圆形、卵形、椭圆形到腊肠形。按细胞长与宽之比又可分成三组:啤酒酿造第87页第一组细胞长宽比为1:1-2(<2),细胞为圆形或卵形。又可分成大、中、小三型。主要用于酒精(淀粉质原料)和白酒等蒸馏酒生产,其中如德国2号、德国12号(Rasse),应用极为广泛。这组还包含了葡萄酒酵母和魏氏酵母。第二组长宽比为1:2,以长卵形为主。细胞出芽长大后不脱落,再出芽,易形成假菌丝。主要用于啤酒、果酒酿造和面包发酵。在啤酒酿造中易漂浮在泡沫层中进行发酵,发酵终了也极少下沉,称上面发酵酵母(TopFermentationYeast)。第三组长宽比>2,细胞为长圆形至腊肠形,耐高渗透压,用于糖蜜酒精和朗姆酒生产。如台湾396号酵母。啤酒酿造第88页葡萄汁酵母(S.

uvarumBeiyernch)1970年Lodder把卡尔斯伯酵母(S.carlsbergensisHensen)、类哥酵母(S.logosV.ZearetDenamur)及葡萄汁酵母,合并成一个,即葡萄汁酵母(S.

uvravumBeiyernch)。这类酵母糖类发酵特征相同,均能全部发酵棉子糖。但在啤酒酿造界还是喜欢沿用卡尔酵母这一老名称,这类酵母在制造Lager型啤酒时采取,在发酵时随产生CO2在醪内上下对流,近发酵结束时凝集沉降,而聚于器底,所以称“下面发酵酵母”(BottomFermentationYeast)。实际在分类学上,葡萄汁酵母学名是酿酒酵母(Saccharomycescerevisiae)(参《酵母分类学研究》3rd)。啤酒酿造第89页各菌株之间差异,主要在繁殖速率、增殖倍数、代谢产物中一些物质多少、凝聚性、耐性、抗性等所谓“生产特征”上有差异。这些非遗传特征是易变。当前国内啤酒厂基本上都使用下面发酵酵母。因为各啤酒厂选育了自己独特菌株,如:青岛卡尔酵母、首啤酵母、沈啤1号、沈啤5号等,所以形成了酿造技术和啤酒风味多样化。啤酒酿造第90页啤酒酿造第91页2.啤酒酵母凝絮性指发酵结束后沉于器底性能,是主要生产特征,会影响酵母回收再利用于发酵可能,影响发酵速率和发酵度,影响啤酒过滤方法选择,乃至影响到啤酒风味。啤酒酿造第92页整个发酵阶段,酵母完全分散在发酵液内,即使发酵完全停顿时,酵母也是以单个或数个形式悬浮在液体中。发酵结束时,器底只有少许涣散沉淀酵母,大量酵母分散于液体中,如轻轻震荡器皿,沉淀酵母立刻浮起,再形成沉淀需很长时间。——经典非凝絮性或“粉末型酵母”。发酵早期酵母是分散,到达某发酵度,酵母在发酵液中细胞密度突然降低,器底逐步沉结酵母凝块,发酵结束时,发酵液中细胞密度很低,即使强烈振动器皿打散凝块,静置短时间也马上形成凝块。——称作凝聚性酵母。介于上述二者之间,发酵减弱后,酵母开始形成不很紧密絮状沉淀,发酵结束时,器底形成较多沉淀,经震荡,酵母较快分散,静置一段时间,又能重新沉降。——这类酵母称作“凝絮性”酵母,是当前酿造中用于快速发酵制造清爽型啤酒常采取酵母。酵母菌凝絮性分类啤酒酿造第93页在最适发酵温度25-27℃下,酵母对麦汁中可发酵性糖类最大可能发酵程度。实际上主要反应酵母对麦汁中麦芽三糖发酵能力和发酵极限。近代啤酒比较倾向于高发酵度,对应也要求酵母麦汁极限发酵度高。可用极限外观发酵度E=80土3%作为第一级筛选,淘汰对麦汁糖利用率低菌株。3关于酵母麦汁极限发酵度啤酒酿造第94页4关于双乙酰峰值和还原速度

