啤酒生产技术 啤酒发酵市公开课一等奖省名师优质课赛课一等奖课件

第五章啤酒发酵啤酒生产技术

第一节啤酒酵母麦汁经啤酒酵母发酵作用后，便酿制成啤酒。啤酒生产中利用微生物，主要是纯粹培养啤酒酵母。用于啤酒酿造酵母主要有以下一些菌种:

啤酒酵母啤酒酵母（Ｓaccharomycescerevisiae）又称酿酒酵母，是发酵工业中最惯用酵母菌，属酵母属酵母。

葡萄汁酵母葡萄汁酵母（SaccharomycesuvarumBeijerinek）也属于酵母属酵母。

卡尔斯伯酵母卡尔斯伯酵母（Sac.CarlsbergensisHansen）是啤酒酿造业中经典下面发酵酵母。

另外还有裂殖酵母、汉逊酵母、假丝酵母等。

现在，大型啤酒厂（集团）都有自己专用酵母菌种。

一、啤酒酵母形态和菌落（一）啤酒酵母菌形态啤酒酵母细胞呈圆形或卵圆形,其形状和大小决定于菌龄及环境条件。普通地，成熟细胞大于幼龄细胞，液体培养细胞大于固体培养细胞。（二）酵母菌菌落啤酒酵母在麦芽汁固体培养基上生长，菌落为有光泽乳白色，不透明，菌落表面光滑、湿润及黏稠，边缘整齐。在固体培养基上生长时间较久后，外形逐步生皱及变干，颜色变暗。啤酒酵母菌落普通都比较厚，易被挑起。啤酒酵母在液体培养基中生长时，因产生大量二氧化碳而使液体表面产生泡沫，大量细胞悬浮在培养液中。在培养后期，不一样酵母表现出不一样特征：上面酵母悬浮在液体表面，形成一厚菌层；下面酵母则沉于容器底部。二、啤酒酵母细胞内主要酶类及其性质啤酒酵母体内主要酶类酶种类作用最适作用条件麦芽糖酶水解麦芽糖为2分子葡萄糖，啤酒酵母细胞内含量丰富，细胞外活动能力有限最适温度为35℃，最适pH为6.1～6.8蔗糖酶也称转化酶，能将蔗糖水解成葡萄糖和果糖，为胞内酶最适温度为55℃，最适pH为4.2～5.2棉子糖酶水解棉子糖为果糖和蜜二糖。啤酒酵母均含有此酶最适pH为4.0～5.0蜜二糖酶水解蜜二糖为葡萄糖和半乳糖，下面酵母含有此酶最适温度为42℃，最适pH为6.5酒化酶酵母酒精发酵系列酶类，为胞内酶。能将葡萄糖等单糖转化为乙醇和CO2，其中包含磷酸转移酶、氧化还原酶、异构化酶等蛋白质分解酶为胞内酶，分解蛋白酶、多肽酶、二肽酶等。如蛋白酶A是酵母自溶主要原因。死酵母在温度较高时将发生自溶现象

另外，酵母细胞内还含有肝糖酶、辅酶Ⅰ、辅酶Ⅱ、辅酶A、ATP、ADP、AMP以及各种维生素等，它们在酵母本身新陈代谢过程中起着主要作用。三、啤酒酵母营养啤酒酵母细胞只有处于适合生长环境中，如适宜温度、pH、通风等，并不停从环境中吸收各种营养物质，细胞才能进行正常生命活动或代谢活动。啤酒酵母需要营养物质有水分、碳水化合物、含氮化合物、矿物质、生长因子等。（一）水分啤酒酵母细胞内主要成份是水，啤酒酵母生长繁殖也必须有水。水是细胞质胶体结组成份，并直接参加代谢过程中许多反应。另外水还能够起到调整细胞温度作用。（二）碳水化合物在适当环境下，许多酵母都能利用外界供给各种不一样单糖和低聚糖，还可利用细胞内贮存物质，如糖原和海藻糖等。啤酒酵母培养基质是麦芽汁，其含有各种可发酵性糖，如葡萄糖、果糖、麦芽糖、蔗糖、蜜二糖、棉子糖等。单糖能够直接被啤酒酵母利用，双糖和多糖必须先分解为单糖后才能被酵母同化。各种糖类利用次序为：葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖和麦芽三糖。

(三)含氮化合物氮是组成啤酒酵母蛋白质和核酸主要元素，也是细胞质主要成份，是酵母生长繁殖必需营养物质。麦汁中含氮物质分为可吸收和不可吸收，氨基酸是最主要可吸收氮源。啤酒酵母主要是利用氨基氮，而硝酸盐和亚硝酸盐则不能被利用。(四)矿物质除了适当碳源和氮源外，酵母生长还必需磷、钾、镁、锌、铁和铜等矿物质。依据细胞对矿物质需求量大小，矿物质可分为主要元素和微量元素。

主要元素包含钾、钠、磷、硫、镁、钙等，这些元素是细胞结构物质组成成份，另外还参加了细胞膜对物质运输、能量转移以及控制细胞质胶态等各种生理活动，所以需求量比较大，各有其作用。

微量元素酵母对各种微量元素需要量极小，普通为0.1mg/L左右。微量元素与酶活动亲密相关，它们或是酶活性基成份，或是酶激活剂。（五）生长因子普通生长因子包含氨基酸、嘌呤、嘧啶、B族维生素等，如硫胺素（维生素B1）、核黄素（维生素B2）、烟酸（维生素B3）、烟酰胺（维生素B5）、吡哆素（维生素B6）、叶酸（维生素B11）等。它们是组成各种酶活性基成份，对维持正常酶活性含有主要作用。四、啤酒酵母生长与繁殖（一）酵母成长酵母成长先后经历以下五个阶段，如图5所表示。Ⅰ-延滞期Ⅱ-对数生长久Ⅲ-减速期Ⅳ-稳定时Ⅴ-死亡期1.延滞期刚才接种酵母要适应新环境，会出现一个细胞数量不增加阶段，称为延滞期。延滞期长短与微生物本身情况及培养基性质相关。2.对数生长久延滞期结束后，酵母适应了新环境，细胞进入快速繁殖对数生长久。在此阶段，细胞以最快速度进行生长和繁殖，生长速度不变，细胞数几乎呈直线上升。3.减速期伴随细胞生长繁殖，可能会产生一些底物浓度不足、有害物质不停积累、氧供给不足或酵母菌生长空间不够等原因，这些原因会造成细胞繁殖速度减慢，进入减速期。4.稳定时经过减速期后，细胞生长会逐步停顿，生长曲线趋于平稳，进入稳定时。活细胞总数量在稳定时保持恒定，可能是分裂产生新细胞与死亡细胞数量相等，或者是细胞仅仅是停顿分裂而依然保持代谢活性。5.死亡期伴随营养物质消耗和有害物质积累而造成环境条件不停恶化，造成活细胞数量不停下降，细胞生长进入死亡期。（二）啤酒酵母繁殖酵母菌繁殖方式可分为无性繁殖和有性繁殖两大类。无性繁殖包含芽殖、裂殖和无性孢子繁殖等，啤酒酵母主要以芽殖为主。有性繁殖主要是产生子囊孢子。在正常营养情况下，啤酒酵母主要是无性繁殖。五啤酒酵母种类（一）上面啤酒酵母和下面啤酒酵母依据发酵结束后酵母细胞在发酵液中存在状态不一样，将啤酒酵母可分为上面酵母和下面酵母。1.上面酵母特征上面酵母特征:①细胞呈圆形；②多数酵母集结在一起；③轻易形成子囊孢子；④最适发酵温度为20～25℃；⑤发酵时间为5～7天；⑥可发酵1/3棉子糖，不能发酵蜜二糖；⑦发酵度较高；⑧发酵终了时大量酵母细胞悬浮于液面。

