啤酒发酵专题

发酵工程专题讲座啤酒发酵主要内容啤酒工业发展简史啤酒的分类啤酒生产用菌种及主要原料啤酒生产关键技术

啤酒发酵的基本原理液体面包:碳水化合物，11种维生素、17种氨基酸1L12波美度啤酒的营养价值：以碳水化合物计，可提供1800KJ的热能，它相当于6~7个鸡蛋，800ml牛奶，500g土豆或250g面包所产生的热量；以蛋白质而言，相当于25g牛肉，60g面包或120g牛奶。世界上产量最大：美国、德国、俄罗斯、英国、中国和日本１世界啤酒的历史啤酒历史悠久，大约起源于9000年前的中东和古埃及地区,后跨越地中海,传入欧洲,19世纪末,随着欧洲强国向东方侵略,传入亚洲。↑公元前2300年左右，埃及人酿制啤酒的场面（某金字塔壁画）1830年左右，德国的啤酒技术人员分布到了欧洲各地，将啤酒工艺传播到全世界。

1800年时期，随着蒸汽机的发明，啤酒生产中大部分实现了机械化，生产量得到了提高，质量比较稳定，价格较便宜。1480年，以德国南部为中心，发展出了"下面发酵法"，啤酒质量有了大幅提高，啤酒制造业空前发展。公元11世纪，啤酒花由斯拉夫人用于啤酒。2中国啤酒工业发展简史中国近代啤酒是从欧洲传入的1915年在北京由中国人出资建立了双合盛啤酒厂1903年在青岛由德国酿造师建立的英德啤酒厂是第一家现代化啤酒厂（青岛啤酒厂前身）1900年俄罗斯技师在哈尔滨建立了第一家啤酒作坊（乌卢布列夫斯基啤酒厂）特点产量万t年份时期1、原材料全部进口2、技术由西方控制3、饮用者为在华外国人、城市上层华人0~11900~1949初创期1、由日本引进啤酒大麦在浙江种植2、麦芽能自给3、技术和管理自己掌握1~41949~1957恢复期1、青岛、北京、东北、新疆种植酒花，酒花自给2自己设计和装备一批年产500~2000kL小型啤酒厂3工厂数增加至37家4大中专院校培养了一批工厂设计、设备制造和工艺人才4~121957~1966初步发展期2中国啤酒工业发展简史1、在中等城市建立一批年产500~5000kL啤酒厂厂数超过100家2、饮用啤酒在城镇普及3、啤酒装备定点生产4、啤酒厂遍地开花12~411969~1978自发发展期第一次发展高潮1、全国出现啤酒热，每年递增30%，啤酒供不应求2、政府重视建厂，得到专项贷款30亿元3、建厂规模多数在每年1~5万吨4、国外以装备和技术向中国输入，合资企业起步5、年产5~10万t的大中型厂建立41~6801979~1988高建发展期第二次发展高潮1、大型化，年产10万t的厂已达30家以上2、集团化，有数厂至几十厂联合形成各种形式集团3、三资化，由外方独资、合资、租赁的各种形式遍及各大城市1000~20001991~1999第三次发展高潮时期年份产量(万t)特点浓啤酒(黑啤酒)

一般在15~40EBC之间，色泽呈棕,红棕至红褐色,典型代表是德国慕尼黑啤酒。淡色啤酒

5~14EBC之间，色泽淡黄,金黄至棕黄色,如捷克比尔森啤酒,丹麦嘉士伯啤酒,中国青岛啤酒3啤酒的分类3.1根据啤酒色泽分类3.2按生产方法分类鲜啤酒(生啤酒)啤酒包装后,不经巴氏灭菌,在较低温度下可存放1周以上,适于近地销售.熟啤酒(杀菌啤酒)啤酒包装后,经过巴氏灭菌,可以存放较长一段时间(60~120天)。多用瓶装或罐装。3.3按包装容器分类瓶装啤酒我国640ml、350ml、355ml等罐装啤酒我国主要355ml，国际355ml和500ml两种规格