世界各国优质浅色啤酒双乙酰含量均在0.03-0.06mg/L。从1970年代以后,世界啤酒先进国均在优选低双乙酰酵母菌株及改进发酵技术以后,很好地处理了此问题,而我国不少啤酒厂至今还被双乙酰能否及格所困扰。我国啤酒发酵成熟指标中双乙酰<0.13-0.20mg/L,或更低0.05mg/L。从丹麦、荷兰、德国、比利时等国啤酒酵母分离底物中得到若干菌株,发觉这些酵母在产生双乙酰方面含有以下特点:啤酒酿造第95页双乙酰峰值低,在麦汁α-氨基氮在160mg/L以上时,峰值仅为0.3-0.4mg/L,而我国传统酵母高达0.7-1.0mg/L,有些退化菌株高达2.0mg/L。双乙酰峰值出现在发酵第二至第三天。主酵第三至第四天双乙酰快速下降,在主酵结束时,双乙酰已降到0.20mg/L以下。即双乙酰还原速度快。在8-12℃后酵时,双乙酰还原快,5-7d可降至0-10mg/L以下。双乙酰前驱物质(α-乙酰乳酸)在啤酒中极少残留,所以,啤酒装瓶消毒以后,不会因为乙酰乳酸氧化形成双乙酰,升高值近在0.01-0.03mg/L,而我国一些工厂成品啤酒经常要升高0.05-0.07mg/L。我们认为发酵技术可能是主要原因。啤酒酿造第96页5啤酒酵母扩大培养大规模生产使用酵母菌,必须首先由保留纯种酵母经扩大培养,到达一定数量后,才能供生产使用。“菌种”是发酵工业“活灵魂”。如:在啤酒生产中最能影响酿酒工艺和控制原因是啤酒酵母菌,最能决定啤酒品质原因也是啤酒酵母菌种。近代发酵规模越来越大,对酵母培养、扩大、接种等要求也越来越严。各厂扩大培养方式和次序大致相同。啤酒酿造第97页以上从斜面试管到卡氏罐培养为试验室扩大培养阶段;汉生罐以后培养为生产现场扩大培养阶段。

啤酒酿造第98页关于汉生罐系统:啤酒生产中都把汉生罐作为保留生产菌种伎俩。即从汉生罐压出大部分酵母培养物后,仍保留15%左右培养物于罐内,以备下次扩大培养时再加入新鲜麦汁即可开启种子液培养,正常情况下这么保留酵母可连续使用六个月左右。是由2组罐子组成,是近代培养酵母设备基础。(1)200L左右麦汁杀菌罐,内设蛇管或夹套,外接三通管路,分别通蒸气、冷却水,罐底进出麦汁,可通无菌空气搅拌麦汁。(2)1-2只200L左右培养罐,内设夹套,外接三通管路,可通冷却水、普通12-15℃水,罐保压20-40kPa,罐顶有调压阀或二氧化碳排出管(接水封)。啤酒酿造第99页

菌种扩大培养过程(1)原始菌种保藏和选育:复壮时进行单细胞分离,并需要进行一系列生理生化特征和生产性能测定,包含酿酒口味鉴评等。确保所用菌种一定是性能最优良。(2)扩培过程无菌操作:纯种接种、无菌操作技术啤酒酿造第100页

(3)优良培养基:特殊营养麦芽汁培养基。(4)恰当扩大百分比:会影响到起始细胞浓度、扩大培养时间、酵母菌龄一致性以及在扩大培养中抵抗杂菌污染能力等。——扩大比遵照标准:在汉生罐以前各级,因为采取较高培养温度(25-27℃),酵母倍增时间短,无菌操作条件好,扩大比可采取1:10-20;反之,汉生罐以后各级,采取低温培养(小于13℃),酵母倍增时间长,杂菌污染机会多,扩大比宜小,普通1:4-5。啤酒酿造第101页

