青岛啤酒技能培训第一部分第三节酿造用水质量指标要求

第一单元糖化工段

第一部分啤酒酿造原辅料

第三节酿造用水质量指标要求江南大学生物工程学院孙军勇TELMAIL：jysun2008@青岛啤酒股份有限公司技能培训啤酒酿造用水的原则离子对啤酒酿造过程和啤酒产品质量的影响生物酸化技术123本节的主要内容啤酒酿造用水原则酿造用水在啤酒产品中所占的比例按质量分数计算可以达到90%左右或以上，改变水的组成就有可能引起啤酒口味的变化；所以，控制均匀的水质对产品质量的均一程度具有重要的意义，对不符合酿造用水要求的水一定要进行适当的处理，合理的水处理应该是按啤酒工业生产的实际需要逆行“调制水质”和“均衡水质”的过程，也包括为不同品种需要进行的试验水质的改良过程。因此，要进行水处理控制水质时，应注意以下三个重要的原则：(1)必须按照不同工艺生产过程对离子的需要程度，提供合适的总离子数量和控制离子比例的平衡；(2)必须按照生产不同啤酒类型的需要，提供相应的满足风味需要的水质类型。(3)必须始终按照各种需要保持这种水质的相对稳定，也就是保持水质的均一程度。钙离子（Ca2+）是酿造用水最基本、最重要的离子。具有保护酶、调节PH、促进蛋白凝聚和酵母的沉降，在发酵过程形成草酸钙结晶去除草酸和获得较厚实的啤酒口味等许多方面对酿造有利的作用。大约有超过1/2以上的钙离子(原料带人的和在糖化过程添加的部分)会在糖化、糊化过程和煮沸过程中损失掉;由于这个损失，有可能造成酿造过程后期的钙离子不足而导致一系列影响。所以，应该在麦汁煮沸过程中考虑合理的补充，可以按照离子平衡要求使用硫酸钙或者氯化钙。钙离子在酿造过程中需求的参考标准是：糖化与糊化过程应达到60~80mg/L，有利于保护酶和提高浸出率，适量凝固蛋白质；麦汁煮沸过程达到80~100mg/L，可以帮助控制麦汁的pH，有利于蛋白质的凝聚，可以促进酵母的凝聚沉降，可以结合去除发酵过程中的草酸，在啤酒中应保持在30~60mg/L。有利于啤酒口味的醇厚。2）镁离子（Mg2+）酿造过程对镁离子的需求量只有钙离子的1/2左右，镁离子大部分来自于原料。麦芽含有足够数量的镁离子，除非使用高辅料比例生产麦汁或存在镁离子数量不足的情况才考虑适当补充镁离子。镁离子调节麦汁pH的作用不如钙离子，但镁离子对酵母承受外界压力的影响和对酵母的辅酶具有重要的作用。因此，对酵母来说，镁比钙更重要一些。但过多的镁离子形成的硫酸盐、盐酸盐具有不良的苦涩味，氧化镁会使酒花形成的异构化产物苦味度提高；所以，镁离子的数量需要控制，通常要求镁离子含量不超过30mg/L。（6）锌离子（Zn2+）对酵母的活性和胞内酶体系的激活很重要，特别是对将丙酮酸转化为乙醛继而生成乙醇的辅酶的影响。添加量控制在0.2~0.4mg/L。国内啤酒离子分析结果（mg/L）编号CaNaMgKFeMnZnClPO43-S040.109234023423632723250.040.09011540017033527703200.030.0609431817944028663310.020.0909837818553625773340.030.080.0410841718862612653200.040.070.031043978374330723250.030.13012643016284224743350.030.0909541216693927872990.020.1082401251105433833220.040.12096392271113612622980.030.07077376158123311672970.010.09070392160133686331300.070803801411437206229400.040863891451536297030800.06090377195国内啤酒离子的数理统计结果CaNaMgKFeMnZnClPO43-SO42-平均值37.823.971.2317.30.0240.0840.004794.2386.6179.2最小值26862.0029400.0407031883最大值544187.003390.040.130.04126430271国外啤酒离子分析结果（mg/L）国外啤酒离子分析结果（mg/L）ZnPMnFeMgCaNaK10.013213.500.0580.07966.8186.7131.68555.120.117117.640.1170.15662.6642.2920.97283.730.166224.640.1130.24096.6745.8682.06476.440.133108.940.0370.29948.0771.4513.18365.150.040171.670.0640.11655.4642.2310.43277.460.049123.990.0330.16544.8947.7338.25425.370.081126.420.0730.08160.1835.8619.45315.780.102176.630.0470.12170.0493.3027.42367.190.120183.330.0390.11454.1038.9126.36251.0100.975239.520.1170.24563.1149.3431.93340.8110.234114.050.0560.17744.1142.2336.68275.7120.062108.610.0310.15743.1071.708.36336.3130.021201.560.0950.20490.1140.5370.29360.8140.055297.270.1280.37871.1354.9766.41333.1150.012116.860.0770.11049.9829.0722.53200.2160.022222.900.0630.12958.2730.5146.28255.2170.018167.050.1050.08377.7742.5924.14357.2180.023199.740.0600.06083.29107.8922.85389.2190.008228.450.1630.20083.4129.03103.03457.6200.041379.360.2480.20294.3860.0397.72475.3210.020210.810.1140.08694.0275.7615.39491.4220.001251.430.1360.05793.2295.7022.05495.7230.063263.970.1051.06586.7333.5649.83432.9240.030242.430.1520.21389.1937.9348.19304.9250.061276.660.1980.09790.3576.7688.36355.4260.009282.620.1740.162109.7390.3812.41494.3270.064279.290.1590.258109.6752.6232.68445.2280.006232.680.1990.916105.8174.2051.96421.3290.281216.900.1000.33174.4919.8558.71442.8300.022278.150.1750.09693.7386.7821.89517.6310.017381.030.1540.140266.5975.8524.73832.9320.013268.310.3040.432265.4846.2322.21648.4国外啤酒金属离子的数理统计结果