桶装啤酒我国多用30L铝桶3.4按酵母性质分类下面发酵啤酒利用下面啤酒酵母发酵酿制，国际著名的有：捷克的比尔森啤酒，丹麦的嘉士伯啤酒，德国的慕尼黑啤酒等。上面发酵啤酒利用上面啤酒酵母发酵酿制,国际上著名的有:英国的爱尔啤酒和斯陶特黑啤酒。4啤酒生产用菌种及主要原料4.1啤酒生产用菌种根据酵母在啤酒发酵液中的物理性质，通常将啤酒酵母分上面酵母和下面酵母上面酵母也称顶面酵母。发酵时，酵母随CO2漂浮在液面上，发酵终了，形成酵母泡盖，经长时间放置，酵母也很少沉淀。如英国的爱丁堡酵母，我国的2241号酵母。上面酵母出芽繁殖后，5~10个酵母细胞连在一起形成酵母链,因该酵母带正电荷,与发酵产生的带负电荷的CO2气泡相互吸引,并包围在气泡外面,由于酵母链CO2气泡团粒的相对密度小于发酵液,因而漂浮到液面上.下面酵母也称底面酵母或贮藏酵母。发酵时酵母悬浮在发酵液内，发酵终了，酵母很快凝结而沉积在器底，形成紧密的沉淀。如我国的青岛酵母、沈啤1号酵母、沈啤5号酵母、2.595酵母,2.597酵母.下面酵母出芽后新细胞与母细胞很少粘在一起,不形成酵母链,而且下面酵母和CO2气泡均带负电荷,相互排斥,发酵产生的CO2气泡很快脱离酵母细胞上升,所以下面酵母始终自己在液体中悬浮.发酵终了时,释出的CO2气体大大减少,发酵液逐渐平静下来,酵母受冲击运动减弱;此外,由于酒液pH值下降至4.3~4.7,接近与酵母蛋白质的等电点,使酵母细胞带电趋于零或小到不能相互排斥分开,因而下面酵母细胞相互凝聚成块,其相对密度大于发酵液的相对密度,因此逐渐沉降到器底.4.2啤酒生产用原料4.2.1大麦大麦之所以适于酿酒,是由于:①大麦便于发芽,并产生大量的水解酶类②大麦种植遍及全球③大麦的化学成分适合酿造啤酒④大麦是非人类食用的主粮

啤酒以大麦为原料，取其淀粉和蛋白质成分。酿造啤酒优质大麦的特征应为：子粒饱满，皮薄，色浅，发芽率高，无病虫害和霉变的大麦。4.2.2辅助用原料使用辅助原料的目的：①用廉价且富含淀粉的谷类做辅料，降低成本并节约粮食②用糖类或糖浆做辅料，可节省糖化设备容量糖类辅助原料有：蔗糖、葡萄糖、糖浆等，添加量一般为10%~20%。谷类辅助原料一般有大米、玉米、小麦，一般使用量在10%~50%之间，常用的比例为20%~30%。4.2.3酒花

酒花能赋予啤酒柔和优美的芳香和爽口的微苦味,能加速麦汁中高分子蛋白质的絮凝,能提高啤酒泡沫起泡性和持泡性,也能增加麦汁和啤酒的生物稳定性。

酒花又称蛇麻花，是大麻科律草属多年生草本植物，可生存20-30年，酒花为雌雄异株。选择酒花应以色泽黄绿、有清香味为好。酒花的化学组成中，对酿造啤酒有特殊意义的三大成分为苦味物质、酒花精油和多酚。是提供啤酒愉快苦味的物质，在酒花中主要指α-酸，β-酸及其一系列氧化聚合产物。是啤酒重要的香气来源，特别是它易挥发，是啤酒开瓶闻香的主要成分。约占总量的4%~8%，他们在啤酒酿造中的作用为：①在麦汁煮沸时和蛋白质形成热凝固物。②在麦汁冷却时形成冷凝固物。③在麦汁和啤酒中形成色泽物质和涩味。苦味物质酒花精油多酚类物质4.2.4水

酿造啤酒所用水包括糖化,制麦,洗涤,冷却以及锅炉用水等。以糖化用水最用要。用水部门对水质要求消毒灭菌方法1酿造用水符合饮用水标准2酵母洗涤用水严格达到无菌要求过滤（用水量少时采用）紫外线杀菌臭氧杀菌3稀释啤酒用水严格达到无菌要求4啤酒过滤机操作用水严格达到无菌要求5大麦浸渍用水无藻类，基本符合饮用水标准加氯或高锰酸钾杀菌6冷凝冷却用水无藻类5啤酒发酵关键技术5.1麦芽的制备5.1.1大麦的清选和分级清选有如下几种方式:①筛析——除去粗大和细碎夹杂物②震析——震散泥块，提高筛选效果③风析——除灰尘和轻微杂质④磁吸——除去铁质等磁性物质⑤滚打——除麦芒和泥块⑥洞埋——利用筛选机中孔洞，分出圆粒或半节粒杂谷5.1.2大麦的浸渍浸渍后的大麦含水率叫浸麦度。（浸麦后质量-原大麦质量）+原大麦水分浸麦度（%）=×100%

浸麦后质量浸麦的目的:使大麦吸收充足的水分,达到发芽的要求。对酿造用麦芽，要求胚乳充分溶解，含水必须达到43%~48%。国内最流行的浸麦度为45%~46%。在水浸的同时，可充分洗涤、除尘、除菌。新收大麦和许多植物种子一样，具有特殊的休眠机制。这对现代化制麦带来了一系列麻烦。水敏感性：大麦吸收水分至某一程度发芽受到抑制的现象，它是关系到大麦质量的另一生理特性。水敏感性和休眠现象都是发芽技术性阻碍，其直接原因之一是在大麦表面形成水膜，它阻碍了氧进入内部。因此破除发芽障碍，使大麦发芽技术的关键。5.1.3浸麦方法1湿浸法