2.下面酵母特征下面啤酒酵母特征:①细胞呈圆形或卵圆形；②普通不形成子囊孢子；③最适发酵温度为6～10℃，发酵度较低；④发酵时间为8～14天；⑤可发酵全部棉子糖；⑥发酵结束时，大部分酵母因凝聚而发生沉淀。下面酵母发酵法虽出现较晚，但较上面酵母更盛行。世界上多数国家采取下面酵母发酵啤酒，我国也是全部采取下面酵母发酵啤酒。上面酵母与下面酵母比较性能上面酵母下面酵母发酵温度/℃15～255～12真正发酵度/%较高（65～72）较低（55～65）对棉籽糖发酵发酵1/3全部发酵细胞形态圆形，多数细胞集结在一起卵圆形，细胞分散（二）凝聚酵母和粉状酵母凝聚性是啤酒酵母主要特征之一，依据凝聚性强弱啤酒酵母可分为凝聚性酵母和粉状酵母。1.凝聚性酵母特征①发酵早期酵母分散在发酵液中；②在发酵过程中，酵母比较轻易凝聚在一起，或浮在液面上或沉淀在底部；③在发酵结束时，酵母能很快凝聚形成坚固沉淀或在液面形成比较致密酵母凝聚层；④酵母比较轻易与发酵液分离，使发酵液澄清速度比较快；⑤发酵度相对较低。

2.粉状酵母特征①因为凝聚性较弱，在整个发酵阶段酵母都是分散在发酵液中，不易发生凝聚现象；②即使在发酵结束后，酵母细胞依然悬浮在发酵液中，极难沉淀；③发酵液澄清比较困难；④因为酵母细胞长久悬浮在发酵液中，所以发酵度相对较高。六、啤酒酵母选育啤酒酵母选育是啤酒生产过程中第一个主要步骤，只有性能优良啤酒酵母才能酿造出质量上乘啤酒。（一）优良啤酒酵母基本要求1.能有效地从麦汁中摄取所需要各种营养物质，发酵速度较快；2.除了能代谢产生二氧化碳和酒精外，还能产生赋予啤酒良好风味其它代谢产物；3.发酵完成后，能顺利地从发酵液中分离，使发酵液较快澄清。

（二）影响啤酒酵母性能主要原因1.环境条件①麦汁组成；②发酵温度；③发酵容器结构及形状；④通风量（有氧条件下进行生长繁殖，厌氧条件下进行发酵产生酒精）等。2.遗传因子啤酒酵母性能还受遗传因子控制，所以经过改变其遗传特征，能够取得性能优良生产菌株。（三）啤酒酵母选育主要路径1.从若干现有菌种中直接筛选目标菌株企业进行直接筛选主要是指从现有啤酒酵母菌种中，筛选出一株比较理想菌种。（1）菌种筛选时应考虑主要原因菌种筛选时，应同时考虑各种原因:①发酵速度；②发酵度；

③酵母凝聚性；④酵母生长速度；⑤酵母稳定性；⑥产生风味物质等。（2）啤酒酵母菌种普通筛选程序30～50株菌株→150mL发酵试验→发酵力、酵母收获量和凝聚性比较（筛选出12株）→500mL发酵试验重复4次→发酵力、收获量、凝集性、酵母活性、风味物质分析（选出4株）→1L发酵试验→扩大规模试验→选择1～2株。也可经过直接筛选方法从现有酵母样品中分离出含有某种特殊性能菌株。2.诱变育种利用各种化学诱变剂或采取物理诱变方法（如紫外线照射），均可取得改变遗传特征变异菌株。因为诱变剂能使遗传物质分子结构发生改变，从而使啤酒酵母遗传性状发生向好方向或坏方向可遗传改变。经过诱变及筛选，可取得遗传性能改变有利于啤酒生产新菌株，比如产硫化氢、双乙酰和脂类少新菌株。3.原生质体融合利用原生质体融合进行基因重组，两株亲株整套基因组进行接触，可随机发生各种染色体交换，产生各种基因组合融合细胞，也就产生了各种基因组合重组体。4.基因工程方法应用基因工程技术改造啤酒酵母菌种，以实现提升啤酒酵母性能：如增加啤酒酵母利用物质范围；提升分泌β-葡聚糖酶能力，降低麦汁黏度；提升啤酒风味稳定性等。七、啤酒酵母保藏性能优良啤酒酵母是啤酒生产企业主要生物资源，必须妥善保藏。若保藏不妥，不但会使酵母混杂、衰老，还会使酵母退化、变异，甚至死亡，直接影响到啤酒生产。啤酒酵母保藏首先应挑选性能优良纯种，其次要创造一个适合其长久休眠环境条件，如低温、缺氧、干燥、避光及添加保护剂等，这么既可尽可能降低其新陈代谢作用，还可预防发生变异。啤酒酵母保藏有两种情形，即纯种原菌保藏和生产用菌保藏。

（一）纯种原菌保藏惯用纯种原菌保藏方法有固体斜面保藏、液体试管保藏、液体石蜡斜面保藏、真空冷冻干燥保藏等方法。啤酒生产企业大多采取前两种方法，因为这两种方法操作比较简单。1.固体斜面保藏固体斜面保藏采取麦芽汁固体培养基或MYPG固体培养基（0.3%麦芽浸出物，0.3%酵母浸出物，0.5%蛋白胨，1%葡萄糖，2%琼脂）。2.液体试管保藏液体试管保藏采取培养基是10%～12%麦芽汁或10%蔗糖溶液。将待保留啤酒酵母接种于固体培养基或液体试管中，20～25℃培养一段时间，待酵母生长出菌落或到达一定细胞浓度后，放入4℃冰箱保留，每隔一定时间移植一次（固体斜面间隔3～4个月，液体试管间隔1～2个月）。为了预防酵母活力下降，必须确保严格执行定时移植。在菌种保藏过程中，最好每年对原菌筛选一次，以确保保藏是纯种，而无变异细胞存在。（二）生产现场酵母保藏1.汉生罐保藏法汉生罐是啤酒厂用于酵母扩大培养时广泛使用设备，也可用于生产现场酵母菌种保藏。汉生罐保藏菌种特点是:①在纯种酵母扩大培养后，将75%～85%酵母投入增殖罐进行扩大培养，剩下酵母再次添加经灭菌麦汁，在2～4℃保温培养；②若保藏方法得当，能够连续多年不换菌种；③保藏方法简单易行；④不需额外设备；⑤节约时间；⑥酵母一直保藏在生产现场麦汁中，发酵力也一直保持旺盛状态，随时可进行扩大培养。

2.压榨酵母保藏法洗涤后酵母泥经压榨去水后制成固体小块，在低温下保留。为了防止酵母活性受到损失，对酵母进行压榨处理时，必须在低温下进行。压榨后酵母能够加适量冰水或置于等量2%磷酸二氢钾溶液中，这么能够延长保藏时间。

3.泥状酵母保藏法将洗净酵母泥浸泡在0～2℃无菌水中，定时更换无菌水，能够实现短时间保留；4.发酵液保藏法将发酵到达高峰期发酵液取出一部分，快速冷却至2～4℃保留。八、活性干酵母及应用应用活性干酵母生产啤酒，也有一定使用范围，主要包括微生物活化培养等操作，在微生物课程中有相同教学，这儿就不作详细介绍了（自阅）。第二节啤酒酵母扩大培养生产上使用啤酒酵母必须经过纯种扩大培养，使细胞数量到达一定要求后再用于啤酒发酵。啤酒酵母扩大培养分为两个阶段:

试验室扩大培养阶段；

生产现场扩大培养阶段。一﹑试验室扩大培养工厂试验室扩大培养一个工艺流程为：斜面试管→富氏瓶或液体试管培养→巴氏瓶或小三角瓶培养→卡氏罐培养→汉生罐。1.试管斜面普通是啤酒工厂保藏纯粹原菌或由科学研究机构和菌种保藏单位供给。2.液体试管培养富氏瓶内盛麦汁10mL，灭菌后备用。将种酵母用接种针或巴氏滴管接种于富氏瓶中，在25～27℃保温箱中培养2～3d，天天定时摇动，使沉淀酵母重新分布到培养基中。富氏瓶小而高，轻易倾倒，使用不便，可用20mL试管代替。同种酵母每次培养2～4支试管，扩大时加以选择。

3.巴氏瓶培养取500～1000mL巴氏瓶，加入250～500mL麦汁，加热煮沸，使瓶内蒸汽从侧管喷出，30min后，吸去弯管内凝结水，塞上棉塞，冷却备用。

在无菌室内，将已经培养成熟富氏瓶或试管酵母液由侧管接种入巴氏瓶中，在25℃保温箱中培养2天，天天检验培养情况。为了使啤酒酵母能逐步适应低温环境，可将培养温度适当调整到20℃左右，但培养时间也对应延长至3天左右。巴氏瓶也可用三角瓶或平底烧瓶代替。4.卡氏罐培养卡氏培养罐如图所表示，容量普通为10～20L，加入5～10L麦汁，加热煮沸灭菌，冷却备用。在加热灭菌时，先拔去侧管玻璃塞，使蒸汽从侧管和弯管喷出30min，停顿加热，然后塞上玻璃塞，吸去弯管内冷凝水。麦汁中增添1L无菌水，以补充水分蒸发。卡氏罐普通接入1～2个巴氏瓶酵母液，摇动混合均匀后，置于15～20℃保温3～5d，即可进行扩大培养，或供约100L麦汁发酵用。卡氏培养罐如图所表示，容量普通为10～20L。1-无菌空气过滤器2-取样阀3-带橡皮膜接种头4、5-螺纹密封圈6-手柄5.试验室扩大培养技术要求①应按无菌操作要求对培养用具和培养基进行灭菌；②每次扩大稀释倍数约为10倍左右，天天定时摇动培养器皿，使沉淀酵母重新分布到培养基中，促进溶氧；③每次移植接种后，要镜检酵母细胞发育情况；④伴随每阶段扩大培养，培养温度要逐步降低，以使酵母逐步适应低温发酵；⑤每个扩大培养阶段，均应做平行培养：试管4～5个，巴氏瓶2～3个，卡氏罐2个，然后选优进行扩大培养。二、生产现场扩大培养（一）生产现场扩大培养工艺流程生产现场扩大培养一个工艺流程为：汉生罐培养→酵母一级增殖罐培养→酵母二级增殖罐培养→（→酵母三级增殖罐培养）→接种进发酵罐1.汉生罐扩大培养

汉生罐是酵母扩大培养中一个小型培养罐。由不锈钢材料制成，容积为200～300L或更大。均设有夹套，可用于杀菌、冷却和保温。罐内装有手摇搅拌器用以通气搅拌，罐侧有一根液位管，管上连接空气过滤器，用以过滤空气。罐上部有一排气管，排气管下端置于酒精水中密封，预防空气污染，罐中部有酵母接种口和温度计。新型酵母培养罐是在汉生培养罐基础上加以改进，并结合自动控制技术制成，其结构如图所表示。

新型酵母培养罐1-喷淋洗球2-二级空气过滤器3-视镜4-压力表5-人孔6-压力/真空呼吸阀（带空气无菌过滤）7-取样口8-温度传感器9-可关闭排气阀汉生罐培养系统操作关键点：①冷却后麦汁进入麦汁杀菌罐内，向杀菌罐蛇管或夹套中通入蒸汽，在0.08～0.10MPa气压下，保温灭菌60min。杀菌后在夹套和蛇管中通入冰水冷却，并以无菌空气保压，将麦汁冷却到10～12℃时。②麦汁杀菌同时，汉生罐进行空罐杀菌，通入蒸汽，打开排汽阀，接种阀处不停排出蒸汽，空罐杀菌1h后，通入无菌空气保压，并在夹套内通冷却水冷却备用。③从麦汁杀菌罐出口排出部分冷凝物，再用无菌压缩空气将麦汁压入汉生罐内。④卡氏罐排料口和汉生罐接种管用酒精灭菌后连接，用无菌压缩空气将卡氏罐中酵母液压入汉生罐，通无菌空气5～10min，保持温度10～13℃，培养36～48h左右，在此期间每隔数小时通风10min。当汉生罐培养液进入旺盛发酵期时，边搅拌边将85%左右酵母培养液移到已灭菌下一级酵母扩大培养罐中，追加麦汁，最终逐层扩大到一定数量，供生产现场发酵用。⑤汉生罐仍保留15%左右酵母液，再加入灭菌冷却麦汁，待起发后，冷却至2～4℃保种，准备下次扩大培养用。保留种酵母室温普通控制在2～3℃，罐内应保持0.02～0.03MPa正压，预防空气进入造成污染。⑥汉生罐内保留酵母种，应每个月换一次麦汁，并检验保留酵母是否正常，是否污染和变异。正常情况下此种酵母可连续使用六个月左右。

2.酵母一级增殖罐培养管道和培养罐经严格灭菌后，接入汉生罐培养液，并添加13～15℃麦汁2500L，72h培养后将培养液移至二级增殖培养罐。3.酵母二级增殖罐培养酵母一级增殖罐培养液移至二级增殖罐罐后，添加9～11℃麦汁10000L，72h培养后移入发酵罐接种。（二）生产现场扩培工艺控制1.生产现场扩大培养所用麦汁应满足酵母生长繁殖需要。因为生产现场扩大培养所需培养基用量很大，普通使用大生产麦汁。在整个扩大培养过程中，要严格无菌操作，预防杂菌污染。所以，要定时对酵母生长繁殖情况进行镜检，发觉异常，及时处理。

2.为了缩短酵母生长延滞期，扩培时在酵母对数生长久移植，以确保酵母细胞在移植后能快速繁殖，还能够大大缩短培养时间。3.为了使酵母逐步适应低温发酵，扩大培养温度应逐步降低。但每一步扩培降温幅度不能太大，以免影响细胞活性。4.培养基中氧含量对酵母繁殖起着非常主要作用，所以在生产现场扩大培养过程中要不停地向麦汁中通风供氧。汉生罐溶解氧控制水平为6.0mg∕L，一级增殖罐为4～5mg∕L,二级增殖罐为3～4mg∕L。5.各级扩大稀释倍数不宜过高,因为伴随温度降低，酵母增殖时间不停延长，这就增加了污染杂菌机会，所以稀释倍数普通以1∶5为宜。这就要求酵母经过多级繁殖，繁殖罐级数应依据现场实际生产情况而定，普通要经过两级以上繁殖罐扩大培养。三、扩大培养过程中酵母起发迟缓现象在实际生产中，有时会碰到这种情况，追加麦汁后酵母起发尤其迟缓，甚至经过2～3天仍无起发迹象。针对这种情况，首先要检验麦汁组成是否正常，尤其是-氨基氮含量是否偏低，温度控制是否合理。同时要取样进行镜检，正常情况下追加1天后，种子罐中酵母出芽率为35%～40%，追加后培养液中酵母细胞数不低于（6～8）×106cfu/mL。并检验酵母细胞死亡率，正常情况下死亡率不高于1%。必要时还要检验培养液是否染了杂菌，若已染菌，则果断弃之不用。方法是将培养液升温至80℃以上，保持60min，冷却后排放，并对全部管路及设备彻底灭菌，经检验到达无菌条件后方可重新进行扩大培养。若未发觉杂菌感染，则可适当增加通风量，如经10～16h仍未起发，可补加一定数量前一步处于增殖旺盛培养液，普通在补加后12h即可起发，同时要继续跟踪检验。四、啤酒酵母质量检验

