发酵技术在啤酒酿造中的应用毕业设计.doc

优秀毕业设计毕业设计（论文）课题名称：发酵技术在啤酒酿造中的应用系 别： 食品与生物工程系 2014 届 优秀毕业设计内容摘要啤酒是人类最古老的酒精饮料，是排名在水和茶之后的世界上消耗量第三的饮料。啤酒是用部分发芽的谷物种子（麦芽）制造的非蒸馏酒精饮料。本文介绍了啤酒酿造发展状况及发酵技术在啤酒酿造中的应用现状、存在问题，以及对未来的展望。关键词：发酵技术，啤酒的发酵技术、应用现状，发展趋势目录1、发酵与发酵技术概述11.1 什么是发酵11.2 什么是发酵技术22、啤酒的发展状况22.1 啤酒的定义和特点、22.2 啤酒主要成分及营养价值32.3 啤酒的分类42.4 啤酒工业简史及发展状况72.5 啤酒工业现状及发展趋势93、啤酒的发酵技术73.1 啤酒的发酵工艺流程123.2 啤酒发酵技术存在的不足153.4 啤酒发酵技术的改进方法173.5 啤酒发酵技术研究发展方向23参考文献24致谢25发酵技术在啤酒酿造中的应用林巧云一、发酵与发酵技术的概述(一) 什么是发酵发酵是指酵母作用于果汁或发芽谷物是产生的二氧化碳的现象。发酵是在厌氧条件下，原料糖经酵母等生物细胞的作用进行分解代谢、向菌体提供能量，从而得到原料分解产物酒精和二氧化碳的过程。然而，发酵对不同的对象具有不同的意义：对生物学家来说，它的意义就广泛得多。从生物化学观点来说，发酵是指在无氧条件下一个有机化合物能同时作为电子供体和最终电子受体并产生能量的过程。以酵母菌的乙醇发酵过程为例，酵母菌在无氧条件下作用于果汁和麦芽汁中的糖，将糖分子分解并失去分子内电子，而电子的最终受体为糖的分解产物乙醛，乙醛接受电子后被还原为乙醇。此过程为生物化学意义上典型的“发酵”。工业微生物学家则把发酵拓展到利用培养微生物来制得产物的需氧或厌氧的任何过程，现在又扩展到培养微生物细胞来制得产物的所有过程。酿造和有机溶解的厌氧发酵，就具有双层意义，既能产生能量以供给菌体，又能获得产物，酵母发酵生产的酒精，就是微生物厌氧发酵的代谢产物。而需氧发酵也能生产出不同类型的代谢产物，如医药，食品、轻工等发酵产品，并已成为广泛应用的发酵工艺，形成了各种类型的微生物发酵工业，也已成为现代生物技术重要组成部分。 简而言之，生物化学家认为“发酵”是酵母菌在无氧状态下的呼吸过程，是生物获得能量的一种形式。现代发酵的定义则将利用微生物在有氧和无氧条件下的生命活动来制造产品的过程叫做发酵。(二) 什么是发酵技术发酵技术是指人们利用微生物的发酵作用，运用一些技术手段控制发酵过程，大规模生产发酵产品的技术，称为发酵技术。随着科学技术的发展，发酵技术也随之变化。例如基因工程菌的应用，就是通过生物工程技术所创造出的新型微生物进行发酵。利用基因工程发酵往往可以得到所需要的高附加值产品，发酵法生产胰岛素就是一个很好的实例。胰岛素是一种蛋白质激素，由51个氨基酸残基组成。由于胰岛素能够降低人体内血糖含量，因此医学上一直用胰岛素配合治疗糖尿病。传统的胰岛素生产方法是从牛和猪的胰脏中提取，每454kg牛胰脏，才能得到10g胰岛素，使用这种传统的胰岛素的生产加工方法，很难满足需求。现在人们可以通过基因工程的方法，把编码胰岛素的基因导入大肠杆菌细胞中，创造出能够生产胰岛素的基因工程菌。再将带有人胰岛素基因的工程菌放到大型的发酵罐里，提供合适环境条件和营养物质，进行人工培养，就可以大量繁殖这种基因工程菌，从而生产出大量的人胰岛素。人们把这种大肠杆菌称为生产胰岛素的活工厂，用这种方法200升发酵液就可得到10g胰岛素，同时还大大缩短了生产周期。伴随着生命科学与生物技术研究的迅猛发展，发酵技术及相关应用领域的研究也越来越活跃。发酵技术不仅是工业生物技术的重要部分，更是生物技术产业化的关键，发酵技术在中国未来科技发展战略中将具有不可替代的重要位置。二、啤酒发酵技术应用现状(一) 啤酒的定义和特点啤酒以大麦芽酒花水为主要原料，经酵母无氧发酵作用酿制而成的饱含二氧化碳的低酒精度酒。啤酒酒液呈浅黄色，清澈透明，味道纯正爽口，苦中带甜，具有明显的酒花和麦芽香味。它除了含有原料中的营养成分之外，原料经过糖化、发酵后，大大提高了营养价值，其中含人体必需的8种氨基酸。另外，据推算，1升啤酒所产生的热能相当于250克面包或800毫升牛奶所产生的热量，所以啤酒有“液体面包”的美称。此外，啤酒中的酒花浸出物和鲜啤酒中的酵母等都有健胃、助消化和利尿作用，酒液中的二氧化碳和酒花所产生的爽口的苦味相互配合，还有增进食欲的功效。啤酒作为一种好喝而又不贵的饮用酒，已被大众化所接受，它具有以下特点：1酒大致分为淡色浓色和黑色3种，不管色泽深浅，均应清亮透明无浑浊现象；2有一定量的二氧化碳，可以形成洁白细腻的泡沫；3独特的酒花香味和苦味，淡色啤酒较明显，且酒体爽而不淡，柔和适口，而浓色啤酒苦味较轻，具有浓郁的麦芽香味，酒体较醇厚；4较高的营养价值，即有较高的发热量和含有丰富的营养成分。为了提高啤酒质量，改善啤酒的味道，国际上的啤酒大部分均添加辅助原料。有的国家规定辅助原料的用量总计不超过麦芽用量的50。但在德国，除制造出口啤酒外，国内销售啤酒一概不使用辅助原料。国际上常用的辅助原料：玉米大米大麦小麦淀粉糖浆和糖类物质等。