本世纪50年代以前,对克服大麦的休眠期和水敏感性尚无对策,所以浸麦方法也很原始。只是将大麦单纯用水浸泡，不通风供氧，只是定时换水。此法吸水慢，发芽率不高，麦芽质量低。5.1.3浸麦方法2间歇浸麦法（断水浸麦法）

1957年英国酿造研究基金会公布了他们多年的实验结果，证明用浸水断水交替法，进行空气休止，通风排CO2，能促进水敏感性大麦的发芽速度，缩短发芽时间，发芽率提高。断水后的通风加强了麦粒与氧接触，加速了发芽进程。

5.1.3浸麦方法3喷雾浸麦法

其特点是耗水量减少，供氧充足，发芽速度快，它的用水量只有一般浸麦法的1/4，同时相应的减少了污水处理负担。水雾不断地流洗麦粒，一方面保持了麦粒表面的水分，也带走了产生的热量和CO2，还可使更多的空气与麦粒接触，明显的缩短了浸麦和发芽时间。如果在喷水过程中继续通风供氧，效果则更好。

大麦和麦芽中的酶类5.1.4大麦的发芽

现已发现大麦中的酶类达数百种，而且每年都有新酶种的发现。经过发芽的大麦所含酶量和种类大量增加。

发芽开始，胚部的叶芽和根芽开始发育，同时释放出多种赤霉酸（GA），并向糊粉层分泌，由此诱发出一系列水解酶的形成。故赤霉酸是促进水解酶形成的主要因素。

1α-淀粉酶

原大麦不含或很少含α-淀粉酶，经发芽后，在糊粉层内形成大量α-淀粉酶。它可作用于直链淀粉，其分解产物为6~7个葡萄糖单位的短链糊精及少量的麦芽糖和葡萄糖，糊精还可以进一步缓慢的水解。α-淀粉酶作用于未煮沸的糖化醪，其最适pH值为5.6~5.8,最适温度为70~75℃,失活温度为80℃

2β-淀粉酶原大麦中存在相当数量的β-淀粉酶,制成绿麦芽,其活性成倍上升。β-淀粉酶作用于淀粉分子非还原性末端，依次水解一分子麦芽糖。只能作用于α-1,4糖苷键.β-淀粉酶对糖化醪最适pH为5.4~5.6,最适温度为60~65℃,失活温度为70℃3支链淀粉酶可水解来自支链淀粉及糖原的界限糊精的内部α-1,6键,也是淀粉酶中不可缺少的组成部分。4蛋白分解酶蛋白分解酶是分解蛋白质肽键一类酶的总称，可分为内肽酶和端肽酶两类。是关系到麦芽溶解和啤酒质量的重要酶类。5半纤维素酶类胚乳细胞壁主要成分是半纤维素和麦胶物质。细胞壁内包含着由蛋白质支撑的淀粉粒。发芽开始后，由糊粉层分泌出的蛋白酶首先分解细胞壁间的蛋白质，使细胞壁隔离。细胞壁与半纤维素酶得以接触而被分解，接着蛋白酶进入细胞内分解蛋白质，随之淀粉酶与淀粉接触使淀粉分解。5.1.5发芽方法传统的老式发芽都是在普通水泥地板上进行的,室内只需适当隔热、保潮及避光等条件，虽然生产方式较原始，劳动条件差，但只要认真执行工艺条件，同样可以产生出优质麦芽。地板式发芽箱式发芽采用机械通风供氧、调温调湿，它克服了作坊式生产的繁重体力劳动，生产规模日益扩大。发芽完毕的绿麦芽不能贮藏，也不能进入糖化，必须经过干燥使水分降至5%以下，其目的是：1）终止新鲜麦芽的生长和酶的分解作用。2）新鲜麦芽水分为42%~45%，不能贮藏，通过干燥除去多余水分，使麦芽水分降到3%~5%3）除去新鲜麦芽的生青味，使麦芽产生特有的色、香、味。4）使麦根干燥，以便脱落除去。5.1.6绿麦芽的干燥5.2麦芽汁的制造（1）原料中有用成分得到最大限度的萃取麦汁制造的工艺要求:（2）原料中无用或有害的成分溶解最少（3）制成麦汁的有机或无机组分的数量和配比应符合啤酒品种、类型的要求（4）保证上述三原则下，缩短生产时间，节省工时，节能5.2.1麦芽与谷物辅料的粉碎粉碎是为了使整粒谷物经过粉碎后，有较大的比表面积，使物料中贮藏物质增加和水、酶的接触面积，加速酶促反应及物料的溶解。5.2.2麦芽的粉碎1麦芽的粉碎方法长期以来，麦芽的粉碎采用干法粉碎，直至60年代相继出现了湿法粉碎和回潮干法粉碎，80年代初又推出连续调湿粉碎。1）麦芽的干法粉碎麦芽的干法粉碎近代都采用辊式（滚筒式）粉碎机。粉碎机对辊之间间距可根据麦芽腹径及需要的粉碎度进行调节。辊式粉碎机根据每台机的辊数可分成：对辊式、四辊式、五辊和六辊式多种。2）麦芽回潮粉碎麦芽在很短时间内通入蒸汽或热水，使麦壳增湿，胚乳水分保持不变，这样使麦壳有一定柔性，在粉碎时容易保持完整，有利于过滤。用过滤槽过滤可缩短10%~15%的过滤时间。3）麦芽湿法粉碎麦芽在预浸槽斗中用温水（20~50℃）浸泡10~20min，使麦芽含水量达到25%~35%，放走浸泡水，用加料辊把麦芽加入二辊或四辊式粉碎机中，带水粉碎，粉碎物在匀浆槽中加入30~40℃糖化水，匀浆后用醪泵送至糖化锅。4）连续浸渍湿式粉碎每批糖化麦芽贮存在料斗是干的，在加料辊作用下连续送至粉碎机前，进入浸渍室或斗，用温水浸渍60s，使麦芽水分达到23%~25%，使麦壳变的富有弹性，再进入粉碎机，边喷水，边粉碎，粉碎后直接落入糖化锅，或在粉碎机混合室调浆，用醪泵送至同一水平位置的糖化锅。5.2.3非发芽谷物的粉碎

