啤酒及其种类49256.ppt

第四章啤酒 第四章啤酒 第一节概述 一 啤酒及其种类 1 定义由大麦和酒花制成的含有CO2的酒精饮料 营养啤酒 麦汁浓度2 5 8 按啤酒的原麦汁浓度分佐餐啤酒 麦汁浓度9 12 高浓度啤酒 麦汁浓度13 22 浅色啤酒按啤酒的色泽分浓色啤酒黑色啤酒 上面发酵啤酒2 种类按生产方法和酵母种类分下面发酵啤酒 鲜啤酒按啤酒是否杀菌分熟啤酒纯生啤酒新啤酒品种分 干啤酒 无醇啤酒 稀释啤酒 二 啤酒生产工艺过程1 制麦大麦 粗选 精选 浸麦 发芽 绿麦芽 烘干 除根 成品麦芽 2 糖化麦芽及辅料 粉碎 糊化 糖化 过滤 煮沸 冷却 冷麦汁 水酒花 3 发酵冷麦汁 主发酵 后发酵 4 后处理及包装后发酵完的酒液需进行过滤 才能包装出售 第二节啤酒酿造原料一 大麦 barley 1 大麦的形态大麦由胚 胚乳和皮层构成 胚是大麦的重要组成部分 根 茎 叶就有此生长 胚一旦死亡 大麦就失去发芽力 胚乳是胚的营养仓库 由贮藏淀粉的细胞层和贮藏脂肪的细胞层构成 皮层内含有桂酸 单宁苦味物质等 对酿造有害 但皮壳在糖化醪过滤时可作为过滤层而被利用 2 大麦的种类根据大麦在穗轴上的排列方式不同 可将大麦分为二棱大麦 四棱大麦和六棱大麦 酿造啤酒通常用二棱大麦 三种大麦的籽粒区别 大麦 3 大麦的化学成分 碳水化合物 蛋白质 主要是淀粉 占大麦干物质的58 65 另外还有纤维素 半纤维素和麦胶物质 糖类等 占大麦干物质的9 12 其中一部分是酶类 大麦经过发芽后 酶的种类和活力会有所增加 其它 无机盐 类脂物质 占大麦干物质的2 3 其中95 以上为甘油三酸酯 它们对啤酒的风味稳定性和泡持性有不利影响 占大麦干物质2 5 3 5 对发芽 糖化及发酵有很大影响 磷酸盐 维生素 酚类物质等 4 原料大麦的质量鉴定 千粒重为34 45g 发芽力 90 发芽率 96 水分为12 13 淀粉为63 65 蛋白质为9 12 二 啤酒花 hops 酒花成分酒花树脂 10 20 酒花油 0 5 2 多酚物质 2 5 其他 单糖 蛋白质 果胶 脂和蜡等 啤酒花简称酒花 又称蛇麻花 蛇麻为大麻科葎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 保藏 要求低温贮存 以避免 酸被氧化 酒花制品 酒花粉 酒花浸膏 酒花油 颗粒酒花 酒花树脂 赋予啤酒特有的苦味和防腐能力 酒花油 赋予啤酒香味 多酚物质 具有澄清麦汁和赋予啤酒醇厚酒体的作用 啤酒花的酿酒功能 酒花树脂包括 酸 酸等成分 其中 酸是啤酒苦味的主要来源 也是衡量啤酒花质量优劣的重要指标之一 三 辅料 2 辅料的种类及使用量 1 使用辅料的作用 降低啤酒生产成本 有利于提高啤酒的非生物稳定性和降低啤酒色度 提高设备利用率 简化生产工序 大米 国内大多数厂家使用 玉米 少数厂用 使用量 原料的20 30 有的厂高达40 50 大麦 国外使用 使用量不超过20 另外 也可直接添加糖类 如蔗糖 葡萄糖和糖浆等 使用量一般为原料的10 四 水 