(二) 主要成分和营养成分啤酒是一种营养丰富的低酒精度的饮料酒。其化学成分比较复杂，也很难得出一个平均值，因为它随原料配比、酒花用量、麦芽汁浓度、糖化条件、酵母菌种、发酵条件以及糖化用水等诸多因素的变化而变化。但其主要成分，以120P啤酒为例：实际浓度为4.04.5%。其中：80%为糖类物质、810%为含氮物质、34%为矿物质。此外，还含有12种维生素(尤其是B1、B2等B族维生素含量较多)、有机酸、酒花油、苦味物质和CO2等。含有17种氨基酸(其中8种必需氨基酸分别为亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、缬氨酸、苏氨酸、赖氨酸、蛋氨酸和色氨酸)。还含有钙、磷、钾、钠、镁等无机盐，各种微量元素以及啤酒中的各种风味物质。1 L 120P啤酒产生的热量达1779kJ，可与250g面包、56个鸡蛋、500g马铃薯或0.75L牛奶产生的热量相当。故有“液体面包”之美称，并于1972年7月在墨西哥召开的第九届“国际营养食品会议”上，被正式推荐为营养食品。此外，啤酒具有利尿、促进胃液分泌、缓解紧张及治疗结石的作用。适当饮用啤酒可以提高肝脏解毒作用，对冠心病、高血压、糖尿病和血脉不畅等均有一定效果。啤酒中丰富的二氧化碳和酸度、苦味，具有生津止渴、消暑、帮助消化、消除疲劳、增进食欲的功能。适量饮酒，可引起兴奋，使皮肤血管扩张，产生温暖感。但若经常过量饮用，还会使人腹部发胖，出现熟称的“啤酒肚”；过量饮用啤酒还会使血液中的液体量增多，加大心脏负担。因此，高血压、冠心病患者应忌饮，肥胖病和糖尿病患者可少饮干啤酒。酒量的大小，因人而异，主要是乙醇氧化的中间产物乙醛，会刺激人体产生恶心甚至呕吐。 啤酒的营养价值主要由能发热的糖类和蛋白质及其分解产物、维生素和无机盐等组成。由于原辅料组成、配比、水质、菌种及生产工艺的不同，在啤酒发酵时所产生的物质以及溶解在啤酒中的物质的数量均不相同。(三)、啤酒分类及生产工艺流程 1.啤酒分类 啤酒是当今世界各国销量最大的低酒精度的饮料，品种很多，一般可根据生产方式、产品浓度、啤酒的色泽、啤酒的消费对象、啤酒的包装容器、啤酒发酵所用的酵母品种进行分类。(1) 按啤酒色泽分类 淡色啤酒：淡色啤酒的色度在314EBC单位。色度在7EBC单位以下的为淡黄色啤酒；色度在710EBC单位的为金黄色啤酒；色度在10EBC单位以上的为棕黄色啤酒。 其口感特点是：酒花香味突出，口味爽快。 浓色啤酒：浓色啤酒的色度在1540EBC单位。颜色呈红棕色或红褐色。色度在1525EBC单位的为棕色啤酒；2535EBC单位的为红棕色啤酒；3540EBC单位的红褐色啤酒。其口感特点是：麦芽香味突出，口味醇厚，苦味较轻。 黑啤酒：黑啤酒的色度大于40EBC单位。一般在50130EBC单位之间，颜色呈红褐色至黑褐色。其特点是：原麦汁浓度较高，焦糖香味突出，口味醇厚，泡沫细腻，苦味较重。 白啤酒是以小麦芽生产为主要原料的啤酒，酒液呈白色，清凉透明，酒花香气突出，泡沫持久。(2) 按所用的酵母品种分类 以上面酵母进行发酵的啤酒。麦芽汁的制备多采用浸出糖化法，啤酒的发酵温度较高。例如英国的爱尔啤酒、斯陶特黑啤酒以及波特黑啤酒。 以下面酵母进行发酵的啤酒。发酵结束时酵母沉积于发酵容器的底部，形成紧密的酵母沉淀，其适宜的发酵温度较上面酵母低。麦芽汁的制备宜采用复式浸出或煮出糖化法。例如捷克的比尔森啤、德国的慕尼黑啤酒以及我国的青岛啤酒均属此类。 (3) 按原麦汁浓度分类 浓度啤酒：原麦汁浓度为2.580P，乙醇含量为0.8%2.2%。近些年来产量逐增，以满足低酒精度以及消费者对健康的需求。酒精含量少于2.5%（V/V）的低醇啤酒，以及酒精含量少于0.5（V/V）的无醇啤酒应属此类型。他们的生产方法与普通啤酒的生产方法一样，但最后经过脱醇方法，将酒精分离。 中浓度啤酒：原麦汁浓度为9120P，乙醇含量为2.5%3.5%。淡色啤酒几乎均属此类。 高浓度啤酒：原麦汁浓度为13220P，乙醇含量为3.6%5.5%。多为浓色或黑色啤酒。(4) 按生产方式分类 鲜啤酒：啤酒包装后，不经过巴氏灭菌或瞬时高温灭菌的新鲜啤酒。因其未经灭菌，保存期较短。其存放时间与酒的过滤质量，无菌条件和贮存温度关系较大，在低温下一般可存放7天左右。包装形式多为桶装，也有瓶装的。 纯生啤酒：啤酒包装后，不经过巴氏灭菌或瞬时高温灭菌，而采用物理方法进行无菌过滤（微孔薄膜过滤）及无菌灌装，从而达到一定生物、非生物和风味稳定性的啤酒。此种啤酒口味新鲜、淡爽、纯正，啤酒的稳定性好，保质期可达半年以上。包装形式多为瓶装，也有听装的。 熟啤酒：是指啤酒包装后，经过巴氏灭菌或瞬时高温灭菌的啤酒。此种啤酒保质期较长，可达三个月左右。包装形式多为瓶装或听装。(5) 按包装容器分类 瓶装啤酒：国内主要采用640ml、500ml、350ml以及330ml等四种规格。以640ml为主，规格为500ml的近年发展较快。装瓶时要求净含量与标签上标注的体积之负偏差：小于500ml/瓶，不得超过8ml；等于或大于500ml/瓶，不得超过10ml。 听装啤酒：听装啤酒所用制罐材料一般采用铝合金或马口铁。听装啤酒多为355ml装和500ml装两种规格。