(5)恰当移种时机:在对数期移种,可取得出芽最多、死亡率最低、最强壮种子细胞,而且迟缓期最短,繁殖最旺盛。困难在于怎样判别接种后对数期。——了解其生长规律(作生长曲线)(6)严格控制培养条件温度:应采取温度逐层递降培养法

通风:即使啤酒酵母在好气或厌气条件下都能够繁殖,但繁殖速率不一样。好气条件下繁殖好而快。啤酒酿造第102页(7)关于汉生培养罐留种和操作每次添加新鲜麦汁前,应预先对留种汉生培养罐进行手动搅拌或压缩空气搅拌。添加麦汁必须是新鲜、优良麦汁。先在汉生杀菌罐中于压力0.08-0.01Mpa下杀菌1h,并快速用杀菌罐内夹套冷却装置冷至60℃以下,同时通入无菌空气进行搅拌并压到培养罐进行扩大培养。汉生培养罐留种:尤其应注意培养时间,切勿使培养过头,不然在低温喂养酵母时,因为营养相对缺乏,会加速酵母衰老。啤酒酿造第103页二、传统啤酒发酵

传统啤酒发酵分下面发酵和上面发酵两大类型,二者采取不一样酵母菌种,其发酵工艺和设备条件也不相同,制出啤酒风味各异。以下面发酵工艺比较常见。

1、主/前发酵在啤酒生产上,酵母添加和培养是主发酵主要内容。1)酵母接种量:接种量比较小,接种后细胞浓度常控制在(5-12)×106个/ml。啤酒酿造第104页2)酵母添加方法在常规发酵中主要使用干道添加法:干道添加法:在酵母添加器中加入每批麦汁所需酵母泥,再加入二倍量冷却麦汁(6.0~8.0℃),用无菌压缩空气充分混匀,压到前酵池麦汁中,再用无菌压缩空气搅拌均匀,即可。啤酒酿造第105页3)前发酵过程控制

所谓前发酵,实际上是所接种酵母泥处于休眠阶段(芽生率为0),酵母和新鲜麦汁接触后,有较长(数小时至十小时)生长迟缓期,才能进入出芽繁殖阶段,当酵母越过生长迟缓期,出芽繁殖细胞浓度到达20×106个/m1时,发酵麦汁表面开始起沫,此阶段为前发酵。前发酵时间,随接种温度、接种量而改变。普通低温发酵常在16-20h,中温发酵在12-14h。前发酵阶段糖降不显著,外观浓度降在0.5-1.0oP,温度自然升高0.7-1.0℃。前发酵完成(麦汁表面出现一层白色泡沫)后即将其转入发酵罐或主发酵池(槽)(称倒槽)进行主发酵。前发酵室普通在主酵室上方,方便用自然位差法进行倒槽。前酵池平底,设有高于池底3-5cm酵母挡,用于阻挡自然沉降死酵母和冷凝固蛋白质。因为前发酵是酵母开启阶段,室温普通控制比接种温度稍高(1-2℃),无菌要求比主发酵室更严格,发酵池内不设冷却排管。啤酒酿造第106页起泡期入主发酵池4~5h后,在麦汁表面逐步出现更多泡沫,由四面渐渐向中间扩散,泡沫雪白细腻,厚而紧密,如花菜状,发酵液中有二氧化碳小气泡上涌(又称低泡期),并将一些析出物带至液面。此时发酵液温度天天上升0.5~0.8℃,天天降糖0.3~0.5ºP,维持时间1~2天,不需人工降温。高泡期发酵后2~3天,泡沫增高,形成隆起,高达25~30cm,并因发酵液内酒花树脂和蛋白质-单宁复合物开始析出,泡沫表面逐步变为棕黄色,此时为发酵旺盛期,需要人工降温,不过不能太猛烈,以免酵母过早沉淀,影响发酵。高泡期普通维持2~3天,天天降糖1.5ºP左右。2传统啤酒主发酵过程啤酒酿造第107页