由于辅料未发芽，胚乳比较坚硬，比麦芽磨碎时耗能量大，工艺上对辅料的粉碎，只要求有较大的粉碎度，以利于它的糊化、糖化。5.3糖化原理糖化是指将麦芽和辅料中高分子贮藏物质及其分解产物（淀粉、蛋白质、核酸、植酸盐、半纤维素等及其分解中间产物），通过麦芽中各种水解酶类作用，以及水和热力作用，使之分解并溶于水，此过程称糖化。5.4糖化方法及设备

糖化方法是指麦芽和非麦芽谷物原料的不溶性固形物转化成可溶的、并有一定组成比例的浸出物，所采用的工艺方法和工艺条件：包括配料浓度、各物质分解温度、pH、热煮出的利用等，常常还包括酶制剂、添加剂的选择使用等。糖化方法煮出糖化法外加酶制剂糖化法三次煮出糖化法二次煮出糖化法一次煮出糖化法降温浸出糖化法升温浸出糖化法其他谷皮分离糖化法浸出糖化法5.4.1煮出糖化法麦芽醪利用酶的生化作用和热力的物理作用，使其有效成分分解和溶解，通过部分麦芽醪的热煮沸、并醪，使醪逐步梯级升温至糖化终了。1三次煮出糖化法（1）麦芽粉投入糖化锅，与37℃热水混合，并于35℃进行酸休止（保温30~60min。）酸休止：利用麦芽中磷酸酯酶对麦芽中菲汀的水解，产生酸性磷酸盐。（2）将1/3左右浓醪通过倒醪泵送至糊化锅，加热至50℃，休止20s，升温至70℃，休止15~20min，最后以1℃/min的速率升至100℃，并煮沸10~20min。（3）煮沸醪泵回糖化锅，边搅拌边慢慢泵入，混合均匀后，使全部醪液处于工艺给定蛋白质休止温度，进行休止（一般45~55℃），休止时间为20~90min。在休止过程中，每隔15min，开动糖化锅搅拌机转2~3周，使醪液上下均匀。（5）煮沸醪泵回糖化锅，使之混合醪温度为给定的糖化温度（65~70℃），在此温度下，糖化30~60min。糖化期间，用0.1mol/L碘+碘化钾进行碘试,醪液呈红色或黄色,反应糖化基本完全.(6)第三次泵出1/3左右的稀醪至糊化锅,迅速加热至100℃,煮沸后立即泵回糖化锅,使之混合醪的温度为给定糖化终了温度(70~80℃,一般在75~76℃),搅拌10min,用泵送过滤。（4）将糖化锅内1/3左右的浓醪，第二次泵入糊化锅加热，至70℃，保温10min，再以1℃/min的速率升至100℃，煮沸0~10min。2二次煮出糖化法糖化锅糊化锅35~37℃(30min)50~52℃(30~60min)63~68℃(碘反应基本完全)45℃(20min)70℃(20min)煮沸(30~40min)63~68℃76~78℃(10min)煮沸(0~10min)麦汁过滤双醪二次煮出糖化法(20min)(10min)(20min)(15min)全麦快速二次煮出糖化法糖化锅糊化锅62℃(15min)70℃(30~60min)78℃62℃100℃(10~15min)70℃100℃(5~15min)过滤槽3一次煮出糖化法糖化锅糊化锅30~35℃(30min)50~55℃(30~60min)65~68℃(30~60min)76~78℃(10min)50℃(20min)70℃(20min)煮沸(30min)(碘反应基本完全)(15min)(15min)(15min)(15min)过滤5.4.2浸出糖化法

浸出糖化法是纯粹利用酶的作用进行糖化的方法。其特点是将全部醪液从一定温度开始，分阶段升温一直到糖化终了温度。浸出糖化法的醪液没有煮沸阶段。浸出糖化法需要使用溶解良好的麦芽。煮出糖化法与浸出糖化法的比较：1）设备煮出法的设备比浸出法复杂，至少要有两个锅，1个煮沸锅和1个糖化锅，交替使用，而浸出法有一个加热装置的糖化锅就可以。2）操作煮出法操作较复杂，各个阶段都需加热煮沸，兑醪升温，而浸出法在一个锅就可以升温保温，操作简便，节省人力和时间，又节约了燃料和动力费用。3）投资费用煮出法占地面积大，投资大。