（一）形态检验液态培养中优良健壮酵母细胞应含有均匀形状和大小，平滑而薄细胞壁，细胞质透明均一；年幼少壮细胞内部充满细胞质；老熟细胞出现液泡，内贮细胞液，呈灰色，折光性强；衰老细胞中液泡多，内容物多颗粒，折光性较强。

生产上使用酵母普通死亡率应在3％以下，新培养酵母死亡率应在1％以下。镜检中，不应有杂菌污染。(二)生理特征检验1.凝聚性啤酒酵母凝聚性普通用本斯值（Burns）来表示。（测定方法就不作介绍了，可自查资料）。凝聚性强酵母含有以下特点：①从发酵液中分离早；②沉淀速度快；③在发酵液中细胞密度低；④发酵速度慢；⑤发酵度低；⑥双乙酰还原慢。凝聚性弱酵母特点是：①与发酵液分离较晚；②在发酵液中细胞密度高；③沉淀速度慢；④发酵速度快；⑤发酵度高；⑥双乙酰还原较快；⑦回收酵母量少；⑧滤酒困难。所以,在啤酒酵母选育菌种时，要求酵母凝聚性适中，既能到达较高发酵度，又沉淀坚固，轻易分离。２.发酵度发酵度可反应酵母对各种可发酵性糖利用程度。不一样啤酒酵母发酵度是不一样，但普通都有其基本稳定发酵度，所以能够经过发酵度判断酵母是否变异或退化。在正常情况下，啤酒酵母外观发酵度普通为75％～87％，真正发酵度为60％～70％，外观发酵度普通比真正发酵度约高20％。(发酵度计算方法在此不予介绍，可自查资料）

3.发酵速度发酵速度又称降糖速度，以天天发酵液外观浓度改变来表示。发酵速度与酵母品种相关，不一样酵母发酵速度相差很大。在相同条件下，发酵速度快菌株不但能缩短酒龄、pH值降低快，还有利于酿制淡爽型啤酒，同时也有利于提升啤酒稳定性。（发酵速度测定方法教材上有介绍，也可自查资料）4.死灭温度死灭温度是指啤酒酵母不能正常生长繁殖最高温度，每一酵母菌种在特定条件下都有其死灭温度，普通为52～53℃。若死灭温度升高，则说明酵母发生了变异或污染了野生酵母。5.产孢子能力普通啤酒酵母产孢子能力极弱，而野生酵母含有很好产孢子能力，能形成三孢或四孢子囊。所以，产孢子能力能够作为判断酵母是否污染指标之一。6.酒风味不一样啤酒酵母菌株，其发酵代谢产物不尽相同，因而酒风味也不一样。理想啤酒酵母应该是啤酒风味保持一致，假如产生异味或怪味，那就要检验酵母是否变异或染菌。

（三）酵母死亡及自溶酿造过程受许多环境原因影响，会有一部分酵母死亡，甚至产生自溶。当啤酒中有5%以上啤酒酵母自溶时，啤酒会产生显著酵母味、苦味和涩味。影响酵母自溶主要原因（补充）1.麦芽汁组成若麦汁中α-氨基氮、可发酵性糖缺乏，pH、无机盐及生长素等营养成份不合理，会造成酵母营养缺乏、代谢迟缓、提前衰老，从而引发酵母死亡及自溶。2.溶解氧当麦芽汁中溶解氧不足时，啤酒酵母增殖率下降，新增强壮啤酒酵母降低，易造成酵母细胞衰老、死亡及自溶。在汉生罐或啤酒酵母贮存罐保留酵母时，酵母过多接触氧，也可能会加剧酵母死亡及自溶。3.酵母添加量增殖罐或发酵罐中满罐酵母数过高（大于2.8×个/mL），麦芽汁中α-氨基氮快速被同化，会造成新增酵母数量过低，后期缺乏营养，酵母极易衰老死亡及自溶。4.温度在低温条件下，酵母也会发生自溶，只不过是自溶速度迟缓。伴随温度上升，啤酒酵母自溶增加。发酵液温度忽高忽低，后酵时升温，都会促进啤酒酵母退化，增加死亡率及自溶。5.压力发酵液封罐压力过高，会造成一些酵母细胞死亡自溶。6.杂菌发酵液中野生酵母及细菌等杂菌入侵必定使啤酒酵母受到伤害，造成较高死亡率和自溶。7.冲洗时间增殖罐、发酵罐用含氯水等杀菌后，若用清水冲洗时间过短（15min以内），氯离子浓度会超出100mg/L，易使啤酒酵母早衰自溶。普通杀菌后应用清水冲洗时间应达40min以上。8.代数较高酵母泥用作种酵母，带入部分衰老、死亡酵母，也增加了酵母自溶机会。

第三节啤酒发酵机理向冷却后麦汁中接种酵母，便开始进入发酵过程。在整个发酵过程中，酵母先后经历有氧呼吸、无氧发酵两个阶段。啤酒发酵过程巧妙地利用酵母在有氧和无氧情况下不一样特征，在发酵开始时，酵母在含有溶解氧麦汁中大量繁殖并积累能量，以确保在无氧条件下进行酒精发酵所需要酵母量和能量。

一、糖类物质改变在麦芽浸出物中，糖类物质约占90%。各种糖类组成及含量以下表所表示。酵母细胞普通能够利用单糖、双糖和寡糖，但不能利用多聚糖、淀粉、纤维素等高分子聚合物。

糖类含量/%糖类含量/%葡萄糖和果糖蔗糖麦芽糖10545～50麦芽三糖寡糖10～1520～25

在啤酒发酵过程中，约有96%可发酵性糖转化成乙醇和二氧化碳；1.5%～2.5%合成新细胞碳骨架；2.0%～2.5%转化成其它发酵副产物，如甘油、琥珀酸、高级醇、乙醛、双乙酰、乙酸、乙酸乙酯等，这些物质即使含量很小，但对啤酒风味和口味影响很大。

二、含氮物质改变麦汁中含有氨基酸、肽类、蛋白质、嘌呤、嘧啶及其它各种含氮物质。

在发酵早期，啤酒酵母必须吸收麦汁中含氮物质来合成酵母细胞本身蛋白质、核酸和其它含氮化合物，以满足本身生长繁殖需要；发酵过程中，酵母也不停分泌出一些含氮物质；另外，一些凝固性蛋白质、蛋白质－多酚物质复合物会伴随pH、温度降低而从发酵液中沉淀出来，有些少许蛋白质颗粒还会吸附在酵母细胞表面。所以，在啤酒整个发酵过程中，麦汁中含氮物质总体上约降低1/3，降低部分主要是部分氨基酸和低分子肽类物质。啤酒中最终残余含氮物质对啤酒风味影响很大，只有当含氮量高于450mg/L时，啤酒才显得醇厚。三、发酵副产物形成与分解麦汁经过酵母发酵除生成乙醇、二氧化碳等主要代谢产物外，还产生一系列代谢副产物。即使这些副产物数量较少，但它们对啤酒风味及口味影响很大。（一）高级醇类高级醇类是啤酒发酵代谢副产物主要组分之一，对啤酒风味含有重大影响。啤酒发酵过程中形成高级醇，以异戊醇含量最高，占高级醇总量50％以上，其次为活性戊醇、异丁醇和正丙醇。其中对啤酒风味影响最大是异戊醇和α-苯乙醇，它们和醋酸乙酯、醋酸异戊酯及醋酸苯乙酯是组成啤酒香味主要成份。