落泡期

发酵5天以后,发酵力逐步减弱,二氧化碳气泡降低,泡沫回缩,酒内析出物增加,泡沫也变为棕褐色。此时应控制液温天天下降0.5℃左右,天天降糖0.5~0.8ºP,落泡期维持2天左右。泡盖形成期发酵7~8天后,泡沫深入回缩,形成泡盖,应即时撇去泡盖,以防沉入发酵液内。此时应大幅度降温,最终1天急剧降温以使酵母良好沉淀。此阶段可发酵性糖已大部分分解,天天降糖0.2~0.4ºP。啤酒酿造第108页3主发酵沉淀酵母搜集和保留

主发酵沉淀酵母应搜集起来用0℃左右冷却水洗涤、并于低温保留备用。普通可循环使用4-5代左右。

啤酒酿造第109页4主发酵池和发酵设备

主发酵池1)外型和尺寸:大多为方形,容积10~100m32)材料:现在开始推广使用漆料3)冷却:传统发酵池均装有浸沉式冷却蛇管主发酵室1)有良好隔水绝热层围护厂房2)有良好调温设备,使主发酵能维持在6~8℃3)必须有通风换气设备啤酒酿造第110页

5后发酵和储酒

啤酒后发酵又称啤酒后熟、储酒。1)目标或作用:*糖类深入发酵:在后发酵中发酵糖类主要是残余麦芽糖和主发酵中大多未发酵完麦芽三糖。在后发酵中可继续被发酵利用。*增加CO2溶解:主要经过低温和封罐后发酵来增加溶解量。CO2是啤酒主要组成成份,它能赋予啤酒起泡性和杀口性,增加啤酒防腐性和抗氧化能力,CO2从啤酒中溢出能拖带啤酒芳香气味散发,增强品质表现力。啤酒酿造第111页*促进啤酒成熟经过后发酵和储酒,因为酵母醇脱氢酶还原能力而降低双乙酰含量,使啤酒成熟。*促进啤酒澄清低温长时间后发酵有利于啤酒中多酚类物质和蛋白质等沉淀以使啤酒澄清。啤酒酿造第112页2)后发酵操作:将主发酵后除去多量沉淀酵母发酵液送到后酵罐(储酒罐)内,这个过程叫下酒。下酒有上面下酒和下面下酒两种方式,上面下酒是把酒液经管道从储酒罐上口注入。下面下酒是将酒液从储酒罐下口注人。下酒前应用二氧化碳充满储酒罐,以驱除罐内氧气。下酒后液面上方应留10~15cm空隙,作为二氧化碳气压力储存。啤酒酿造第113页下酒后要实施2~3d敞口发酵,以排除啤酒中生青味物质。普通下酒后24h就有泡沫从罐口冒出,数天后泡沫变黄回缩,即行封罐,进行加压发酵。

期间对发酵室温和罐内压力控制十分主要。封罐1周后,罐压应升到0.05MPa以上,以后逐步上升,当罐压上升到0.1MPa以上时,应迟缓放掉部分二氧化碳。整个后酵过程罐压应保持相对稳定,不可忽高忽低。后发酵温度多用室温控制,或储酒罐本身具备冷却设施时则本身冷却。传统后发酵,多控制先高后低储酒温度,即前期控制3~5℃,而后逐步降温至-1~1℃,降温速度随不一样类型啤酒储酒时间而定。