煮出法制得麦汁成分合理，糖与非糖成分容易控制，蛋白质和糊精的中分子产物多，啤酒醇厚、杀口；而且在使用辅料和质量较次的麦芽时容易调节。浸出法由于各个阶段都是全量升温分解，因而糊精和蛋白质等中分子生成物较少，糖份多，麦汁的发酵度高，制得的啤酒较柔和淡爽，适于酿制上面发酵啤酒。其不足之处是不能使用较次的麦芽，如使用辅料更感到困难。4）产品质量和对原料的要求5）原料利用率浸出法在麦芽质量很好时，原料利用率可达95%，而煮出法原料利用率都在98%以上。5.5糖化时的主要物质变化1）非发芽谷物中淀粉的糊化和液化淀粉受热吸水膨胀，从细胞壁中释放，破坏晶体结构，并形成凝胶过程称“糊化”，达到此程度时的温度谓“糊化温度”淀粉在热水中糊化成高粘度凝胶，如继续加热或受到淀粉酶的水解，使淀粉长链断裂成短链状，粘度迅速降低，此过程称“液化”2）淀粉的糖化

在啤酒酿造中糖化过程是指辅料的糊化醪和麦芽中淀粉受到麦芽中淀粉酶的分解，形成低聚糊精和以麦芽糖为主的可发酵性糖的全过程。3)蛋白质的水解

①蛋白质水解的目的及要求目的提供一定数量的游离氨基酸，以保证良好的酵母营养，迅速地发酵和由此产生的正常发酵副产物。另外，保留一定数量的中分子（相对分子质量为3万左右）含氮物质，以利于啤酒泡沫。麦清蛋白（卵蛋白）、盐溶性球蛋白、醇溶性麦胶蛋白和碱溶性的谷蛋白4种，后两种均不溶与麦汁，随麦槽一起排出，麦清蛋白在52℃凝固析出，而球蛋白的β组分与单宁结合生成可溶性的单宁-蛋白质络合物，这种络合物一旦被氧化，便发生凝固，啤酒呈混浊。所以说β-球蛋白及其分解产物是啤酒混浊的根源。4）半纤维素及麦胶物质的分解纤维素、半纤维素、脂肪、无机盐、多酚物质、麦胶物质等非淀粉物质，在糖化过程有的也发生复杂的生化反应，如半纤维素和麦胶物质，其主要成分是葡聚糖和戊聚糖，他们可以在β-葡聚糖酶、戊聚糖酶和半纤维素酶的作用下生成葡聚糖糊精、纤维糊精和低分子物质如葡萄糖、木糖等。5）其他物质在糖化时的作用和变化表皮和糊粉层中含有多种物质，影响较大的是花色苷、单宁等，这些物质随着温度升高、浸出率的提高而增加，尤其通过多酚氧化酶和过氧化酶的作用，极易氧化，使麦汁色度增加，啤酒非生物稳定性降低，并使苦味变的粗糙。但其中有一部分多酚物质在糖化和麦汁煮沸中与蛋白质结合而凝固析出。麦芽中存在可溶性磷酸盐、无机酸和有机酸等溶解在糖化醪中，可增加醪液的缓冲作用，有利于糖化作用。5.6麦芽醪的过滤麦芽醪的过滤基本上属于物理分离，工艺基本要求是：迅速和较彻底地分离出可溶性浸出物，尽可能减少有害于啤酒风味的麦壳多酚、色素、苦味物，以及麦芽中高分子蛋白质、脂肪、脂肪酸等物质被萃取，尽可能获得澄清透明的麦汁。麦芽醪的过滤包括如下三个过程:(2)从麦芽醪中分离出“头号麦汁”。(3)用热水洗涤麦糟，洗出吸附于麦糟的可溶性浸出物，得到“二滤、三滤麦汁”。(1)残留在糖化醪仅剩的耐热性的α-淀粉酶,将少量的高分子糊精进一步液化,使之全部转变成无色糊精和糖类,提高原料浸出物收得率。5.7麦汁的煮沸和酒花的添加一目的（1）蒸发水分、浓缩麦汁过滤得到的头号麦汁和洗糟麦汁混合后，形成的混合麦汁，起浓度低于定型麦汁浓度（低1.0~1.5p）,通过煮沸、蒸发浓缩，可达到规定的浓度。（2）钝化全部酶和麦汁杀菌过滤后麦汁中还有少量参与的酶活性，主要是α-淀粉酶，为了保证在以后酿造过程中麦汁组分（主要是糊精）的一致性，需通过热处理使酶变性钝化，为了发酵的安全性对麦汁进行热杀菌。煮沸1~2h，能杀死全部对啤酒发酵有害的微生物。5.7麦汁的煮沸和酒花的添加一目的（3）蛋白质变性和凝絮过滤麦汁中尚含有高分子水溶性蛋白质（如清蛋白，球蛋白和高肽），他们会造成啤酒的混浊，在麦汁煮沸时利用蛋白质热变性与单宁结合等反应，使麦汁中高分子蛋白质变性和絮凝，以便在后面工序中分离除去。(4)酒花有效成分的浸出。(5)排除麦汁中特异的异杂臭气。二酒花的添加传统啤酒酿造中多采用整朵酒花或颗粒酒花，分次添加在煮沸麦汁中，目的是为了萃取不同量的酒花组分。近代，麦汁煮沸均采用密闭煮沸，酒花的添加采用酒花添加器，把颗粒酒花预先加在添加器中，煮沸麦汁用小泵送入添加器，将酒花和麦汁混合后，送至煮沸锅。1酒花主要组分的萃取和变化