国内大多采用355ml这一规格。装听时要求净含量与标签上标注的体积之负偏差：小于500ml/听，不得超过8ml；等于或大于500ml/听，不得超过10ml。听装啤酒体轻，携带方便，多为杀菌熟啤酒，酒的口感评价常不如瓶装啤酒。 桶装啤酒：国内桶装啤酒又可分为桶装鲜啤和桶装扎啤两种类型。桶装鲜啤 是不经过瞬间杀菌后的啤酒，主要是地产地销，也有少量外地销售。包装容器材料主要有木桶和铝桶。桶装扎啤是经过瞬间杀菌后的啤酒，也有不巴氏杀菌但须加强过滤。可运往外地销售，大多采用不锈钢桶包装。 容量有2L、5L、10L、15L、20L、30L至100L以上不等，以20L、30L及50L者居多。净含量与标签上标注的体积之负偏差：1L14L/桶，不得超过2%；等于或大于15L/桶，不得超过1.5%。(6) 按啤酒生产使用的原料分类 加辅料啤酒：生产所用原料除麦芽外，还加入其它谷物作为辅助原料，利用复式浸出或复式煮出糖化法酿制的啤酒。生产出的啤酒成本较低，口味清爽，酒花香味突出。 全麦芽啤酒：遵循德国的纯粹法，原料全部采用麦芽，不添加任何辅料，采用浸出或煮出糖化法酿制的啤酒。生产出的啤酒成本较高，但麦芽香味突出。 小麦啤酒：以小麦芽为主要原料（占总原料40%以上），采用上面发酵法或下面发酵法酿制的啤酒。生产出的啤酒具有小麦啤酒特有的香味，泡沫丰富、细腻，苦味较轻。 其他指标应符合淡色（或浓色、黑色）啤酒的技术要求。 (7) 其它由于消费者的年龄、性别、职业、健康状态以及对啤酒口味嗜好的不同，因而必然存在适合不同需求的特种啤酒。 低（无）醇啤酒：酒精含量为0.6%2.5%（V/V）的淡色（或浓色、黑色）啤酒即为低醇啤酒，少于0.5（V/V）的为无醇啤酒。适宜于司机或不会饮酒的人饮用。 干啤酒：是指啤酒的真正发酵度为72%以上的淡色啤酒。此啤酒残糖低，二氧化碳含量高。故具有口味干爽、杀口力强的特点。由于糖的含量低，属于低糖、低热量啤酒。适宜于糖尿病患者饮用。80年代末由日本朝日公司率先推出，推出后大受欢迎。 冰啤酒：是将滤酒前的啤酒经过专门的冷冻设备进行超冷冻处理（冷冻至冰点以下），使啤酒出现微小冰晶，然后经过过滤，将大冰晶过滤掉。通过这一步处理解决了啤酒冷浑浊和氧化浑浊问题。处理后的啤酒浓度和酒精度并未增加很多。但酒液更加清亮、新鲜、柔和、醇厚。 头道麦汁啤酒：即利用过滤所得的麦汁直接进行发酵，而不掺入冲洗残糖的二道麦汁。具有口味醇爽、后味干净的特点。头道麦汁啤酒由日本麒麟啤酒公司率先推出，目前，麒麟公司在我国珠海的厂中已经推出，名为一番榨。 果味啤酒：在后酵中加入菠萝或葡萄或沙棘等提取液，使啤酒有酸甜感，富含多种维生素、氨基酸，酒液清亮，泡沫洁白细腻，属于天然果汁饮料型啤酒，适于妇女、老年人饮用。 暖啤酒：属于啤酒的后调味。后酵中加入姜汁或枸杞，有预防感冒和胃寒的作用。其他指标应符合淡色（或浓色、黑色）啤酒的技术要求。 浑浊啤酒：这种啤酒在成品中含有一定量的活酵母菌或显示特殊风味的胶体物质，浊度为2.05.0EBC浊度单位的啤酒。该酒具有新鲜感或附加的特殊风味。除外观外，其他指标应符合淡色（或浓色、黑色）啤酒的技术要求。 绿啤酒：在啤酒中加入天然螺旋藻提取液，富含氨基酸和微量元素，啤酒呈绿色，属于啤酒的后修饰产品。（四）啤酒工业简史及发展状况 啤酒工业的发展与人类的文化和生活有着密切关系，具有悠久的历史。大约起源于古代的巴比伦和亚述地带，幼发拉底河，底格里斯河流域，尼罗河下游和九曲黄河之滨。以后传入欧美及东亚等地。最原始的啤酒可能出自居住于两河流域的苏美尔人之手，在法国巴黎罗浮沸尔宫博物馆保存的“蓝色纪念牌”上，记载着古代居民苏美尔人在梅斯波塔茵用啤酒祭祈女神的故事，距今至少已有9000 多年的历史。当初就是用大麦或小麦为原料，以肉桂为香料，利用原始的自然发酵酿制而成。当然与现在的啤酒有很大差别，随着科学技术和生产实践的进步，啤酒的酿造技术日趋完善，尤其是公元九世纪日耳曼人以酒花代替香料用于啤酒酿造，使啤酒质量向前跨越了一大步。古代的啤酒生产纯属家庭作坊式，它是微生物工业起源之一。著名的科学家路易巴斯德（Louis Pasteur）和汉逊（Hansen）都长期从事过啤酒生产的实践工作，对啤酒工业作出了极大贡献。尤其路易巴斯德发明了灭菌技术，为啤酒生产技术工业化奠定了基础。1878年汉逊及耶尔逊确立了酵母的纯粹培养和分离技术后，对控制啤酒生产的质量和保证工业化生产作出了极大贡献。十八世纪后期，因欧洲资产阶级的兴起和收产业革命的影响，科学技术得到了迅速发展，啤酒工业从手工业生产方式跨进了大规模机械化生产的轨道。我国古代的原始啤酒可能也有4000至5000年的历史, 但是市场消费的啤酒是到十九世纪末随着帝国主义的经济侵略而进入的，在中国建立最早的啤酒厂是1900年由沙皇俄国在哈尔滨八王子建立的乌卢布列夫斯基啤酒厂，即现在的哈尔滨啤酒有限公司的前身；此后五年时间里, 俄国、德国、捷克分别在哈尔滨建立另外三家啤酒厂；1903年英国和德国商人在青岛开办英德酿酒有限公司，生产能力为2000吨，就是现在青岛啤酒有限公司的前身；1904年又在哈尔滨出现了中国人自己开办的啤酒厂东北三省啤酒厂；1910年在上海建立了啤酒生产厂，即上海啤酒厂的前身；1914年哈尔滨又建起了五洲啤酒汽水厂；同年又在北京建立了双合盛五星啤酒厂；1920年在山东烟台建立了胶东醴泉啤酒工厂（烟台啤酒厂的前身），同年，上海又建立了奈维亚啤酒厂；1934年广州出现了五羊啤酒厂(广州啤酒厂的前身)。