啤酒酿造第114页后发酵时间(也称酒龄)常依据啤酒类型、原麦汁浓度和储酒温度不一样而异,普通来说,淡色啤酒酒龄较长,浓色啤酒酒龄较短。国内传统11~14°P熟啤酒和10~12°P鲜啤酒酒龄分别为50-75d和30~40d,捷克比尔森外销啤酒酒龄则较长,达26~39周。啤酒酿造第115页3)关于啤酒成熟啤酒成熟标准是纯粹、爽口、无异味。其中对风味起主要作用除酯类、醇类、醛类、酮类、酸类以外,就是双乙酰,其含量高低,直接影响啤酒风味成熟是否。普通它味感阈值0.1mg/L,超之即有显著不愉快、刺激性馊饭味。大于0.2mg/L时即有类似烧焦麦芽味。啤酒酿造第116页双乙酰产生:联二酮类化合物(VDK)是啤酒酵母含氮物质生物合成旁路产物。它包含2,3-丁二酮和2,3-戊二酮,前者即双乙酰,后者含量极少。合成它们前驱物质包含α-乙酰乳酸和α-羟基丁酸。它们合起来称总双乙酰物质。在主酵结束时总双乙酰水平在0.20-0.30mg/L,经过后发酵和储酒,因为酵母醇脱氢酶还原作用而含量显著降低。啤酒酿造第117页控制双乙酰方法a)降低α-乙酰乳酸生成酵母菌株:不一样酵母菌株,在相同营养条件和发酵条件下,形成α-乙酰乳酸量不一样,造成双乙酰峰值也不一样;同时还原双乙酰能力也有显著不一样。所以,啤酒生产中应选育双乙酰峰值低,还原能力强酵母菌株。适当提升麦汁中α-氨基酸含量水平:当麦汁中α-氨基酸小于180mg/L,随α-氨基酸增加,双乙酰含量也逐步增加。而当超出200mg/L时,双乙酰改变又趋于平稳。啤酒酿造第118页b)加速α-乙酰乳酸非酶氧化过程适当提升麦汁溶解氧水平:溶解氧含量提升,将引发麦汁氧化还原值rH提升。当rH>10时,α-乙酰乳酸才能被氧化脱羧生成双乙酰,假如rH<10,则会造成α-乙酰乳酸在发酵液中残留,以致在过滤、灌装、杀菌时会造成α-乙酰乳酸氧化脱羧反应,使双乙酰等含量上升,从而使成品啤酒产生馊饭味。调整麦汁pH值:α-乙酰乳酸氧化为双乙酰最适pH值大约为4.3-4.5,当pH>6时,这种氧化将变得困难。酵母在发酵前期发酵能力强,产酸力强,能快速将发酵液pH从5.2-5.4降至4.3-4.5。在这么低pH和低温下,α-乙酰乳酸合成量原来就少,而且又能促进α-乙酰乳酸向双乙酰转化,而双乙酰形成得越早,还原就可能越多,所以低pH值有利于α-乙酰乳酸向双乙酰转化,最终降低双乙酰含量。啤酒酿造第119页c)加速双乙酰还原选取优良酵母:不一样酵母菌株,不但形成双乙酰峰值差异很大,而且双乙酰还原速度也很不一样,所以,优良酵母菌种选择对双乙酰含量控制很主要。发酵过程控制:采取较低接种温度(6-7℃),主发酵前期低温(8-10℃)发酵,并加大酵母接种量至1.5-1.8x107个/mL,同时控制酵母使用代数,尽可能不使用超出4代酵母。当酵母外观发酵度到达65%时,提升主发酵后期双乙酰还原温度至12-13℃,加速双乙酰还原。当外观发酵度达70%以上,外观糖度降至3.5。P时,将罐压由0.3MPa提升至0.14MPa,能够防止酵母过早沉降,又能够促进双乙酰渗透细胞内,加速发酵液中双乙酰还原。啤酒酿造第120页d)其它适量添加酶制剂:随冷麦汁添加α-乙酰乳酸脱羧酶,不但能够缩短双乙酰还原时间,同时也降低了酒液中α-乙酰乳酸含量。这么会大大降低酒液中α-乙酰乳酸积累。控制酒液与氧接触:在啤酒灌封过程中,尽可能降低氧摄入,防止酒在管路中产生涡流,以阻止α-乙酰乳酸氧化;同时可采取高压引沫装置,降低瓶颈中空气含量;另外添加抗氧化剂也是一个降低与氧接触方式。——总而言之,啤酒中双乙酰含量决定于双乙酰生成和排除等很多路径之间平衡,在实际生产中,必须依据详细情况,抓好各步骤,控制好双乙酰含量,以提升产品质量。啤酒酿造第121页