（二）酯类啤酒中酯类大部分是在主发酵期间生成，即使它们含量很小，但对啤酒风味影响很大。酯类物质主要是在酵母细胞内合成，形成低分子酯经过细胞膜渗透到发酵液中，而高分子酯则被细胞吸附，滞留在细胞内。挥发性酯类物质是啤酒香味主要起源，适量乙酸乙酯、乙酸异戊酯和乙酸苯乙酯能给啤酒增加酯香味和酒香味，过量则对啤酒风味不利。在啤酒贮藏期间，因为酯化反应，会使啤酒中酯含量升高，如乙酸乙酯和乙酸异戊酯含量约增加10％。贮藏啤酒酯含量约为25～50mg/L。(三)醛类啤酒中已经检出醛类有50余种,如甲醛、乙醛、丙醛、异丁醛、正丁醛、异戊醛、正庚醛、正辛醛、糠醛等，他们来自麦汁煮沸时美拉德反应，或是由醇类还原生成。其中乙醛对啤酒风味影响最大。

乙醛是啤酒发酵过程中产生主要醛类。在发酵前期大量生成乙醛，伴随发酵不停进行，会被乙醇脱氢酶还原为乙醇而浓度不停降低。乙醛是一个带有生青味物质，影响啤酒口味成熟。当啤酒中乙醛含量超出口味阈值时，会给人以不愉快粗糙苦味感觉。若啤酒中乙醛含量过高，还会有一个辛辣腐烂青草味。当乙醛与双乙酰、硫化氢共存时，能形成嫩啤酒固有生青味。成熟优质啤酒中乙醛含量普通在8mg/L以下。（四）酸类啤酒中酸类物质是啤酒呈味物质，适量酸能赋予啤酒爽口感觉。若酸缺乏会使啤酒粘稠、不爽口；过量酸会造成啤酒口感粗糙、不柔和。经过酵母细胞形成有机酸主要有两个路径：一是酵母利用麦汁中氨基酸转化而来，氨基酸在酶作用下脱去氨基后形成有机酸，啤酒中大部分有机酸都是经过这种路径产生；另一个路径是酵母在有氧呼吸阶段，经过糖代谢过程形成有机酸，这些有机酸包含丙酮酸、-酮戊二酸、乳酸、苹果酸、琥珀酸、柠檬酸、酒石酸等。因为酸类物质对啤酒口味、风味影响很大，所以，各国均对啤酒中总酸提出了最高含量要求。啤酒中含有主要酸类物质以下表所表示。酸类口味阈值(mg/100mL）正常含量(mg/100mL）极限值(mg/100mL）乳酸柠檬酸丙酮酸苹果酸琥珀酸乙酸C3～C124.7--8.7---4～1215153.51462～54018257.040103～10（五）连二酮类连二酮是双乙酰和2，3-戊二酮总称，其中对啤酒风味起主要作用是双乙酰。双乙酰因为其阈值很低，被认为是衡量啤酒成熟是否限制性指标。阈值：人感觉器官所能感受到某种物质最低含量。啤酒成熟指标：双乙酰＜0.10～0.15mg/L。

双乙酰味阈值为0.10～0.15mg/L。在啤酒中超出阈值会出现馊饭味。淡爽型成熟啤酒，双乙酰含量以控制在0.1mg/L以下为宜；高档成熟啤酒最好控制在0.05mg/L以下。

1.连二酮形成与还原双乙酰合成路径简明表示以下：丙酮酸→活性乙醛→α-乙酰乳酸→双乙酰→乙偶姻→2,3-丁二醇

形成双乙酰，在酵母细胞内经过双乙酰还原酶作用被还原为乙偶姻，深入还原为2，3-丁二醇。因为乙偶姻和2，3-丁二醇口味阈值远远大于双乙酰，所以双乙酰还原能消除双乙酰给啤酒带来不愉快气味。2.影响双乙酰形成主要原因（1）酵母菌种不一样菌种双乙酰产生能力和还原能力是不一样。强壮酵母这种能力大于幼期或衰老或营养不良或代数多酵母。（2）麦汁组成研究表明，麦汁成份中α-氨基N降低或缬氨酸（Val）增多，则双乙酰生成量降低。（3）发酵条件发酵时适当提升温度，可提升双乙酰还原速度，促使双乙酰含量快速降低。（4）染菌染菌会造成双乙酰含量增高。（5）酵母自溶酵母自溶后体内α-乙酰乳酸进入啤酒，也会经氧化生成双乙酰。3．降低双乙酰、加速啤酒成熟主要方法（1）酵母选育经过诱变、变异和基因工程等方法，选育形成α-乙酰乳酸量低酵母菌株，以降低双乙酰生成。（2）提升麦汁中-氨基氮水平提升麦汁中α-氨基氮含量，也就对应提升了麦汁中缬氨酸含量。由丙酮酸合成缬氨酸路径能够看出，提升缬氨酸含量，能够降低α-乙酰乳酸合成和积累，相对地也就降低了α-乙酰乳酸分解为双乙酰代谢。（3）调整主发酵酵母接种量和发酵温度研究和实践表明，降低酵母接种温度（5～7℃），适当加大酵母接种量[（15～18）×细胞/mL]，采取主发酵前期低温（9～10℃）发酵，能够降低-乙酰乳酸和一些挥发性风味物质形成。当主发酵外观发酵度达65%左右时，提升主发酵后期双乙酰还原温度（12～13℃，甚至更高一些），并推迟一些升压时间（外观发酵度达70%以上），可防止酵母过早沉降，保持双乙酰还原阶段悬浮酒液中一定酵母密度，有利于加速双乙酰还原，降低酒液中双乙酰含量。

（4）外加α-乙酰乳酸脱羧酶

此酶可使发酵液中双乙酰前驱物质α-乙酰乳酸直接催化分解为乙偶姻，从而快速地降低啤酒中双乙酰含量，促进啤酒成熟并缩短发酵周期。国内市场α-乙酰乳酸脱羧酶品牌很多。此酶可在冷麦汁进罐时添加，也可在发酵过程中添加，还可在清酒中添加。普通多在发酵异常进行补救时采取。

（六）硫化物硫是酵母代谢过程中不可缺乏微量元素，啤酒中含有各种含硫化合物，可分为非挥发性和挥发性硫化物，其中非挥发性硫化物约占94%，而挥发性硫化物仅占6%。非挥发性硫化物主要有SO42-、-S-S-、含硫氨基酸和含硫蛋白质等，它们本身对啤酒风味影响并不大，但却是啤酒中挥发性硫化物起源。