酿造用水 啤酒生产用水 普通用水 糖化用水 洗涤麦糟用水 灭菌 冷却 锅炉用水 直接影响啤酒质量 要求符合饮用水标准 除符合饮用水标准外 还需满足酿造专业要求 需要进行软化 去离子等处理 啤酒生产中对酿造用水要求比较严格 除应符合生活饮用水标准外 还要符合啤酒专业上的一些要求 第三节麦芽制备 一 浸麦 1 浸麦的目的 使大麦吸收充足的水分 利于发芽 洗去大麦表面的尘埃 泥土和微生物 2 浸麦方法及操作要点 湿浸法 湿浸法几乎被淘汰 又叫断水浸麦法 即先将大麦上水浸泡一段时间 然后把水放掉 进行空气休止 并通风排CO2 一段时间后再放进新鲜水浸泡 如此反复 直至达到所要求的浸麦度 常用的有浸2h断6h 浸4断4 浸4断6等 整个浸麦时间约40 72h 喷雾浸麦法的特点耗水量较少 供养充足 发芽速度快 浸麦水温一般不超过20 间歇浸麦法 喷雾浸麦法 平底浸麦槽 浸麦设备 浸麦槽 锥形浸麦槽 3 浸麦度 大麦浸渍后所含水分的百分率 一般为43 48 二 发芽 1 发芽技术条件 发芽温度 浅色麦芽控制在12 16 浓色麦芽控制在18 22 空气相对湿度 大于95 发芽时间 浅色麦芽控制为6d 浓色麦芽为8d 2 发芽方法 地板式发芽和通风式发芽 地板式发芽是传统发芽方法 现已逐步被通风式发芽所取代 目前 使用较普遍的是萨拉丁 Saladin 发芽箱 见下图 1 排风2 翻麦机3 螺旋翼4 喷雾室5 进风6 风机7 喷嘴8 筛板9 风道10 麦层11 走道 萨拉丁发芽箱 3 绿麦芽的质量检验 三 绿麦芽干燥和后处理 发芽好的麦芽称为绿麦芽 要求新鲜 松软 无霉烂 溶解良好手指搓捻呈粉状 发芽率在90 以上 叶芽长度为麦粒长度的2 3 3 4 麦芽溶解 麦粒中胚乳结构的化学和物理性质的变化 1 干燥目的 停止绿麦芽的生长和酶的分解作用 除去多余的水分 防止麦芽腐败变质 便于贮藏 使麦根干燥 便于脱落除去 除去绿麦芽的生青味 增加麦芽的色 香 味 2 干燥过程 绿麦芽干燥过程大体分为凋萎期 焙燥期 焙焦期三个阶段 1 凋萎期 一般从35 40 起温 每小时升温2 最高温度达60 65 所需时间15 24h 此阶段要求风量大 每2 4h翻麦一次 麦芽干燥程度含水量在10 以下 3 焙焦期 2 焙燥期 麦芽凋萎后 每小时继续升温2 2 5 最高温度达75 80 约需5h 使麦芽水分降至5 左右 此期间每3 4h翻动一次 此阶段进一步提高温度至85 使麦芽含水量降至5 以下 深色麦芽可增高焙焦温度至100 105 整个干燥过程约24 36h 3 干燥设备及干燥期的物质变化 麦芽干燥设备 垂直式干燥塔和水平式干燥炉 单层 两层或三层 平面式干燥炉 垂直式干燥塔 主要有加热装置 水平式烘床 通风装置等 热量由燃烧炉供给 热空气向上升逸 穿过绿麦芽层 使绿麦芽脱水干燥 外形为方型多层建筑 内装有对立式烘床 麦芽在两片烘床的夹缝中 热空气从水平方向送入绿麦芽层 烘床间距即为麦芽的厚度 一般为20cm 干燥过程中的物质变化 酶的变化 随着干燥温度的升高 麦芽中的酶活力下降 