1935年，日本又在沈阳建厂，即现在沈阳华润雪花啤酒有限公司的前身；1941年在北京又建起了北京啤酒厂。至新中国成立前期，我国啤酒工业属于萌芽时期，啤酒工厂主要分布沿海、沿江地区，规模又非常狭小，原料依赖进口，生产技术又完全掌握在外国专家手中，发展及其缓慢，啤酒总产量只有7，000吨。到1979年, 我国的啤酒工业仍处于恢复时期，全国啤酒厂总数达到90多家, 啤酒产量为51.59万吨。然而，我们啤酒工业高速发展真正发生在1979年至1988年这十年间，我国的啤酒工业每年以30%以上的速度持续增长。进入80年代， 我国的啤酒厂如雨后春笋般不断涌现，遍及神州大地。到1988年我国大陆啤酒厂家已发展到813个，总产量达662.77万吨, 仅次于美国、德国，排名世界第三。20世纪90年代，中国啤酒工业进入飞跃发展的巩固阶段。啤酒产量持续增长，1993年达到1225.6万吨，占当时世界啤酒总产量（1.2亿吨）的1/10，居世界啤酒生产国产量排名的第二位。1999年首次达到2,080万吨的顶峰，同时，啤酒业的发展速度已经从1992年的21.8%逐渐减慢到1997年的12%，1998年衰退到5.2%。自此，啤酒工业进入一个低速增长期，2001年，啤酒产量达到2273.8万吨，年增长率进一步降低到1.9%；2002年开始回升，啤酒业产量为2,386.83万吨，已超过美国的2200多万吨，居世界第一。其中生产能力超过200，000吨的啤酒厂有21家，其产量之和占全国总产量的42%；生产能力超过100，000吨的有26家，其产量之和占全国总产量的15%。2003年，全国啤酒总产量再创历史新高，达到2540.48万吨，增长率为6.97%，真正成为世界最大的啤酒生产国和啤酒消费市场。(五) 啤酒工业的现状和发展趋势1.啤酒工业现状综观仅有百年历史的中国啤酒工业，可以发现在改革开放以后涌现出了一大批具有品牌、技术、装备、管理等综合优势的优秀企业，如“青啤”、“燕京”、“华润”、“哈啤”、“珠江”、“重啤”、“惠泉”、“金星”等国际和国内的知名企业。由于啤酒的运输、保鲜等行业特点，加之地方保护主义作崇，使中国啤酒工业形成了诸侯割据、各自为政的春秋战国局面。纵然中国啤酒产量已突破2500万吨，位居世界第一；纵然已有四家中国啤酒集团的年产量超过100万吨，但与国际啤酒大国及啤酒发达国家相比，在集团化、规模化、质量、效益、品牌等方面我们均还比较落后。虽然“青啤”、“华润”、 “燕京”等已开始踏上集团化、规模化道路，但在质量、效益等方面与国际品牌尚有一定差距。(1) 我国啤酒厂的企业规模普遍偏小，经济效益十分不理想。不合理企业规模偏多，达不到啤酒生产应有的经济规模。通过对国内外技术经济指标的数据分析得出，年产10万吨以上规模的啤酒厂才会有较好的技术效益。我国现有啤酒生产厂500多家，按2001年啤酒产量2273.8万吨计算，平均单厂产量约5.3万吨。而目前，我国还有200余家年产3万吨以下的小型啤酒厂和若干中型啤酒厂，由于这类啤酒厂的规模太小，投资低，装备水平较为落后，再加上管理不善、产品质量不稳定，这类企业大多处于被淘汰的边缘。(2）技术经济指标同世界先进技术相比，还存在一定差距。在防止跑、冒、滴、漏、废水再循环使用、煮沸二次蒸汽的回收、热能回收、改蒸汽发生炉为高压热水炉、全厂计算机控制等方面与世界啤酒发达国家相比均具有较大的差距，对技术经济指标必然要产生一定影响。虽然我国引进了不少先进设备，学习了不少国外的管理技术，为提高技术经济指标创造了一定条件，但由于管理体制、管理水平、人员素质等各方面的原因，还未能有效提高技术经济指标。(3) 机械装备水平不高。一些啤酒生产企业由于建厂时条件所限，设备陈旧、老化，生产能力不足，自动化程度不高，工艺落后。又由于缺乏资金，不能添置新的仪器与设备，更无法进行扩建。啤酒行业又不属于国家的基本建设范畴，因而得不到政策上的支持，多数啤酒企业只能依靠自身的力量和地方政府的支援筹集资金改变现状。所以发展较慢，与先进的啤酒生产企业相比，尚有较大的差距。(4) 科研水平不高。随着啤酒工业的发展，我国啤酒生产技术水平显著提高，国内大多数啤酒生产企业都能掌握和应用，但是研究水平和技术储备水平较低，新的超前课题很少，这同科研经费短缺和国家安排科研项目投入计划有关，而企业在这方面的投入也非常少，因而严重影响了高水平较长远课题的研究工作。这一现象虽说是符合我国啤酒生产发展的特定时期，但对啤酒的稳定与良性发展不利。(5) 环保问题急待解决。目前在国内，对废气、废渣以及噪声的污染还没有引起人们足够的重视，如煮沸时排放废气，工厂瓶装车间、压缩机等产生噪声，碎瓶、废瓶再制瓶等的有效治理还未得到重视和应用。而国外一些啤酒厂则对公众开放，让公众监督啤酒厂的环境、卫生管理，认识到环保是为了企业更好地发展，明确界定环保问题已成为人们生活中迫切需要解决的重要问题。