4)关于啤酒澄清:过去啤酒过滤只有简单粗滤,最终包装后啤酒透明度、非生物稳定性主要取决于后发酵中澄清作用、取决于过滤前啤酒澄清度。现在,啤酒工业有各种高技术澄清方法,相对来说,在后发酵和储备过程对“自然澄清”依赖就小得多了。啤酒酿造第122页

加速澄清办法:*添加五倍子单宁(鞣酸)——除蛋白*添加明胶或鱼胶——除单宁*添加蛋白酶——分解蛋白Collupulin(美国,胃蛋白酶等复合酶)CollerlsSctintillase(英国,木瓜酶等复合酶)Malilyase(德国,麦芽蛋白酶)Molsin(日本,霉菌蛋白酶)我国惯用菠萝蛋白酶、木瓜蛋白酶等单一酶制剂,其作用温度较高(最适作用温度为45℃、pH5.0)。所以,贮酒期加入效果更佳,它们作用只是在啤酒巴氏消毒过程中发挥。啤酒酿造第123页三、大型发酵罐发酵各国设计和采取了各种型式大容量发酵罐,它们容量从几十吨到几百吨各异,含有完善冷却和自控设施。与我国传统发酵相比,有产量大、控制灵活、发酵周期短、降低厂房投资、降低劳动强度和提升劳动生产率等优点。我国从1970年代末开始采取室外锥形罐——圆柱锥底发酵罐,以逐步取代传统室内发酵。当前全国新建和改建啤酒厂大多采取圆柱锥底罐发酵生产方式。

啤酒酿造第124页啤酒发酵新技术

连续化啤酒发酵酒母增殖培养、主发酵、后发酵、后熟等过程连续进行。固定化酵母啤酒发酵芬兰、比利时、日本较领先。啤酒酿造第125页四、啤酒过滤和分离经过后发酵成熟啤酒,大部分蛋白质颗粒和酵母已经沉淀,也有少许悬浮于酒液中,必须经过滤使啤酒澄清,以改进啤酒生物、非生物稳定性。对啤酒过滤要求是:产量大,质量好(透明度高),损失小,劳动条件好,CO2损失小,氧吸收少,不易污染,不影响风味。实际上不论何种方法要到达完美效果是很困难。啤酒酿造第126页过滤原理:

溶液中颗粒被滤除机制:1)阻挡作用(筛分作用或表面过滤)2)深度效应(机械网罗作用)3)静电吸附作用过滤介质用纤维素加石棉或硅藻土,组成各种不一样性质过滤介质,广泛用于啤酒生产工艺。过滤方式有滤棉过滤、硅藻土过滤、微孔滤芯过滤和板式过滤机过滤等各种。

啤酒酿造第127页棉饼过滤法

棉饼是一个精制木浆添加1%~5%石棉组成,19世纪末用于酿造业。作为过滤介质石棉须经煅烧和化学处理,除阻挡作用和深度效应外,滤棉中石棉吸附作用对酒体有主要影响。因为滤棉含有很多缺点,从本世纪30年代后,逐步被硅藻土法所取代。操作关键点:洗棉,压棉,过滤。啤酒酿造第128页硅藻土过滤法