酒花在麦汁煮沸时，绝大多数(85%~90%)酒花精油随水蒸气蒸发而被挥发，煮沸时间越长，挥发越多，而且最易挥发的是精油中的香叶烯。最终成品啤酒中含有精油0.5~3.0mg/L。（2）酒花的苦味物质（1）酒花精油①一部分苦味物质溶解而进入麦汁，并在煮沸中不断变化②被变性絮凝蛋白质吸附，在热凝固物分离后将被除去③未从酒花中萃取出来，残留在酒花糟中。2酒花的添加方法我国还采用传统分3~4次添加法为主。以3次法为例(煮沸90min)第一次：煮沸5~15min后，添加总量的5%~10%主要是消除煮沸物的泡沫第二次：煮沸30~40min后，添加总量的55%~60%主要是萃取α-酸并促进异构第三次：煮沸后80~85min,添加总量的30%~40%主要是萃取酒花精油，提高酒花香1)全酒花的一般添加方法2)酒花制剂的添加方法A粉碎酒花或颗粒酒花的添加方法颗粒酒花是国际上近年来受欢迎的酒花制品，生产使用最多的是美国和德国，使用量约占酒花产量的43%。我国新疆已有颗粒酒花生产及供应。颗粒酒花的体积只有全酒花的20%。B酒花浸膏的添加方法酒花浸膏含多量的α-酸和β-酸，使用酒花浸膏可提高α-酸利用率达90%左右，比全酒花α-酸利用率提高2倍左右。另一优点是，体积只有全酒花的8%~10%C异构α-酸酒花浸膏的添加方法良好的溶解度，只含有α-酸的异构物、乳化剂和水，不含有多酚物质和酒花精油，适于在发酵后或滤酒前添加，调节啤酒的苦味度。D酒花精油的添加方法酒花精油是酒花的香味成分，利用蒸汽在低温减压下蒸馏而得。酒花香味成分未被氧化，保存了原酒花的清香部分，收得率很少，可使啤酒增加酒花香气成分。酒花的利用率酒花的利用效果主要是以苦味度为衡量标准的。5.8麦汁冷却一麦汁冷却的目的（1）使麦汁冷却至酵母发酵要求的温度。如下面发酵麦汁冷却温度为7~9℃，上面发酵麦汁要求冷却至10~20℃。（2）析出和分离麦汁中的热凝固物和冷凝固物（3）在冷却过程中使麦汁溶解一定量的氧供酵母繁殖用。麦汁中如果溶解氧不足，常出现发酵后期降糖慢的困难。二冷却过程中的基本变化1麦汁中热凝固物的析出和沉淀热凝固物又称煮沸凝固物或粗凝固物，是以蛋白质和多酚物质为主的复合物，在麦汁煮沸过程中，由于蛋白质变性和多酚物质不断氧化和聚合而析出，同时吸附了部分酒花树脂，因此在麦汁冷却开始后60℃以前热凝固物仍继续析出成分含量%粗蛋白质50~60酒花树脂16~20多酚物质20~30无机盐类2~3热凝固物的化学成分（以干物质计）2冷凝固物的析出除去热凝固物后的麦汁是清亮透明的，但经过冷却降温后，又变得混浊不清，析出多量的凝固物，这种凝固物称冷凝固物又称细凝固物，它也是蛋白质和多酚物质的复合物。当麦汁温度降到55~65℃时，冷凝固物开始混浊而析出，在27~38℃大量析出，到6~7℃时，形成悬浮颗粒，这种悬浮的颗粒随温度降低而逐渐增多，温度越低凝固物越多。冷凝固物的化学成分（以干物质计）成分含量%粗蛋白质48~57多酚物质11~26碳水化合物20~36无机盐类2~53麦汁充氧麦汁在高温时含氧量较低，为了增加麦汁中的溶解氧，有利于酵母发酵，在麦汁冷却时降低温度，补充氧气是十分必要的，为了解决这个问题，在板式换热器后，在流动的麦汁输送管中通入除菌过滤的压缩空气或氧气，使麦汁形成细致的泡沫，达到麦汁溶氧的目的。三麦汁冷却设备由许多以水压机冲压成凹凸波纹的薄片性板组成。冷热两流体在板片的两边流动，通过板片进行热交换。整个设备用两端的活动端板和固定端板压紧，到达密封的目的。2冷却方法目前有两段冷却和一段冷却两种：（1）两段冷却法前段冷却用冷水，将麦汁冷却到40~50℃；后段冷却用－4~­－8℃稀酒精溶液作冷却介质，将麦汁冷却到发酵工艺所需要的温度。优点是：①可采用较小的换热面积到达麦汁冷却的目的。②第二段冷却的制冷耗冷量低于麦汁一段冷却方法，可适当节省能耗。1板式换热器组成结构（2）一段冷却法从回旋沉淀槽出来的90~95℃热麦汁，通过板式冷却器直接冷却到工艺要求的温度7~9℃。而作为冷却介质的是2℃的冰水，通过热交换后直接升温到80℃左右。优点是：①可以最大限度的回收热麦汁所含的大量热能。②回收热水温度高（78~80℃），数量少（比麦汁量略多一些），③载冷剂是廉价的热容量最大的液体水，投资费用可大大节省。缺点是：①麦汁一段冷却需要的换热面积较大，比两段冷却法换热器投资约增加80%。②需增加2℃冰水及80℃热水贮箱。节能节水节资增收效果十分显著。6CIP清洗系统所谓CIP清洗系统，是cleaninplace的简称，意即内部清洗系统。CIP清洗系统经典的清洗程序分四步曲：第一步：用清水预冲洗，每冲洗五分钟停一次，一共冲洗20分钟。第二步：用碱水冲洗。用配置好的火碱溶液（4%左右），持续冲洗发酵罐20分钟。第三步：用清水冲洗。间歇冲洗，每5分钟停一次，直至火碱冲洗干净。第四步：用双氧水冲洗。对罐进行消毒杀菌。7啤酒发酵第一节主发酵过程啤酒发酵分为前发酵（也称主发酵）和后发酵（也称贮酒）两个阶段。麦汁经啤酒酵母菌的主发酵以后成为尚未成熟的嫩啤酒，接着再经一段时间的低温贮藏陈酿令其后熟，即可经过滤后罐装出厂。啤酒发酵是啤酒酿造过程中的重要环节之一。低泡期、高泡期和落泡期三个阶段。1低泡期接种后15~20h，池的四周出现白沫，并向池中间扩展，直至全液面，这是发酵的开始。糖度下降，温度上升，产生CO2，酵母浮游于发酵液中。当麦汁倒入主发酵池后，泡沫逐渐增厚，洁白细密，并从四周向中心形成卷边状，类似菜花。维持2.5~3天，即进入高泡期。这个阶段糖度平均每天下降1°P。2高泡期发酵的旺盛期，泡沫层可厚达20~30cm，品温最高达10~12℃，此时要注意做好冷却降温工作。在此阶段，悬浮酵母达最高值，糖度平均每天降低1°P~1.5°P。此阶段可维持2~3天。3落泡期发酵的衰落期，温度开始下降，降糖速度变慢，平均每天降糖0.5°P~0.9°P，泡沫开始收缩，形成褐色泡盖（由于蛋白质、树脂、酵母菌和其他杂质组成的浮游体），酵母菌逐渐下沉。此时需要进行人工降温。当11%原麦汁的发酵液糖度降低至3.5°P~4.0°P,12°P原麦汁的发酵液糖度降至4.0°P~4.5°P时，既可下酒进入后发酵。此阶段维持2~3天。