现在，我国大、中型啤酒企业也开始治理污染，主要进行废水污染的处理，但与国际水平相比仍有很大差距。中国啤酒业的春秋战国之后，按照历史发展规律，必将是天下统一。或者形成三足鼎立的新局面。中国啤酒市场正在经历从完全竞争市场到寡头竞争市场，从分散市场到统一市场的变化。上述的转化在美国用了30年的时间，在中国预计要用1020年的时间来完成，这一进程的长短取决于各方面的配合，如基础设施建设，运输状况，啤酒口味的统一，全国性的品牌的形成和行业的集中度的提高。（二）发展趋势目前，中国大陆地区的城市居民的年人均啤酒消费量为32公升，全国人均啤酒消费量不足18.5公升，约为德国的10%，美国的17%。作为影响啤酒市场规模的因素有两个：一个是人均啤酒消费量，另一个就是人口数量。我国农村居民占全国人口总数的69.6%，据此推算，农村居民每年人均啤酒消费量约10公升。随着工业化进程的加快，农村居民的生活水平将不断提高，城乡差距将进一步缩小，啤酒消费量将进一步提高，我国又是世界上人口最多的国家，并且人口仍在继续增长。因此市场空间很大。未来几年里，我国啤酒行业的发展趋势为：1.我国啤酒市场竞争会更加激烈；市场竞争趋于规范化，市场竞争由价格竞争转向品牌竞争和服务竞争。效益成为企业最终的追求目标。2.整个行业逐步进入成熟期，行业内的整合速度进一步加快，整合过程规范化。企业向集团化、规模化发展，股份制优势更加明显。啤酒企业以收购、兼并等不同方式进行规模扩张。目前国内较有实力、年产量40万吨以上的啤酒集团有12个（包括中外合资外方控股集团），其产量已占全国总产量的40%以上。这些集团将主导中国啤酒行业的发展。大啤酒企业集团的地位进一步巩固，有望出现寡头垄断的局面。3.啤酒企业的品牌意识增强，更加注重品牌战略的实施，市场对名牌产品的需求增加。企业的市场竞争能力增强，重视企业内部核心能力的培养。4.在市场营销中，广告的投入量加大，包装形式多样化，营销方式多样化5.产品特点：首先，啤酒品种更加多样化、功能更加齐全。新品趋向特色型、风味型、轻快型、保健型、清爽型等。具备不同功能的啤酒将满足不同年龄阶段、不同层次、不同类别的消费者需要。其次，消费需求转向低度化、清爽型的啤酒，以淡味、淡色啤酒为主体的基础上，将培育浓醇型啤酒、高浓度啤酒和真正的特殊风味啤酒等。纯生啤酒具有较大的发展空间。6.先进的技术和设备在啤酒生产中被广泛应用，随着国内外技术交流的加快，国外啤酒生产中应用的成熟技术几乎都在中国落户。纯生啤酒生产技术、膜过滤技术、微生物检测和控制技术、糖浆辅料的使用、PET包装的应用、啤酒错流过滤技术及ISO管理模式将在啤酒生产中继续应用推广，啤酒质量将得到明显提高。三、啤酒发酵技术（一）啤酒的发酵工艺流程啤酒是用部分发芽的谷物种子（麦芽）制造的非蒸馏酒精饮料。包括淡色啤酒（较一般啤酒含更多的酒精）、酿造后再贮藏成熟的啤酒和烈性啤酒，通常含有3%-8%（V/V）的乙醇。其他主要成分有啤酒花（啤酒特征性的风味和香味）、水和酵母。啤酒的酿造加工基本分为四阶段：麦粒发芽、糖化和麦芽汁制备、酵母发酵、后发酵处理。1.麦芽国内外生产啤酒所使用的原料主要是大麦麦芽，我国国产大麦的质量和产量满足不了啤酒工业发展的需要，每年都要从国外进口大麦。而我国是小麦产量最多的国家，目前很多啤酒厂家陆续开始利用小麦芽代替部分大麦芽生产啤酒。用小麦酿制啤酒，有一定的优势，如啤酒泡沫丰富、口感清爽等等。充分利用我国小麦的资源优势，对解决我国大麦资源不足，降低生产成本很有意义。小麦啤酒中富含蛋白质、氨基酸、维生素等，营养丰富。由于小麦麦芽色度较深、蛋白质含量较高、没有外壳，会影响糖化麦汁的过滤效果和成品酒的外观质量及保质期，因此使用量不宜过大，一般来说控制在30 %40 %为宜。麦芽汁的制备，其主要过程有原料粉碎，糖化，醪液过滤，麦汁煮沸，麦汁后处理等几个过程。麦芽粉碎的目的主要在于，使表皮破裂，增加麦芽本身的表面积，使其内容物质更容易溶解，利于糖化。所谓糖化就是利用麦芽所含的各种水解酶，在适宜的条件下，将麦芽中不溶性高分子物质（淀粉，蛋白质，半纤维素及其中间分解产物），逐步分解成低分子可溶性物质。过滤是为了得到澄清的麦汁和良好的浸出物收得率。麦汁煮沸是为了保障品质。麦汁后处理主要是通过物理方法将热凝物质与麦汁分离，和将麦汁冷却。多酚在啤酒酿造中是一类很重要的物质，含量过多，使啤酒口味粗糙，含量过少，则使啤酒口味淡薄，而且对啤酒的抗氧化能力及非生物稳定性都起着非常重要的作用。多酚物质大部分存在于麦芽的麦皮和糊粉层中，洗糟过程对麦汁多酚含量的影响很大。有实验研究不同pH洗槽水洗槽，明显影响麦汁中总多酚含量，对啤酒的口感有很大的影响。产生的液体麦芽汁通过煮沸消毒，同时加入啤酒花，赋予啤酒苦的风味和特征的香味。为了突出小麦啤酒的小麦芽香气，可以取消香型酒花的添加，完全用苦型颗粒酒花代替，小麦啤酒的苦味不能过重，可以按照需求灵活掌握。有三种主要的糖化系统：渍糖化、煎煮糖化、温度编程糖化体系。温度编程糖化体系是现在许多现代化啤酒厂广泛采用的。糖化温度用加热夹层从40左右升到70以上。这样可以更大程度的控制糖化工艺，编制程序能够适应各种发育程度的麦芽。用现代化过滤装置或糖化过滤器进行糖化液分离。最终产生的是含水抽提液（甜麦芽汁）和不可溶的废谷物。