ZnPMnFeMgCaNaK平均值0.09215.820.1150.22487.3957.1239.01405.66最小值0.001108.610.0310.05743.1019.858.36200.20最大值0.975381.030.3041.065266.59107.89103.03832.90国内外啤酒中中的钙离子含含量频率分布布图的比较国内外啤酒中中的钠离子含含量频率分布布图的比较国内外啤酒中中的镁离子含含量频率分布布图的比较国内外啤酒中中的钾离子含含量频率分布布图的比较国内外啤酒中中的铁离子含含量频率分布布图的比较国内外啤酒中中的锰离子含含量频率分布布图的比较国内外啤酒中中的锌离子含含量频率分布布图的比较国内啤酒中的的氯离子含量量频率分布图图国内外啤酒中中的磷酸根离离子含量频率率分布图国内啤酒中的的硫酸根离子子含量频率分分布图生物酸化技术术醪液和麦汁生生物酸化为何何在啤酒厂兴兴起？醪液和麦汁PH值下降会给现现代糖化工艺艺带来哪些优优点？生物酸化及由由此出现的低低PH值会改善成品品啤酒口味及及感官吗？麦汁酸化还会会有哪些优缺缺点？生物乳酸酸化化对于生产一一种特种啤酒酒绝对必要吗吗？以上是采用生生物酸化先进进发酵工艺时时应特别考虑虑的原则问题题。生物酸化的起起源生物酸化技术术是指以乳酸发发酵法的方式式添加足够的的生物酸以达达到糖化过程程pH的最佳值，，满足啤酒酒酿造的需需要，而无无须再添加加额外酸。1906年，德国人人OttoFrancke生产啤酒1909年，提出生生物酸化的的实验方案案1911年10月的VLB会议，WilhelmWindish教授做了关关于“利用用德氏乳杆杆菌人工酸酸化麦芽浆浆”的报告告1961年Richardvaitl在酿造世界界上发表了了一篇关于于生物酸化化研究的文文章。他使使用酸化容容器中制备备的酸化麦麦汁对醪液液和麦汁进进行酸化。。生物酸化在在德国1932年便已获得得税务部门门许可。他认为乳酸酸菌的培养养应在47℃℃的无无酒酒花花麦麦汁汁中中进进行行，，实实际际的的理理想想温温度度比比这这略略低低些些，，人人们们选选择择较较高高培培养养温温度度是是为为阻阻止止其其它它微微生生物物。。分为为醪醪液液酸酸化化和和麦麦汁汁酸酸化化两两部部分分降低低糖糖化化醪醪pH值的的方方法法①添添加加无无机机酸酸或或有有机机酸酸；；②添添加加酸酸麦麦芽芽；；酸③添加生物酸化麦汁。