麦汁经主发酵后的发酵液称为嫩啤酒，也称新啤酒。此时酒的CO2含量不足，口味不成熟；大量的悬浮酵母和凝固析出的物质尚未沉淀下来，酒液不够澄清，因此还需经数星期至数月的后发酵，使嫩啤酒达到澄清和成熟。啤酒的后发酵也称贮酒，是啤酒发酵的第二阶段。第二节后发酵后发酵的作用1使残糖继续发酵主发酵结束后，发酵液中尚含有0.8%～1.0%的可发酵性糖（主要是麦芽糖和麦芽三糖）和一定数量酵母。在后发酵过程中，酵母菌将这些残留糖分继续发酵，产生酒精和CO2，使酒的甜味和不成熟味减少，同时也提高了啤酒的稳定性。2使酒液饱和CO2啤酒的后发酵是在密闭的发酵中进行的，产生的CO2使罐内形成了压力，加上后发酵又在低温下进行，在后发酵过程中酒液逐渐饱充了CO2。3促进酒液成熟后发酵初期，先行短时间的敞口发酵，所产生的CO2通过酒液逸散出来，将酒内所含的一些形成生酒味的挥发性物质，如双乙酰、硫化氢、乙醛等带出，减少啤酒的不成熟味觉，使酒液口味逐渐成熟。4促进酒液澄清悬浮的酵母细胞、多量的蛋白质冷凝固物和少量的酒花树脂，在较长时间的后发酵过程中，在低温和低PH值的条件下，缓慢沉淀下来，使酒液逐渐澄清5促进蛋白质-多酚复合物的析出啤酒后发酵是在密闭状态下进行的，应严格防止与空气接触，减少氧的含量，使酒液处于还原状态，以免啤酒在日后发生氧化浑浊。6降低氧含量，使酒液处于还原状态第三节啤酒发酵机理一糖的变化