糖化的生物化学有：淀粉水解，-葡聚糖酶，蛋白质水解，麦芽汁煮沸。可用木霉的纤维素酶复合剂或枯草芽孢杆菌的热稳定-葡聚糖酶帮助糖化麦芽汁制备和啤酒过滤。麦芽汁煮沸后，用涡流分离器或离心机去掉带正电荷的变形蛋白质和啤酒花碎片，增加带负电荷的多糖，过滤也可用硅藻土。注意要在发酵前，将澄清的啤酒花麦芽汁冷冻并通气。由于国产麦芽糖化力较高但酶源潜力较差，所以糖化料水比应控制到1：2. 8 3. 2之间，糊化料水比为1：5 5. 5之间，保持糖化醪液浓度和糖化醪液酶的浓度较高，有利于物料分解。糖化投料温度控制到37有利于酶的低温浸出和酶系有较高活性。蛋白休止温度应控制到50，糊化醪液与糖化醪并醪时，将糊化醪添加酿造用冷水使其降温90，有利于酶不受高温破坏，糖化体止温度65时为最佳控制温度。2. 发酵酵母是真菌类的一种微生物。在啤酒酿造过程中，酵母把麦芽和大米中的糖分发酵成啤酒，产生酒精、二氧化碳和其他微量发酵产物。这些微量但种类繁多的发酵产物与其它那些直接来自于麦芽、酒花的风味物质一起，组成了成品啤酒诱人而独特的感官特征。尽管酒精是厌氧发酵，但麦芽汁起始的氧浓度时非常重要的。对氧的需求水平取决于不同菌株，发酵前麦芽汁的最低氧浓度一般是10mg/L。所以在发酵中要严格控制溶解氧含量，否则极易发生啤酒老化，不仅会严重影响啤酒的口味，而且会进一步加深啤酒色泽。可实施的措施有：过滤机预涂及过滤过程中均应使用脱氧水；清酒罐使用N2 或CO2 备压；过滤过程酒头酒尾的排放要充分，避免因这部分的溶解氧含量高而影响整罐酒的含氧量。水在啤酒酿造的过程中也起着非常重要的作用，啤酒酿造所需要的水质的洁净外，还必须去除水中所含的矿物盐成为软水，所以对水的处理也影响到了啤酒的品质。控制脱氧水、无菌水中亚铁离子的浓度。间隙生产时，每次生产后应将钢制贮水设施和管道存水排泄，下次生产时，重新制备，保持脱氧水、无菌水的新鲜，减少因亚铁离子浓度高给啤酒造成非生物因素的不稳定。啤酒除了使用上面发酵酵母和下面发酵酵母法，还可以用特种麦芽生产二次发酵小麦啤酒。二次发酵小麦啤酒是以上面发酵酵母No1.354和下面发酵酵母No1.308为生产菌株，以小麦麦芽和特种麦芽为原料，经上面发酵的主发酵和下面发酵的后发酵生产而成的啤酒。它以其口味纯正、高雅柔和、酯香独特、醇香浓郁、泡沫洁白细腻、杀口力强而深受广大消费者的青睐。尤其是上面发酵酵母在发酵过程中产生的特征香味更是芬芳宜人、沁人心脾。英国传统淡啤酒发酵时用比较浅的、敞开的圆形或矩形容器生产。一般使用上部发酵酵母，酵母是升到表面上，且能除去。现在大多数现代化啤酒厂的发酵罐是用不锈钢制造的封闭式圆锥形容器，体积超过200 000L。这种形状的容器有助于加快发酵速度，由于CO2 气泡通过很深的发酵罐上升，可以引起更充分的混合效率。在这种容器中，啤酒发酵所需的时间比传统容器短。发酵工艺中要注意：用发酵力强、降糖速度快、双乙酰还原能力强的啤酒酵母，使用到4代以后的酵母不继续使用。低温发酵可抑制其他微生物生长代谢，有利于啤酒酵母正常发酵，使啤酒口感纯正、适口。 发酵过程中会产生大量泡沫，造成表面活性物质损失。因此有必要采取低温发酵、低温后贮，适当的CO2 背压。以减少泡沫活性物质的损失；而且还能防止酵母自溶引起类脂物质的释放。发酵过程中按时回收酵母也是必要的，因为长时间低温的酵母在罐压、CO2 等影响下，会分泌蛋白酶A分解泡沫蛋白。酵母活性低发生自溶，也会分泌出消泡物质，同时还会造成清酒不好过滤，浊度高。所以要注意对蛋白质浑浊度的控制。啤酒泡沫是啤酒的重要质量特征之一。泡沫的形成 ,首先是由于啤酒中含有足够的二氧化碳和蛋白质等胶体物质，开瓶以后，因为啤酒所受到的压力骤然降低，所以二氧化碳会大量逸出，在逸出过程中对啤酒形成了搅拌作用而产生出泡沫。蛋白质作为啤酒泡沫泡壁的支架，是构成泡壁最主要的组分。可以通过添加啤酒增泡剂，大豆蛋白，大米蛋白，大麦蛋白，小麦蛋白来对啤酒的泡沫进行改善。控制啤酒发酵后期啤酒含氧量，无论啤酒液倒罐或过滤，管道需用脱氧水置换，空罐需纯度较高的二氧化碳或氮气备压，液体进罐速度不超过0. 7m /s，以减少氧的溶人。贮酒期至少要保持一周以上，保证 CO2饱和效果，使成品酒有较充分的杀口力。现在的先进技术：国产的氨直冷式不锈钢锥形发酵罐的外观质量和焊接工艺已接近进口产品水平。罐顶、罐底装置基本实现国产化，国产洗球适用于直径为6 m 以下的大罐清洗。目前国内也能提供质量优良的板式换热器，能生产先进的酵母扩培装置。随着啤酒大麦供应紧缺情况，开始研发新氮源啤酒酿造新技术。（二）啤酒发酵技术存在的不足1.啤酒的开发性研究不足啤酒作为大众化的饮料，不断的受到人们的亲睐和接受，啤酒已成为餐桌上常见的饮品。啤酒在中国的开端是清末，不过都是给外国人和社会顶层人士喝的。真正从民间开始普及是改革开放以后，特别是80年代，那时小啤酒厂地开花，浙江、山东等省几乎每个县都有啤酒厂，90年代开始逐渐走向集约化，大型化，而外资巨头开始进入，2000年至今是发展最快的一段时期，2003年产量已经位居世界第一。但是现有的啤酒口味较为单一，且产、销量主要集中于大型的品牌企业，国内的啤酒研究较国外还有一定的差距和不足。