乳酸酸浓浓度度测测量量方方法法取25ml乳酸酸菌菌液液添添加加溴溴百百里里酚酚蓝蓝指指示示剂剂用用NaOH滴定定至至PH值为为7，根根据据消消耗耗的的氢氢氧氧化化钠钠的的体体积积来来确确定定生生物物酸酸化化乳乳酸酸麦麦汁汁的的乳乳酸酸浓浓度度。。生物物酸酸化化的的优优点点生物酸化比化化学酸化所能能达到的提高高酶活作用更更有效，特别别是在降低-葡聚糖含量，，提高糖化醪醪过滤性能方方面。从生物酸化的的实验和应用用上来看，其其优点是明显显的。生物酸化技术术可以增强原原料中各种酶酶的活性，使使所有的分解解过程进行的的更快更彻底底，减少杂菌菌污染的可能能性，从而提提高啤酒的生生物稳定性和和原料的利用用率，改善麦麦汁的组成成成分和麦汁与与啤酒的过滤滤性能，提高高产品的最终终发酵度。麦芽醪pH值的降低，减减少了金属螯螯合键的连结结，增强了酵酵母对锌的吸吸收，从而抑抑制了副产物物的生成。而麦汁pH值的降低，不不仅有利于活活性单宁等物物质的浸出，，在煮沸时有有利于大分子子蛋白质的凝凝聚沉淀，而而且更加接近近啤酒混浊物物的主要成分分-球蛋白的等电电点，从而使使得啤酒具有有较好的蛋白白质组成，因因此，发酵液液中，蛋白质质、多酚组成成的冷凝固物物对酵母的影影响较少，酵酵母的降糖速速度加快，缩缩短了啤酒的的生产周期，，有效地提高高设备的利用用率。生物酸化麦汁汁相对于化学学酸化麦汁含含有更多的还还原物质，可可以防止多酚酚氧化，从而而赋予啤酒更更加良好的色色泽。此外，乳酸菌菌能分泌一些些抗菌物质，，可抑制多种种啤酒污染菌菌的生长和繁繁殖。总的来来说，生物酸酸化技术不单单单起到了降降酸作用，而而且能增加糖糖化过程中起起主要作用的的酶（蛋白酶酶、淀粉酶、、葡聚糖酶）），提供天然然抗菌物质。。生物酸化的缺缺点需要增加乳酸酸菌培养设备备的投资增加了染菌的的危险对生物酸化乳乳酸菌的要求求乳酸菌为革兰兰氏阳性菌，，过氧化氢酶酶试验呈阴性性，微需氧气气，不产生孢孢子，不运动动，在显微镜镜的暗视场中中能够强烈折折光。在所有有的乳酸菌中中，包括许多多种乳酸菌菌菌种，在这些些菌种中，针针对麦汁、发发酵液与啤酒酒而言，很多多乳酸菌菌种种是有害的(如L.lindner、L.brevis、L.casei等)，但也有些乳乳酸菌是无害害的(如L.amylovorus与L.amylolyticus等)．正是有了这这些无害的乳乳酸菌菌种，，使得生物酸酸化技术能在在实际生产中中得以应用。。被选用的用于于麦汁酸化技能够很好地适应未加酒花的麦汁的生长环境，生长速度快，尽量高产L-乳酸。乳酸的构型分为3种：D-型、L-型、DL-型。人体只能吸收其中的L-型部分，过多的食用D-型或DL-型乳酸可导致人体代谢功能的紊乱，而目前作为食品添加剂的乳酸绝大多数是DL-型。产酸量大，最终酸含量应能达到1.0％～1.5％，利于有效地添加与调整，而且能够很好地防止与抑制其它杂菌的生长。能够适应较高温度的生长环境，利于乳酸菌更旺盛地生长繁殖，从而达到产酸快、多产酸的生产工艺目的。乳酸菌较适合生长繁殖的温度范围一般在45℃～52℃，最适生长繁殖温度为47℃～49℃，低于30℃时乳酸菌的生长与繁殖会受到较大抑制。不生成双乙酰、胺类物质与其它影响啤酒风味与口味的不利成份。菌体本身最好含有可分解淀粉、蛋白质、β-葡聚糖等的酶系，能够最大限度地利用麦汁中可利用的一切物质，以达到生产目的。菌株应易于分离、纯化和培养。对工艺流程的的要求用于麦汁生物物酸化的设备备比较简单，，一般由繁殖殖罐与混合添添加罐两大部部分组成，繁因乳酸菌在生长、繁殖中有一定的温度要求，所以这些繁殖罐与混合添加罐还要配有加热装置、温度控制装置和保温层。各容器应具有液位显示装置，以便于准确添加新鲜麦汁与酸化处理后麦汁的准确应用。此外，生长罐的个数应与糖化生产中日糖化锅次相适应，可以多设置几个生长罐．也可以采用容积大一些的生长罐，但这时需要一个能容纳相适应于日糖化生产批次的乳酸麦汁暂存罐，以便于糖化生产的及时取用。此暂