以硅藻土作为助滤剂过滤方法,比较惯用.其特点:能够不停地添加助滤剂,使过滤性能得到更新、补充,所以,过滤能力强,能够过滤很浑浊酒,没有象棉饼那样洗棉和拆卸劳动,省气省水省工,酒液损失也低。啤酒酿造第129页板式过滤机是精制木材纤维和棉纤维掺和石棉或(和)硅藻土等吸附剂压制成滤板作为过滤介质,它没有滤框,只有滤板,是棉饼过滤机发展,有相当强度耐用性。主要用于精滤。啤酒酿造第130页微孔薄膜过滤法

微孔薄膜是用生物和化学稳定性很强合成纤维和塑料制成多孔膜。优点:能够直接滤出无菌鲜酒,有利于啤酒泡沫稳定性,成品酒无过滤介质污染,产品损失率降低。啤酒酿造第131页离心机分离法

多采取锥形盘式离心分离机,转速达7000r/min左右。优点:酒损失率降至最低,风味物质无损失。缺点:澄清度较差,易产生冷混浊。离心分离效率主要取决于贮酒罐酒液透明度,上层清酒分离快,下层靠近罐底浑浊物分离较慢。啤酒酿造第132页过滤普通分由粗滤和精滤两步进行。可先用硅藻土过滤机或滤棉过滤机进行粗滤,或采取离心分离方法,以除去啤酒中较大颗粒物质和酵母;再用板式过滤机精滤。经粗滤和精滤啤酒,澄清度较高,非生物稳性很好。啤酒酿造第133页五、啤酒包装和灭菌过滤完成啤酒,在清酒罐中低温存放以备包装,通常同一批酒应在24h内包装完成。啤酒包装包含容器洗涤、灌装两个过程。依据灌装设备和包装容器不一样,可生产瓶装啤酒、罐装啤酒和桶装啤酒等。包装方式可分为瓶装,罐装和桶装。瓶装产品百分比最大;桶装主要用于鲜啤酒,当前世界很流行;罐装即使容器成本高,但节约运费,省略贴标,也降低灭菌蒸汽量,还便于旅游携带,所以一时流行。啤酒酿造第134页灭菌熟啤酒灭菌均采取巴氏灭菌。基本过程分预热、灭菌和冷却三个过程,普通以30~35℃起温,迟缓地(约25min)升到灭菌温度60~62℃,维持30min,又迟缓地冷却到30~35℃。然后经检验、贴标签,最终装箱入库。纯生啤酒不经过瞬间杀菌,或包装后不经过巴氏灭菌,而是经严格过滤除菌并结合无菌包装而制成。所谓过滤除菌,即采取微孔过滤,如采取陶瓷滤芯、微孔薄膜等(孔径大都选取0.45um)。经此过滤,可除去酵母菌和啤酒厂常遇绝大部分污染菌,基本到达无菌要求。所谓无菌包装,则要求灌装机和封盖机本身具备高度无菌状态,还要求对包装容器进行灭菌、从滤酒到装酒、封盖过程中都进行无菌操作,以及公用设施包含二氧化碳、压缩空气、引沫水、洗涤用水等都需无菌。啤酒酿造第135页灭菌注意:灭菌用水应尽可能用低硬度水,以防钙镁盐沉淀喷咀。为预防破瓶中酒液降低杀菌水pH,以致腐蚀瓶盖,可在水中加适量碱液,降低酸度,使pH保持8.0。啤酒酿造第136页六、成品啤酒稳定性

伴随工业化水平发展,以及人们生活水平提升,人们对啤酒风味、澄清度和保质期等要求越来越高。这一切都要求啤酒有高品质。这其中啤酒稳定性是主要品质,与啤酒风味、澄清度等指标亲密相关。外观稳定性破坏:啤酒丧失原有澄清透明感,变得失光、浑浊及有沉淀。风味稳定性破坏:啤酒丧失原有风味,风味恶化。

啤酒酿造第137页1啤酒生物稳定性

经过普通过滤成品啤酒中或多或少存在培养酵母和其它细菌、野生酵母等,因为存在数量少(102~103个/ml),啤酒还是澄清、透明。若在啤酒保留期间,这些微生物繁殖到104~105个/ml以上,啤酒就会发生口味恶化,变得浑浊和有沉淀物,此时啤酒称发生了“生物浑浊”或“生物稳定性破坏”。