在生产品的开发上面企业应该有自己的独特性、保持一定的竞争力和影响力，是企业在商海中立于不败之地，给自己更好、更多、更稳定的市场占有率。2.我国啤酒装备目前存在的问题我国的啤酒生产工业目前还存在许多不尽如人意的地方。由于啤酒生产的工艺复杂，目前我国大多数啤酒生产企业技术装备落后，自动化程度低，产品质量不稳定。如何提高啤酒生产的综合自动化水平，增强我国啤酒产业的综合实力是一个很好的研究课题。发酵过程是啤酒生产过程中的重要环节之一国产啤酒酿造设备存在的主要问题：大米、麦芽粉碎机的粉碎效果不理想，大米粉碎不细、不均匀，影响糊化效果，使得出率较低。过滤槽由于制作的技术水平问题，过滤效果和过滤效率不好，制约了糖化的生产率和麦汁的质量。煮沸锅清洗困难，内加热器易结焦，影响煮沸效果，无热能回收系统。各类容器内壁粗糙度达不到要求，有死角，CIP无自动清洗装置，检测达不到食品卫生的无菌生产要求。国产啤酒包装设备存在的主要问题：灌装过程中酒的增氧量较大，纯生啤酒的灌装设备运行不是很稳定。贴标机与德国克朗斯设备比较故障率较高。时常出现皱标、碎标、歪标、漏标现象。国内洗瓶机清洗带铝箔的啤酒瓶时洗净率低，清除废标效果不好。3.啤酒酵母菌种的改良目前的研究只限于改良啤酒酵母的某一种性状，而不能同时改良啤酒酵母的几个遗传性状。酵母是啤酒生产的关键之一，啤酒酵母的质量直接影响发酵的好坏和啤酒的质量，使用优良的酵母在工艺中解决沉淀、口味及其色泽变化、风味老化等问题是啤酒生产的一大技术突破。4.发酵技术在啤酒发酵中产物的利用啤酒糟是啤酒厂最主要的副产物，每生产1千升啤酒就有250kg湿糟，其主要成分有蛋白质、纤维等。啤酒糟是微生物的良好营养基质，但目前，大部分啤酒生产企业只是将其直接卖给附近农户用以养猪、养鱼，以致啤酒糟的价值并未得到充分利用。5.配置过程中不注意配置平衡有些企业的产出量比销售量多出了不少，造成供过于求的现象，加上现在市场的竞争势头愈加激烈，各个啤酒厂为了抢占市场份额、影响力、排名等继续扩大生产、投资新建、兼并合组一些列的举措。有发展就会有产生废料、废水、废气等危害环境的各种有害物质，影响地区环境，更严重的是啤酒厂所需要的主要原辅材料都是人们生活中不可缺少的事物麦子。越来越多的啤酒厂占用了麦子的部分产出，也就必然在土地有限的供给中分去了一部分，麦子的产出量有限，而啤酒的生产量却是不断的增加，如此循环，事物的供给就可能出现危机了。6.啤酒从业人员存在的问题从业人员在2008年达到高峰，但是近两年的发展中人员流失状况较为严重。人员的从业素质问题也较为存在。目前我国啤酒厂的一些新工人大多是技工学校毕业并经培训而持证上岗的，但对啤酒生产的全过程、工艺条件、操作规程及设备等知识，仍知之甚少。尽管现在啤酒企业的“硬件”很先进，但这些先进的设备总是需要人去操作的，人的素质不高，产品质量怎能提高呢？因此，我国的啤酒操作技工要加强啤酒专业知识的学习，并在生产实践中不断充实知识和提高技能。我国在啤酒产量和销量方面虽然都处于世界领先，但是在啤酒的研究方面还是落后于西方。(三）啤酒发酵技术的改进方法：1.高产菌种和特殊环境微生物的遗传育种、通过对现有优良菌种的扩大应用、前沿生物技术改良菌种、发酵机理研究等手段，使我们在微生物菌种研究及应用上占优势，缩短与国外差距；今我国啤酒工业中使用的酵母菌株，经几代科技人员的努力，均具有了常规酿造所需要的种性，如一定的降糖能力，还原双乙酰能力等。但有些是酿造很需要的种性，就我国当今啤酒界所用的菌种说来，尚未具备。为了获得这些种性，国内已有人开始研究，国外这方面起步较早，也取得一些成效，但亦未全面开花，这一切都有待于人们继续努力。譬如糊精的利用，普通酵母是不能利用高分子支链糊精的，葡萄糖苷酶能将糊精水解成葡萄糖，如将此酶基因引入啤酒酵母中，就可使麦汁中的糊精得以利用，这样就有利于酿制低热量啤酒，且可改善啤酒的可滤性。据报道，国外已有人成功的克隆了葡萄糖苷酶基因，导入了此基因的啤酒酵母能分解麦汁中70%的糊精；带有细胞外-葡聚糖酶的基因被克隆出来，被导入啤酒母就可提高啤酒生产的可滤性，并解决由-葡聚糖引起的啤酒浑浊问题；啤酒双乙酰形成过程中有关的5个酶基因被克隆出来，通过这些酶基因的表达，可以调节双乙酰的生成量；使啤酒增香物质形成的乙醇乙酰酶基因亦被克隆出来，导入啤酒酵母中，使啤酒变得更有香味。除此以外，对于提高啤酒酵母凝聚性酶基因的克隆，对降解啤酒冷混浊蛋白质的酶基因的克隆，对提高酵母耐受不良环境因子酶的克隆等都有成效或初见端倪，相信经过人们不断的力，通过高科技的手段，定能使啤酒酵母种性变得合乎人们的理想。正因为如此，这里还得提醒一下，希望人们在不断努力的实施过程中，应该根据酿造啤酒工艺的需要，结合酵母原具备的种性情况，有目的的选择一项或几项外源酶基因，加以应用。不然，外源基因过多的应用，过多的表达，很可能影响原有酵母优良特性的发挥，这是值得注意的事项。如上所述，人们还可以清楚的看出，由于酵母种性的改良，也会推动酿造工艺上的改革，其结果或是节约了成本，或是增加了产量，或是提高了质量，均可促使啤酒生产“ 更上一层楼”。以下是国外啤酒发酵的新技术：提高啤酒酵母活性，增加发酵力。