挥发性硫化物主要有硫化氢、甲基硫醇、乙基硫醇、二甲基硫（DMS）、二氧化硫等，它们在啤酒中含量即使很低，但它们特殊气味对啤酒风味影响很大。其中硫化氢、二甲基硫对啤酒风味影响最大。啤酒中挥发性硫化氢大都是在发酵过程中形成。啤酒中硫化氢应控制在0～10μg/L范围内；若啤酒中二甲基硫浓度超出100μg/L，啤酒就会出现硫磺臭味。（七）其它改变1.苦味物质改变在发酵过程中，麦芽汁含氧量越高，酵母繁殖越旺盛，酵母表面以及泡盖中吸附苦味物质就越多。有30%～40%苦味物质在发酵过程中损失。2.色度改变啤酒色度伴随发酵液pH下降，溶于麦芽汁中色素物质被凝固析出，单宁与蛋白质复合物以及酒花树脂等吸附于泡盖、冷凝固物或酵母细胞表面，使啤酒色度有所下降。

3.CO2改变啤酒酵母在整个代谢过程中，将不停产生CO2，一部分以吸附、溶解和化合状态存在于酒液当中，另一部分CO2被回收或逸出罐外，最终成品啤酒CO2质量分数为0.5%左右。

4.pH值改变麦汁发酵后，pH值降低很快。下面发酵啤酒，发酵终了时，pH值普通为4.2～4.4。pH值下降主要是因为有机酸形成，同时也因为磷酸盐缓冲溶液降低。

四、影响发酵主要原因（补充）（一）麦汁成份麦汁成份组成要适宜。α-氨基N含量应达（180±20）mg/L；还原糖含量应为9.5～11.2g/100ml。另外，可发酵性糖与非发酵性糖百分比、高中低分子可溶性氮含量百分比也要有一定要求。不一样阶段溶氧也要有一定要求。（详细数据见第四章麦汁制备）（二）发酵温度啤酒采取变温发酵、低温发酵。低温发酵原因：预防和降低污染；代谢副产物少；酒花香气苦味损失少；酵母自溶少。变温发酵原因：以适应不一样阶段工艺要求。普通分为增殖阶段、主酵阶段、还原双乙酰阶段、后酵阶段。（三）罐压罐压高，啤酒中溶解二氧化碳多，可抑制酵母增殖，代谢副产物形成少。（四）pH主酵阶段，普通控制在pH5～6为宜，以适应酵母发酵需要。（五）代谢产物代谢产物乙醇逐步积累，会逐步抑制酵母发酵作用。第四节啤酒发酵技术一、立式圆筒体锥底发酵罐发酵技术早在20世纪代德国工程师就创造了立式圆筒体锥底密封发酵罐，但因为当初生产规模小而末被引发重视。20世纪50年代，二次大战后各国经济得到快速发展，人们纷纷开始研究新啤酒发酵工艺。经过多年改进，大型锥底发酵罐从室内走向室外。我国从20世纪70年代中期开始采取这项技术。因为露天圆筒体锥底发酵罐容积大、占地少、设备利用率高、投资省，而且便于自动控制，已被啤酒厂普遍采取。（一）立式圆筒体锥底发酵罐结构立式圆筒体锥底发酵罐为耐压容器，通常由不锈钢材料制成，其结构如图所表示。罐身为圆筒体，其直径D与圆筒体高度H之比普通为1∶（5～6）。罐上部为椭圆形或碟形封头，上部封头设有些人孔、安全阀、压力表，二氧化碳排出口，CIP清洗系统入口等。下部罐底为锥形，锥角为60～80°，有利于酵母沉降与排除。1-顶盖2-通道支架3-人孔4-视镜5-真空阀6-安全阀7-自动清洗装置8-罐身9-冷却夹套10-冷媒出口11-冷媒进口12-温度计13-采样阀14-罐底15-压力表16-二氧化碳出口17-压缩空气、洗涤用水进口18-麦汁进口、酵母和啤酒出口1.机械洗涤装置大型发酵罐和贮酒设备都设有机械洗涤装置，普通为CIP自动清洗系统。在罐内设有喷射或喷淋装置，其安装位置为喷出液体能最有力地射到罐壁结垢最严重地方。

2.冷却装置圆筒部分普通采取2～4段夹套式冷却，有圆锥部分也设有冷却夹套，目标是方便酵母冷却及沉淀排出。冷却夹套结构有各种，如扣槽钢、扣角钢、扣半圆钢、冷却层内带导向板、罐外加液氨管、长形薄层螺旋环形冷却管等等，较为理想是长形薄层螺旋环形冷却管。冷媒可用液氨或乙二醇以及20～30%酒精水溶液。3.保温装置罐体保温材料可采取聚氨脂泡沫塑料、聚苯乙烯泡沫塑料或膨胀珍珠岩矿棉等，厚度普通为100～200mm。外部加装保护层，如镀锌板、薄铝板、不锈钢板等。4.自动控制设施立式圆筒体锥底发酵罐容量大，罐身高，其温度、溶氧、工作压力及液位显示等技术参数都可利用自动控制系统来控制。（二）立式圆筒锥底发酵罐安装1.罐体焊接后，罐内壁焊缝必须抛光至Ra小于0.8，抛光方向必须与CIP自动清洗系统水流方向一致；2.设备安装后，罐内及夹套分别进行水压试验，普通为2.94×105Pa；3.冷媒进口管应装有压力表和安全阀，进口冷媒压力应小于1.96×105Pa。排出管上应装有止回阀。如有几条进出、口管，可分别集中于总管中输送；4.对于露天大罐，现场加工后，必须安装于固定支座上，同时考虑防震、保温、抗风等原因；5.罐体圆筒体部分在室外，露天部分应设置操作台，多为两排形式，方便操作。罐体锥部应置于室内，其酒液出口离地面高度以方便操作为宜。洗涤剂贮罐、甲醛贮罐、各类泵和自动控制装置均安装于室内，室内地面及墙面应作一定技术处理，做到防腐、卫生。（a）室外露天部分（b）室内锥底部分（三）立式圆筒体锥底发酵罐操作关键点1.圆筒体锥底发酵罐容量应和糖化设备容量对应配合，通常发酵罐容量为糖化麦芽汁总体积，再加上20%容量。

麦汁从罐底进罐，满罐时间为12～15h。满罐时间过长，啤酒双乙酰产生高峰期会拖长，将会延长整个生产周期。锥底罐容量还需与包装能力相适应，最好能将一罐酒当日包装完，以确保成品啤酒质量。2.酵母添加以分批添加为宜。一次添加酵母，操作比较方便，发酵起发速度快，污染机会少。不过一次添加酵母后，在以后几批麦汁加入时，酵母易移至上层，形成上下层酵母不均匀现象。3.为了使滤酒时罐底部混酒不至于先排出，锥底设一出酒短管，其长度以高出混酒液面为宜，滤酒时使上部澄清良好酒先排出。最终才将底部混酒由罐底出口引出，也有在罐体中部设酒液排出管。

4.假如采取一罐发酵法，酵母回收普通分为三次进行，第一次在主酵完成时进行，第二次在后发酵降温之前进行，第三次在滤酒前进行。前两次回收酵母浓度高，能够选留部分作为下批接种用。留用酵母如不洗涤，可采取循环泵送或通风等方法排除酵母中二氧化碳，使酵母保持良好生理状态。5.出酒时用脱氧水将阀出口及管道充满，以降低氧吸入。出酒后，应马上开启CIP自动清洗系统。