影响酶活力的因素 干燥温度 麦芽中的水分含量 因为酶对干燥温度的抵抗力 不仅取决于温度的高低 还依赖于麦芽中的水分含量 因此 在麦芽水分含量降至10 以下之前 温度不能超过50 否则 酶活力损失过大 绿麦芽干燥后各酶的变化情况见下表 淀粉的变化 蛋白质的变化 干燥前期 温度低于60 时 淀粉分解较多 最终产物主要是葡萄糖 转化糖和蔗糖 有害的 葡聚糖在干燥过程中显著下降 干燥前期进一步分解 可溶性氮和甲醛氮显著增加 干燥后期 由于形成类黑精 数量显著下降 总氮量在干燥前后无显著变化 只是组成比例发生变化 类黑精的形成 二甲硫 DMS 的形成 类黑精是一类褐色至黑色的胶体物质 具芳香味 有不同程度的着色力 具还原性和酸性 在啤酒中呈胶体 带负电荷 对啤酒的生泡性和泡持性有利 蛋白质 大麦中 发芽含硫氨基酸麦汁煮沸二甲硫 二甲硫过多时 影响啤酒的风味 4 干麦芽的除根及贮存 操作 干燥的麦芽应用除根机除掉麦根 作用 除去麦根 麦芽表面的水锈或灰尘 同时具有一定的磨光作用 保证麦粒外表美观 口味纯正 收得率高 贮存 新干燥的麦芽需经储藏一个月以上 才能用于酿造 因为在贮存过程中 麦芽的淀粉酶和蛋白酶的活力都有所提高 有利于糖化 麦芽贮存 最好使用密闭式立仓 入仓条件 水分不宜超过5 温度不超过25 贮存期间要经常检查温度和湿度 发现问题及时解决 四 麦芽的质量评定 2 理化指标 1 感官指标 优质的麦芽应有浓香味 无霉杂味 用牙咬时发脆且松散 千粒重一般麦芽的千粒重为29 38g 麦芽比重比重在1 10 1 13之间为良好 粗细粉浸出物差将一个麦芽样品的粗粉和细粉分别作浸出物试验 两者之差越大 则溶解度越差 粗细粉浸出物差 2 2很好2 3 3 0好3 1 3 8一般 氮 色度 酸度 测定糖化麦汁的可溶性氮 凝固氮 甲醛氮以及总氮 若可溶性氮占总氮41 表示溶解良好 25 41 为好 35 溶解不充分 淡色麦芽色度小于0 25ml碘液 中等黑麦芽为0 3 0 7ml碘液 慕尼黑麦芽为0 8 1 0ml碘液 麦芽滴定酸度主要由植酸钙镁水解产生的磷酸形成 溶解良好和干燥温度高的麦芽 酸度稍高 总之 无论哪种方法都不能单独对麦芽质量作出评价 可靠的结论只能是几种方法测定值的综述 第三节麦芽汁的制备 麦芽汁制备 包括 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 一 麦芽及辅料粉碎 1 麦芽粉碎 粉碎方法 干粉碎 湿粉碎 增湿干粉碎 用于中小型厂 将麦芽浸泡使其水分达28 30 后再粉碎 特点 此法无粉尘危害 但动力消耗增加40 50 利用喷雾使麦芽含水量增加0 7 1 0 麦芽喷雾30 40S 优点 麦皮体积增加 利于过滤 胚乳较干 利于粉碎 麦芽粉碎设备一般采用辊式粉碎机 有四辊式 五辊式粉碎机 四辊式粉碎机 2 辅料粉碎大米 玉米等辅料粉碎多使用锤式粉碎机 要求有较大的粉碎度 粉碎成细粉状 有利于糊化和糖化 锤式粉碎机 二 糖化 1 糖化工艺技术条件 糖化 利用麦芽中所含有的各种水解酶 