当前普通不存在此问题。啤酒酿造第138页2啤酒非生物稳定性

经过滤澄清透明啤酒依然是胶体溶液,还含有大分子胶体物质,它们在保留时会发生一系列改变,使胶体溶液稳定性破坏,形成浑浊乃至沉淀。啤酒澄清透明是暂时,而浑浊、沉淀终究将会发生,啤酒之间差异,仅仅在于稳定时间长短。啤酒生产者在生产啤酒时,都把主要精力放在降低成品啤酒中这些不稳定大分子物质上,使啤酒在保质期内一直保持稳定。不过,这些不稳定大分子物质也是风味物质,非生物稳定性过长啤酒并不一定口味最好。啤酒酿造第139页2.1大分子蛋白质所致混浊是影响啤酒非生物稳定性主要原因之一。

1)消毒混浊(又称杀菌混浊、热凝固混浊):过滤后澄清啤酒,经过巴氏消毒,啤酒中马上出现絮状大块或小颗粒(肉眼可见)悬浮性物质——“消毒混浊”。主要是啤酒中存在大分子蛋白质或多肽(平均相对分子质量为6万以上)含量高,如大于30mg/L。它们在啤酒消毒时,轻易造成水化膜破坏、失去电荷(处于等电点),从而变性、絮凝,又易和多酚物质结合,结果以沉淀物而存在。

啤酒酿造第140页2)冷雾浊(可逆混浊)麦汁和啤酒中存在较多β-球蛋、δ醇溶蛋白(平均相对分子质量为3万左右)。这类蛋白质在20℃以上能够和水形成氢键,呈水溶性,但在低于20℃下,则和多酚以氢键结合,造成和水结合氢键断裂,就会以0.1-1μm颗粒(肉眼不可见)析出,造成啤酒失光,浊度上升。如将此啤酒加热到50℃以上,则和多酚结合氢键也断裂,又恢复和水以氢键结合,又变成水溶性,则失光消除,浊度恢复正常,所以,称“可逆混浊”。啤酒酿造第141页3)氧化混浊(永久混浊)啤酒中若存在较多大分子蛋白质,在包装以后,保留数周至数月,啤酒中首先出现颗粒混浊,然后颗粒变大,慢慢沉于器底,在器底出现薄薄一层较涣散沉淀物质,而啤酒液中又恢复澄清、透明,其本质是:有巯基蛋白质氧化聚合,形成带二硫键更大分子。总多酚中花色苷、花色素原,也在贮藏时发生二聚、三聚化反应,变成聚多酚。聚多酚又和氧化聚合蛋白质结合,它们在啤酒中先以小颗粒析出(混浊),伴随存放时间延长,聚合度愈变愈大,颗粒也随之增大,最终变成较紧密颗粒,沉于器底。这类混浊是由氧化促进,而且加热啤酒无法消除,所以称“氧化混浊”或“永久混浊”。可逆混浊也经常是永久混浊先兆。啤酒酿造第142页4)铁蛋白混浊若啤酒中含有大于0.5mg/LFe2+,就轻易引发铁蛋白混浊。当啤酒中含铁在0.5-0.8mg/L,过滤啤酒可能是澄清,但消毒以后,很快就会有褐色至黑色颗粒出现,此是Fe2+氧化成为了Fe3+,并和高分子蛋白质结合形成铁-蛋白质络合物。当啤酒中铁大于1.2mg/L,过滤后啤酒浊度也会在0.7EBC单位以上,消毒以后很快超出1.5EBC单位。啤酒酿造第143页降低蛋白质混浊方法单宁沉淀法蛋白酶水解法吸附法:蛋白质吸附剂:过去用皂土、硅藻土,现用硅胶。因为皂土

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