（四）立式圆筒体锥底发酵罐生产工艺一罐法发酵是指将传统主发酵和后发酵（贮酒）阶段都是在一个发酵内完成。这种方法操作简单，在啤酒发酵过程中不用倒罐，防止了在发酵过程中接触氧气可能，罐清洗方便，消耗洗涤水少，省时、节能。当前国内多数厂家都采取一罐法发酵工艺。只介绍一罐法发酵工艺一罐发酵法发酵工艺条件各有差异，只讨论工艺中一些共性问题。（1）麦汁进罐方式因为锥形罐体积较大，需要几批次麦汁才能装满一罐，所以麦汁进罐普通采取分批直接进罐。满罐时间普通控制在10~15h之内，不能超出20h。从罐底进罐。麦汁进入发酵罐后，因为酵母开始繁殖会产生一定热量，使罐温升高，所以麦汁冷却温度应先低后高，最终到达工艺要求满罐温度。通常是将麦汁满罐温度控制在比主发酵温度低2℃左右。（2）酵母添加为提升回收酵母活性、预防酵母快速衰老、降低酵母死亡率、增加酵母使用代数等，酵母接种量通常控制在满罐后酵母细胞数（10～15）×106个/mL。（3）通风供氧麦汁中正常溶解氧浓度为8mg/L左右。在麦汁分批次加入发酵罐过程中，前两批麦汁正常通风，以后几批能够采取少通风或不通风。

（4）发酵温度调整与控制锥形罐啤酒发酵过程中温度调整与控制是非常主要一个步骤。依据发酵过程中温度控制不一样，可将发酵过程分为主发酵期、双乙酰还原期、降温期和贮酒期四个阶段。①主发酵期麦汁满罐并添加酵母后，酵母开始大量繁殖，当繁殖到达一定程度后开始发酵。伴随降糖速度不停加紧，发酵趋于旺盛，产热量增大，温度随之升高，α-乙酰乳酸向双乙酰转化速度加紧。此阶段发酵旺盛，产生大量CO2，并在罐体内形成浓度梯度。刚开始在锥形罐下部酵母浓度高，酵母起发速度快，因而下部CO2浓度高于中上部，而下部发酵液密度低于中上部，造成发酵液由下向上形成强烈对流。伴随发酵液对流速度加紧，升温也快，所以这一阶段应开启上段冷却带，关闭中、下冷却带，既控制发酵产生热量，又确保旺盛发酵。②双乙酰还原期各个啤酒厂糖度要求值各不相同，普通在到达发酵度90%时糖度开始还原双乙酰。

双乙酰还原期温度控制大致可分为三种：第一个是低于主发酵温度2～3℃还原，这种方法还原时间较长，普通为7～10天，酵母不轻易自溶和死亡，啤酒口味很好；第二种是与主发酵相同温度还原，这种方法实际上是不分主发酵和后发酵，还原时间较短；第三种是当前惯用高于主发酵温度2～4℃还原，还原期可缩短至2～4天。采取这种较高温还原方法，就是当发酵液糖度降至要求值时，关闭冷却，使发酵液温度自然升至12℃，同时备压0.12MPa，进入双乙酰还原期。

③降温期伴随糖度继续降低，双乙酰还原至约0.1mg/L以下时，开始以0.2～0.3℃/h速度将发酵液温度降至4℃左右（有直接降温至0℃）。在降温期间，降温速度一定要迟缓、均匀，预防结冰，宁可控制降温时间长一些，也不可将冷媒温度降得太低或降温太快。④贮酒期贮酒期包含温度由4℃降至0℃以及-1～0℃保温阶段。贮酒目标是为了澄清酒液、饱和二氧化碳、改进啤酒非生物稳定性，以改进啤酒风味。这一阶段必须有效地控制低温，逐步使罐边缘与中心、上部与下部温度趋于一致，这么才有利于酒液澄清和成熟，有利于酵母和杂质沉降。操作时，此阶段温度控制需打开上、中、下层冷却夹套阀门，保持三段酒液温度平稳，防止温差改变产生酒液对流，而使已沉淀酵母、凝固物等又重新悬浮并溶解于酒液中，造成过滤困难。这一阶段温度宜低不宜高，严防温度忽高忽低猛烈改变。

(5)酵母回收及排放通常在双乙酰还原结束后，发酵液温度降至4℃左右时回收酵母。为确保充分回收时间，在进行工艺控制时普通在4℃左右保持48h以利于酵母沉降与回收。进入降温期后能重新利用酵母泥也要及时回收。因为此时酵母大量沉积于锥底，会给温度控制带来不便。另外，酵母沉入锥底时间过长，在贮酒时高压下，易引发酵母自溶或死亡，从而会影响成品酒风味。酵母回收方式：有将可回收酵母专门贮存在低温无菌水中，并控制温度不超出2℃。使用时，经过计量装置后排出使用；有将待排酵母直接从发酵罐中排入酵母添加器后再压入麦汁中，进行下一批发酵。在酵母回收时，应对回收酵母定时进行性能测定及生理生化检验。(6)发酵压力控制除发酵温度外，压力也是主要工艺参数，因为控制好罐压能使双乙酰在发酵期内得到有效还原。压力高即使制约了酵母繁殖与发酵速度，但却有利于双乙酰还原，而且能显著抑制乙酸乙酯、异戊醇等口味阕值较底发酵副产物生成。生产中压力控制详细操作方法以下：①主发酵前期因为双乙酰已经开始生成，所以在开始阶段产生二氧化碳和不良挥发性物质应及时排除，这时采取微压（＜0.01～0.02MPa）。待外观发酵度为30％左右，即酵母第一次出芽已全部长成时才开始封罐升压。②当外观发酵度为60％左右时，酵母第二次出芽长成，发酵开始进入最旺盛阶段，此时应将罐压升到最大值。因为罐耐压强和实际需要，罐压最大值普通控制在0.07～0.08MPa。在发酵最旺盛阶段应稳定罐压不变，以使大量双乙酰被还原。另外，较高罐压还有利于二氧化碳饱和。③主发酵后期，双乙酰还原基本结束，所以压力应迟缓下降，直到完成。这么能够预防较大罐压造成酵母细胞内含物大量渗出及对酵母细胞压差损伤。（五）立式圆筒体锥底发酵罐特点1.立式圆筒体锥底发酵罐优点（1）为密闭发酵罐，可作发酵罐用，也可做贮酒罐用。（2）结构上方便酵母回收。（3）易形成对流，方便CO2洗涤，有利于除去啤酒生青味，加速啤酒成熟。（4）因为具备采取加压、升温等操作，生产操作灵活。

（5）有冷却夹套装置，轻易控制发酵温度。（6）便于实现自动控制，符合当代工业要求。（7）灭菌较彻底，杂菌污染机会少，有利于无菌操作。（8）提升酒花有用成份利用率，降低酒花用量。（9）因为大型化，有利于啤酒质量均一化；（10）发酵罐数容量大，罐数降低，总体上降低设备投资。2.立式圆筒体锥底发酵罐缺点及改进办法缺点改进方法①液柱高，发酵后期，CO2在酒内形成浓度梯度，液面和底部酒液CO2浓度相差大尽可能控制罐高度；酒温降至3℃左右时，轻微冲CO2，恢复酒液对流，可缩小CO2浓度梯度②罐体高，酵母不易很快沉降，酒液澄清较慢选择凝集性适中酵母，加强啤酒过滤③罐体高，受酒液静压影响，酵母轻易衰退、死亡自溶选取耐压酵母；控制酵母使用代数，普通4～5代④主发酵，尤其是高温发酵时，因产生大量泡沫，罐有效容积稍低；单罐发酵作为贮酒罐用时，因为嫩啤酒容量少，罐容积利用不够合理在多批麦汁满罐时，最终1～2批麦汁可不通风，降低泡沫；贮酒时空容，可经过添加高泡酒，或利用其它罐酒液，填补处理⑤一次性投资、造价对应高一些生产费用较低，能够抵偿这方面不足