在适宜的条件下 将麦芽和辅料中的不溶性大分子物质 淀粉 蛋白质 半纤维素等 逐步分解为可溶性的低分子物质的分解过程 由此制备的浸出物溶液就是麦汁 1 料水比 淡色啤酒为1 4 5 且第一次麦汁浓度控制在14 16 浓色啤酒为1 3 4 第一次麦汁浓度控制在18 20 2 糖化温度 一般分几个阶段进行控制 每个阶段所起的作用是不同的 如下表所示 3 pH 比较合理的糖化pH应为5 6左右 对残余碱度较高的酿造水应加石膏 加酸等处理 也可添加1 5 的乳酸麦芽 4 糖化时间 随不同的糖化方法而异 2 糖化方法 三次煮出糖化法是典型煮出法适合于各种质量麦芽 工艺过程如下 1 煮出糖化法 将部分糖化醪液分批地加热到沸点 与其余未煮沸的醪液混合 使全部醪液的温度分阶段的升高到不同酶分解底物所要求的温度 最后达到糖化终了温度 根据部分醪液煮沸的次数不同可分为一次 二次和三次煮出法 三次煮出法的特点 经历了三次煮沸 三次升温 其中 35 浸渍温度 使麦芽中的酶溶出 低温酶发生作用 50 蛋白质分解温度 使麦芽中的蛋白质得以分解 65 68 淀粉转化为糖的适宜温度 78 终止酶作用 固定麦汁成分的温度 2 浸出糖化法 定义 将全部醪液从一定的温度开始 缓慢分段升温到糖化终了温度 利用酶的作用进行糖化的一种方法 由于糖化醪液不经煮沸 因此 要求麦芽发芽率高 溶解充分 否则 就很难将其生淀粉通过酶而溶解 进而会影响麦汁收率 三 麦芽醪的过滤 1 过滤目的和方法 糖化结束后 应立即过滤 把麦汁和麦糟分开以免影响半成品麦汁的色 香 味 另外 麦汁中微小的蛋白质颗粒 会破坏泡沫的持久性 过滤目的 麦汁过滤方法 过滤槽法压滤机法快速过滤槽法 2 麦汁过滤 准备工作 检查过滤槽的滤板是否铺好 向设备内通入76 78 的热水 使设备预热 进醪和静置 将糖化醪充分搅拌 泵入过滤槽中 静置20min 使麦糟自然沉降 形成过滤层 过滤 开始流出的麦汁浑浊不清 用泵打回槽中 至流出澄清麦汁为止 而后将澄清麦汁送入煮沸锅中 洗糟 当麦汁将要滤完 麦糟刚要漏出时 加水洗糟 过滤槽 1 麦汁排出管2 麦汁排出阀3 喷水管4 耕糟机5 回流泵6 水力升降器7 8 变速箱和离合器9 压差调节阀10 进水管11 排糟孔 快速麦汁过滤槽 1 麦汁回流管2 气孔3 主体4 醪泵5 洗糟水泵6 废糟门7 废糟至承受槽8 10 麦汁管9 麦汁泵11 废水管12 麦汁回流泵13 承受器 四 麦芽汁煮沸与酒花添加 1 麦汁煮沸与添加酒花的目的 蒸发多余的水分 使麦汁浓缩到规定的浓度 溶出酒花中的有效成分 增加麦汁的香气 苦味和防腐能力 促进蛋白质凝固析出 增加啤酒稳定性 破坏全部酶 进行热杀菌 以保证最终产品的质量 通过煮沸形成一些还原性物质 以保持啤酒的风味稳定性和非生物稳定性 2 麦汁及酒花在煮沸过程中的变化 蛋白质的凝固 温度高于85 时蛋白质热变性而凝固析出 酒花成分的溶出 部分 酸转变成异 酸 异 酸比 酸易溶解 且具有良好的苦味和防腐能力 酸较 酸难溶解 其溶解产物能赋予麦汁可口的香气 