俄罗斯科学家发现，用波长410mm、强度0.2w/m2的荧光灯对酵母悬浮液均匀光照数小时后，能明显提高酵母细胞繁殖速度和发酵过程中酒精的积累。用这种酵母生产啤酒，发酵活性可提高20%30%，发酵时间缩短1d。日本秋田县信合食品研究所开发生产一种天然沸石，将天然沸石烘成0.61mm颗粒状，具有强度高、吸附力强的特点，该沸石经加热从内部放出结晶水，呈轻石状多孔质，小孔能吸附啤酒酵母，使酵母浓度提高1001000倍，能促进酒类发酵，缩短发酵时间。提高啤酒质量技术。日本开发利用焦糖麦芽酿制啤酒，以提高啤酒的色度和持泡性，持泡性比非焦糖麦芽制的酒增加半分钟，能增加酒的麦芽香味与酒体比重，不影响啤酒风味。焦糖麦芽的制法是将绿麦芽于30加热5d,然后在特殊的焦制设备中经150180焙焦13h而成。日本开发低双乙酰啤酒技术，可提高啤酒风味与质量。在圆柱体型的发酵反应器中，装入经过1%海藻酸钙固定的啤酒菌株.充填量80%，将啤酒原料麦芽汁经过真空脱氧，吹进二氧化碳，使溶存氧在0.00.1mg/L美国的嫌氧状态，温度控制在8，每小时通入100200cm的二氧化碳于反应器中，反应液出口的发酵液含乙醇3.23.8W/W%，双乙酰浓度降低75%90%，而且很稳定。日本还开发出一种新风味啤酒，采用独特工艺、富含香味的该种啤酒是在发酵时调整酒精浓度，引发香气，用发酵力强的酵母发酵，严格选用啤酒花并与除去啤酒花涩味苦味的液体型啤酒花并用，使苦味比一般啤酒减少25%，再加入大米糖化的浆状糖液。新风味啤酒酒度 4.5%，有软饮料感、味美，饮后使人轻松畅快。美国开发用大豆提取液促进啤酒保存期间的风味稳定性。啤酒在催熟过程中产生异味物质羰基化合物，其前体物质羟基基团是引起啤酒异味的主要原因，成品啤酒的异味物质产生在麦芽焙烤与麦芽汁煮沸期间及发酵期间。大豆提取液中含有过氧化物歧化酶，可防止羟基的氧化作用。大豆提取液制备是将大豆在乙醇中加热浸泡，在麦芽汁发酵期间加入。加拿大研制成功充氮低氧工艺技术，可改善啤酒风味，该技术是以声速将氮气注入一有水的设备中，产生极细小的泡，使氧气从水中扩散到氮气泡内，随解析器内排出的气水混合物从底部人口进入浓缩的啤酒缸，上升的氮气从稀释的啤酒内带走一部分氧气，使含氧量进一步降低，可将水中含氧量从6.57.0ppm降到0.23ppm。丹麦发明利用新酵母菌株延长啤酒保鲜期，方法是将酿酒酵母进行基因改造，使破坏啤酒中含硫的MET的基因功能丧失活性。利用基因改造过的酵母酿制的啤酒，可增加啤酒中的含硫量，从而使溶解于啤酒中的氧及引起啤酒变质的其他物质含量减少。酵母本身能产生防腐作用，可延长啤酒保鲜期，也可避免使用无机添加剂亚硫酸盐。2.新酶品种开发和应用，对传统发酵工艺进行改进，实现纯种发酵，发酵过程可控，才能使产品优质稳定；酶制剂在啤酒生产的应用日渐广泛,并获得明显的经济效益.目前在国外,如美国、日本、丹麦等国早已成功地推出了各种啤酒酶制剂,并进行了商品化生产.我国酶制剂的研究比较晚,现在仍处于初期,与国外技术相比还比较落后.目前,国外啤酒酶制剂正向两个方向发展:一是单纯高效精品酶制剂,这有利于底物的控制和酶活力的提高,但缺乏其他酶的协同作用,很难达到啤酒生产要求;二是复合酶制剂,如丹麦NOVO公司、英国Bicon公司、美国的Snyder公司等的有关研究.复合酶制剂具有高效、稳定、无副作用等特点,无论在性能方面还是其他方面都优于单纯酶制剂,今后啤酒酶制剂的发展主流将朝这个方向发展.酶制剂在啤酒工业上的应用,能够降低生产成本,改善产品质量,增加啤酒新品种,推动啤酒工业的飞速发展.因此,酶制剂的应用值得在全国有计划、有步骤地大力推广.啤酒生产厂家应根据本厂产品风格、生产原料及各种生产系数等有目的地选择酶制剂.此外,在使用酶制剂时需要注意一点:由于啤酒是供消费者直接饮用的产品,因此在整个啤酒生产过程中所使用的酶制剂应当与其他添加剂一样,要符合有关国际组织(如FAO,WHO,FDA)所规定的食品级酶制剂标准.3.食品添加剂新品种开发和应用加快发酵工业原料结构、产品结构、技术装备结构的调整，扩大生产企业规模，提升行业的整体水平。食品添加剂在发酵食品的生产加工工业中占有非常重要的地位, 然而食品添加剂使用的现状却令人堪忧。在当今食品生产日益社会化和规模化的过程中, 食品添加剂对食品工业而言已不可或缺, 甚至可以讲“没有食品添加剂就没有现代食品工业”。发酵工程技术成为食品添加剂生产首选方法，目前采用发酵工程技术生产的食品添加剂及功能性食品配料有望成为食品工业新的增长点。采用微生物发酵和酶法生产的食品添加剂及配料，又称生物食品添加剂及配料。食品添加剂及配料产业作为现代食品工业的核心组成部分和重要特征，在食品工业产业升级中发挥着不可或缺的主导作用。从植物中萃取食品添加剂的成本高，且来源有限，化学合成法生产食品添加剂虽成本低，但化学合成率低，周期长且可能危害人体健康。这就是发酵工程技术成为食品添加剂生产的首选方法的原因。目前，利用微生物技术发酵生产的食品添加剂主要有维生素(Vc、VB1、VB2、)、甜味剂、增香剂和色素等产品。发酵工程生产的天然色素、天然新型香味剂，正在逐步取代人工合成的色素和香精，这也是现今食品添加剂研究的方向。4.生物技术产物工业规模的分离和提取：改造传统发酵产品生产技术