啤酒麦汁的浸出物中，糖类约占90%左右。啤酒酵母的可发酵糖和发酵顺序是：葡萄糖＞果糖＞蔗糖＞麦芽糖＞麦芽三糖二含氮物的变化麦汁中含有氨基酸、肽类、蛋白质、嘌呤、嘧啶等多种含氮物质。麦汁经发酵后，其中50%的麦汁氮保留下来转移到啤酒中，另外的50%麦汁氮被酵母同化三高级醇的生成高级醇类是啤酒发酵代谢副产物的主要成份，对啤酒风味具有重大影响。高级醇在主发酵期间形成。形成高级醇的代谢途径有两方面：1降解代谢途径-----氨基酸被转氨为α-酮酸，酮酸脱羧形成低一级（少了一个碳原子）的醛，醛还原成相应的醇。糖代谢生物合成氨基酸RCOCOOHRCH（NH2）COOH酮酸脱羧酶RCHO乙醇脱氢酶RCH2OH-co2+2H氨基酸2合成代谢途径-----利用碳水化合物为碳源，生物合成氨基酸的最后阶段，形成了α-酮酸中间体，由此脱羧和还原便可生成相应的高级醇。（四）醛与酮的生成乙醛是啤酒发酵过程中产生的主要醛类在主发酵前期大量的形成，而后很快下降。乙醛影响啤酒口味的成熟，当乙醛含量超过界限值时，给人以不愉快的粗糙苦味感觉，含量过高，有一种辛辣的腐烂青草味。在乙醛与双乙酰、硫化氢并存时，就构成了嫩啤酒那种固有的生青味。因此，应在后发酵期设法大量的排除乙醛。（五）有机酸的生成乙酸是啤酒中含量最大的有机酸，它是啤酒正常发酵的产物，由乙醛氧化而来。酸味和其他成分协调配合，即组成啤酒的酒体，有的有机酸还另具特殊风味，如柠檬酸和乙酸有香味，而苹果酸和琥珀酸则酸中带苦，等等。酯类在啤酒中的含量虽少，但对啤酒的风味影响很大。酯大部分在主发酵期生成，尤其是在酵母旺盛繁殖期生成，在啤酒后发酵时，只有微量增加。（六）酯的生成（七）双乙酰的形成及消失双乙酰的口味阈值为0.2mg/Kg,在啤酒中的含量超过此值，会出现馊饭味，贮酒过程通常都以此值为成熟标准规定值。酯系由酰基辅酶A（RCO·SCoA）和醇类缩合而成。R1CO·SCoA+R2OH+R2OHR1COOR2+CoA·SH双乙酰是由丙酮酸（糖代谢的中间产物）在生物合成缬氨酸的中间产物α-乙酰乳酸转化而来的，其具体形成机理如下：1双乙酰的形成CH3COCOOH丙酮酸+TPPCH3COCOOH·TPP活性丙酮酸-CO2CH3CHO·TPP活性乙醛+CH3COCOOHCH3COCOH(CH3)COOHα-乙酰乳酸非酶水解-CO2+2HCH3COCOCH3双乙酰缬氨酸还原酶CH3COCHOHCH3乙偶姻还原酶CH3CHOHCHOHCH32，3-丁二醇2双乙酰的控制与消失双乙酰能被酵母还原，经过乙偶姻而最后还原成2，3-丁二醇。乙偶姻具有霉味，但它很不稳定，很快被还原成丁二醇。后者无异味，不影响啤酒风味。啤酒中双乙酰形成的速度只及酵母还原双乙酰速度的1/10，所以啤酒中双乙酰含量不可能升到太高程度。为了尽快降低啤酒中双乙酰的含量，加速啤酒成熟，缩短酒龄，可采取以下措施：1）提高麦汁中缬氨酸的含量，通过反馈作用抑制酵母菌由丙酮酸生物合成缬氨酸的代谢作用，相应地就抑制了α-乙酰乳酸和双乙酰的生成。丙酮酸乙酰乳酸缬氨酸双乙酰2提高发酵温度（主发酵最高温度12~16℃，后发酵前期温度5~7℃），加快α-乙酰乳酸的非酶氧化及双乙酰的酶还原作用的速度。3主发酵时适当增加酵母接种量（如增到1~2L/100L），后发酵下酒时保存适量的酵母菌，或者采用后发酵加高泡酒的办法，利用酵母菌还原酶的作用，将双乙酰还原成2，3-丁二醇。4下酒后，利用后发酵产生的CO2，或人工充CO2，进行洗涤，将挥发性的双乙酰带走。（八）pH值的变化

发酵过程中，pH值不断下降，前快后缓，又开始时的pH值5.3~5.8,