麦汁颜色的变化 在煮沸过程中 还原糖与氨基酸发生糖氨反应 生成类黑精 使麦汁颜色加深 还原物质的形成 麦汁经煮沸后 生成类黑精 还原酮等 还原能力有显著增加 3 麦汁煮沸的技术条件和酒花的添加 1 煮沸技术条件 煮沸强度 表示每小时内蒸发出水分的百分率 即 混合麦汁量 最终麦汁量煮沸强度 100 混合麦汁量 煮沸时间 煮沸强度一般为8 12 煮沸时间一般为1 2h 2 酒花的添加 添加方法 添加量 一般为0 15 0 2 通常分3次添加 即麦汁初沸时 添加20 的酒花 煮沸40min后 添加40 煮沸终了前10min 添加40 注 优质酒花一般在最后添加 使酒花中的香味成分能较多的保留在麦汁中 五 麦芽汁的冷却与澄清 1 冷却目的与要求 降低温度 适于酵母发酵 去除热 冷凝固物 保证发酵正常进行 增加麦汁的溶解氧 利于酵母的生长繁殖 2 冷却方法和冷却设备 第二段冷却 采用二段冷却 即先冷却到55 60 再冷却到发酵温度 第一段冷却 排除热凝固物 50 60 蛋白质 16 20 酒花树脂 2 3 灰分 20 30 其他有机物 排除冷凝固物 主要是蛋白质与单宁的络合物 冷却设备 常用的有沉淀槽和薄板冷却器 设备 3 麦汁的澄清 一般采用板框压滤机或离心分离机 第四节发酵 上面啤酒酵母 发酵终了时 酵母很少下沉到发酵容器底部 细胞多呈圆形 胞内只含有转化酶 只能完全1 3发酵棉子糖 一 啤酒酵母 1 啤酒酵母的种类 下面啤酒酵母 发酵终了时 酵母很快凝结成块并沉积到发酵容器底部 细胞多呈卵圆形 胞内含有转化酶和蜜二糖酶 能完全发酵棉子糖 2 啤酒酵母的扩大培养 斜面试管 富氏瓶培养 巴氏瓶培养 汉森罐培养 酵母繁殖槽 主发酵池 二 主发酵 低泡期 接种后20h左右即进入主酵期 再经4 5h后发酵液表面出现洁白而致密的泡沫 逐渐形成菜花状 1 工艺过程及管理 接种量 0 4 0 6 泥状酵母为了便于管理 根据发酵现象 将主发酵过程分为低泡期 高泡期 和落泡期三个阶段 特点 品温每天上升0 5 0 8 日降糖为0 3 0 5Bx 不需要人工降温 落泡期 高泡期过后 发酵力逐渐减弱 泡沫层逐渐低落 泡沫变为棕褐色 高泡期 泡沫层呈卷曲状隆起 高达20 30cm 特点 降糖最快 每天降糖1 1 5Bx 品温最高达9 此时应注意降温 特点 品温每天下降0 4 0 9 日耗糖为0 5 0 8Bx 落泡期约为2d 1 糖的发酵 杂醇油的生成杂醇油 高级醇的总称 其中 异戊醇 苯乙醇 乙酸乙酯 乙酸异戊酯以及乙酸苯乙酯构成了啤酒的主要香味成分 但啤酒中杂醇油含量过高 饮用后有头痛感 2主发酵过程中的物质变化 酒精与CO2的生成麦汁中80 的可发酵性糖经酵母作用生成酒精 二氧化碳和其他付产物 醇 醛 酸 酯 羰基化合物的生成 包括醛类和酮类 主要为乙醛和双乙酰 乙醛 含量超过界限值时 啤酒呈粗糙的苦味 且有辛辣的腐烂青草味 乙醛 双乙酰 硫化氢三者构成嫩啤酒固有的生青味 双乙酰 其含量多少是啤酒口味成熟的重要标志 当啤酒中的双乙酰含量超过限量值时 