（六）一些常见发酵方式及工艺（补充）1.低温发酵-低温后熟接种温度6~7℃,发酵最高温度为9℃。边发酵,边进行双乙酰还原,直至双乙酰降至要求要求。到达最终发酵度时,排放酵母。降温至-1℃，贮酒保持7～10天。贮酒中，排放1次酵母，进行强烈CO2洗涤，保持罐内酒液上下温度基本一致。

2.低温发酵-高温后熟6℃麦汁进罐，8～9℃进行主发酵，发酵度达50%左右时，升温至12～13℃进入双乙酰还原后熟阶段。双乙酰还原至要求要求后降温-1℃进行贮酒。3.高温发酵-高温后熟

作业见教材。传统啤酒下面发酵工艺特点（1）主发酵温度比较低，发酵进程迟缓，发酵代谢副产物较少；

（2）主发酵结束时，大部分酵母沉降在发酵容器底部；

（3）后发酵和贮酒期较长，酒液澄清良好，二氧化碳饱和稳定，酒泡沫细微，风味柔和，保留期较长。（一）、主发酵（以敞口12％麦汁发酵为例）

1.普通工艺过程（1）麦汁冷却至接种温度（6℃左右），流入增殖槽，将所需酵母量（为麦汁量0．5％（体积分数）左右）加入，混合均匀。通入无菌空气，使溶解氧含量在8mg/L左右。

（2）酵母经繁殖20h左右，待麦汁表面形成一层泡沫时，将增殖槽中麦汁泵入发酵槽内，进行厌氧发酵。

（3）发酵2～3天左右，温度升至发酵最高温度，进行冷却，先维持最高温度2～3天。以后控制发酵温度逐步回落，主酵结束时，发酵液温度控制在4.0～4.5℃。

（4）主发酵最终一天急剧冷却，使大部分酵母沉降槽底，然后将发酵液送至贮酒罐进行后发酵。2.主发酵过程现象和要求①酵母繁殖期麦芽汁添加酵母8～16h以后，液面上出现二氧化碳小气泡，逐步形成白色、乳脂状泡沫，酵母繁殖20h以后马上进入主发酵池，与增殖槽底部沉淀杂质分离。

②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，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。

③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而逐步变为棕黄色，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。

④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。

⑤泡盖形成期发酵7～8天后，泡沫回缩，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，使酵母沉淀。此阶段可发酵性糖已大部分分解，天天降糖0.2～0.4ºP。3.主发酵技术条件

（二）后发酵主发酵结束后发酵液称嫩啤酒。后发酵目标：残糖继续发酵；促进啤酒风味成熟；增加CO2溶解量；促进啤酒澄清。

后发酵工艺要求和操作1.下酒将嫩啤酒输送到贮酒罐操作称下酒。多用下面下酒法。贮酒罐可一次装满，也可分2、3次装满。如是分装，应在1～3天内装满。入罐后，液面上应留出10～15cm空距，有利于排除液面上空气，尽可能降低与氧接触。假如嫩啤酒含糖过低，不足以进行后发酵，可添加发酵度为20％起泡酒，促进发酵。后发酵工艺要求和操作2.密封升压下酒满桶后，正常情况下敞口发酵2～3天，以排除啤酒中生青味物质。以后封罐，罐内二氧化碳气压逐步上升，压力到达50～80kPa时保压，让酒中二氧化碳逐步饱和。后发酵工艺要求和操作3.温度控制后发酵多控制先高后低贮酒温度。前期控制3～5℃，而后逐步降温至-1～1℃，降温速度视啤酒不一样类型而定。有些新工艺，前期温度控制范围很大（3～13℃），以保持一定高温尽快还原双乙酰，促进啤酒成熟。后发酵室温度控制：前期3～5℃，后期1～10℃。普通控制在2～3℃较轻易实现。4.后发酵时间淡色啤酒普通贮酒时间较长，浓色啤酒贮酒时间较短；原麦汁浓度高啤酒较浓度低啤酒贮酒期长；低温贮酒较高温贮酒贮酒时间长。5.贮酒期控制酒龄：从封罐开始到酒成熟天数。传统：60～90d，改进后缩短15～30d。影响原因：酒成熟度、保质期、酵母、贮酒罐特点等。6.后处理——后酵和贮酒期间采取工艺办法可添加一些添加剂等操作，以到达改进啤酒质量、加速啤酒成熟目标。

⑴高温双乙酰还原后快速冷却法

⑵单宁、蛋白质澄清法

⑶酶制剂法：蛋白酶、果胶酶、葡聚糖酶等

⑷吸附多酚法：聚酰胺树脂、聚乙烯吡咯烷酮等

⑸还原剂法：VC、SO2类物质

⑹人工充CO2

⑺添加酒花油、异α酸法

⑻添加Zn2＋、低聚糖、藻酸酯法等。

其它方法：后酵CO2洗涤法、后发酵循环冷处理法等。二、啤酒大型发酵罐发酵（一）圆柱锥底发酵罐

1.特点

(1)底部为锥形，便于生产过程中随时排放沉集于罐底酵母。

(2)罐身设有冷却装置，便于发酵温度控制。罐体外设有保温装置，可将罐体置于室外，降低建筑投资，节约占地面积。

(3)采取密闭发酵，便于C02洗涤和C02回收；既可做发酵罐，也可做贮酒罐。

(4)罐内发酵液因为液体高度而产生C02梯度，并经过冷却方位控制，可使发酵液进行自然对流，罐体越高对流越强。有利于酵母发酵能力提升和发酵周期缩短。

(5)发酵罐可采取仪表或微机控制，操作、管理方便。可采取CIP自动清洗系统，清洗方便。

(6)设备容量大，国内采取罐容普通为100～600m3。

圆柱锥底发酵罐示意图见图5-4。

圆柱锥底发酵罐⑵基本结构①锥顶：CO2、CIP管道，防真空阀、过压阀、压力传感器等

②罐体：冷却装置和保温层、测温和测压元件等

③锥底：冷却层、进出管道、阀门、视镜、测温和测压传感器等。⑶主要结构参数①径高比：圆筒部分：1∶（1～4）；

②罐容量：有效体积：80%

③锥角：60～90℃，普通60～75℃。

④冷却夹套与冷却面积：二次冷媒冷却。啤酒冰点：-2.7～-2.0℃，冷媒温度：-3℃左右。冷媒：20～30%酒精水或20%丙二醇水。冷却面积：不锈钢0.35～0.40m2/m3，碳钢：0.50～0.62m2/m3.

结构参数⑤隔热层与防护层:

隔热层：聚酰胺树脂、自熄式聚苯乙烯塑料、聚氨基甲酸乙酯、膨胀珍珠岩粉、矿渣棉等。厚度150～200mm。

防护层：铝合金、马口铁：0.7～1.5mm；不锈钢：0.5～0.7mm瓦楞板等。

⑥罐压：安全阀与真空阀作用。下酒时注意背压。

⑦罐数：罐数＝发酵周期×天天糖化次数÷罐容麦汁批次数＋3（4）工艺参数及要求①周期：12～24d。与产品类型、质量要求、酵母性能、接种量、发酵温度、季节等相关。②接种量：与酵母性能、代数、衰老情况、产品类型等相关。发酵开始：（10～20）×106个/ml；旺盛时：（6～7）×107个/ml；排放酵母后：（6～8）×106个/ml；贮酒时：（1.5～3.5）×106个/ml。③发酵最高温度和双乙酰还原温度：

低温发酵：8℃；中温发酵：