会有馊饭味 有机酸的形成 主要有乙酸 乳酸 琥珀酸 柠檬酸等 对啤酒的香气和口味有一定的影响 酯类的形成 酯类多为芳香成分 啤酒中的酯含量随少 但对啤酒风味影响很大 通常啤酒中的酯含量在25 50ppm 2 含氮物质的变化 3 含硫化合物的形成 三 后发酵 又称啤酒后熟 储酒 将主发酵后并除去多量沉淀酵母的发酵液送到后发酵罐内 这个过程叫下酒 上面下酒 把酒液经管道从储酒灌的上口注入 下面下酒 操作 从后酵罐的下口进酒 采用CO2背压 特点 避免酒液过于骚动而吸氧过多 减少CO2损失 缩短澄清时间 2 后发酵的管理 酒龄 后发酵的周期 对12Bx外销酒 其酒龄为60 90d 内销酒为35 45d 操作管理主要为酒龄 温度 罐压及酒质四项指标 具体掌握应啤酒品种 CO2含量 贮酒设备及其能力而异 后酵温度的控制 一般采用先高后低的温度 即前期控制为2 3 后期逐渐降至 1 1 第六节啤酒过滤与包装 一 啤酒过滤 1 棉饼过滤法 棉饼过滤的优点 滤出的酒液澄清透明 稳定性高 棉饼过滤的缺点 制棉饼费时费工 不易实现现代化 石棉对人体有害 采用棉饼过滤前 需要先制备棉饼 即将滤棉漂洗 灭菌 然后加1 5 的石棉压制成棉饼 2 硅藻土过滤法 硅藻土过滤机有板框式 叶片式和环式三种 传统过滤常用板框式硅藻土过滤机 如下图所示 硅藻土过滤的一般系统 1 混酒入口2 加料槽3 搅拌机4 酒回路5 泵6 过滤机7 8 压力表9 12 视镜10 排气阀15 排气阀11 排水管13 压力表14 注射泵16 清酒出口17 预滤回路 3 微孔滤膜过滤法 微孔滤膜是用生物和化学稳定性很强的合成纤维和塑料制成的多孔膜 例如 美国Millipore公司产品是用醋酸纤维 尼龙和聚四氟乙烯为主体的 膜厚150nm 德国Gelmen公司以聚乙烯碳酸盐为主体 用尼龙66补强 膜厚131 135nm 开孔率约80 下面为几个产品型号的规格 啤酒过滤可用1 2nm孔径 生产能力为 20 22 103L h 膜寿命为 5 6 105L 应用 此法多用于精滤生产无菌鲜啤酒 先经离心机或硅藻土过滤机粗滤 再入膜滤除菌 薄膜先用95 热水杀菌20min 杀菌水则先用0 45nm微孔膜过滤除去微粒和胶体 用无菌水顶出滤机中杀菌水 加压检验 合格后 开始过滤 微孔过滤的优点 可以直接滤出无菌鲜酒 生产生物稳定性较高的啤酒 二 啤酒包装 1 包装容器的质量要求 啤酒是一种酸性的含有CO2的不稳定胶体溶液 作为啤酒的包装容器 至少应符合以下条件 1 能承受一定压力 即能承受不低于1 76MP的压力 2 能方便地密封 3 能耐受一定的酸性 4 能防止成品因日光照射而变性 2 桶装啤酒 1 洗桶 2 装桶 先用高压水冲洗桶的内 外部 在用蒸汽在桶内灭菌10 15min 或用70 75 热水灭菌30min 然后将热水放出 沥干 待少冷后送装酒室 桶盖用清水刷洗后 在80 以上热水中浸泡15min 取出后送装酒室 装酒室的温度在0 5 贮酒槽内通CO2保持恒压40 50Pa 有人工装酒和机械法装酒 3