啤酒酿造公开课

啤酒酿造公开课一、啤酒的种类及其品质（一）啤酒种类1、上面发酵啤酒与下面发酵啤酒(按酵母性质划分)上面发酵啤酒经上面酵母发酵而制成。目前仅少数国家生产此类啤酒，且产量逐步下降。国际上有名的上面发酵啤酒有淡色爱尔啤酒（PaleAle）、浓爱尔啤酒（DarkAle）、司陶特（Stout）黑啤酒、波特（Porter）黑啤酒等。传统的下面发酵啤酒，经下面酵母发酵而制成。国际上著名的下面发酵啤酒有比尔森（Pilsener）、多特蒙德（Dortmunder）、慕尼黑（Munich）、博克（Bock）等。我国啤酒厂均生产下面发酵啤酒。第4节啤酒酿造

2、淡色啤酒、浓色啤酒和黑色啤酒（啤酒色泽而划分，并不是很绝对的分类方法）。淡色啤酒色度一般在5-14EBC单位，色泽较浅，是啤酒中产量最大的一种。浓色啤酒色度在15-40EBC单位之间，呈红棕色或红褐色，麦芽香味突出，口味醇厚，苦味较轻，国内尚缺乏这类啤酒。黑色啤酒色度一般在50-130EBC单位之间，多呈红褐色乃至黑褐色，其特点一般是原麦汁浓度较高，麦芽香味突出，口味醇厚，泡沫细腻，苦味差别较大。3、鲜啤酒和熟啤酒根据啤酒是否经过灭菌而划分。啤酒包装后，不经过巴氏灭菌的，称为鲜啤酒，或称生啤酒（目前这类啤酒已经没人生产）。取而代之的是采用现代高新技术如微孔薄膜过滤技术，实现了啤酒的除菌过滤，然后按无菌要求进行瓶装，不需杀菌，称之为纯生啤酒。啤酒包装后，经过巴氏灭菌者，称为熟啤酒，或称为杀菌啤酒。它可以保存较长时间，多为瓶装或罐装，间或有桶装杀菌啤酒。4、低浓度啤酒、中浓度啤酒和高浓度啤酒这是按原麦汁浓度不同而划分的。低浓度啤酒的原麦汁浓度2.5-80P，乙醇含量也较低，为0.8%-2.2%，近十年来产量日增。中浓度啤酒的原麦汁浓度9-120P，乙醇含量为2.5%-3.5%，几乎都是淡色啤酒，我国多为此项。高浓度啤酒的原麦汁浓度13-220P，乙醇含量为3.6%-5.5%，多为浓色啤酒。5、新的啤酒品种5.1干啤酒（drybeer）是指酒的发酵度极高，酒中残糖极低，口味清淡爽口，后味干净，无杂味的一类啤酒。5.2无醇（低醇）啤酒现在国际上命名的“无醇啤酒”（alcohol-freebeer）概念非常模糊。一般认为，酒精含量为0.5%（m/m）以下者，可以称为无醇啤酒；酒精含量在2.5%（m/m）以下者，可以称为低醇啤酒。5.3稀释啤酒稀释啤酒是“高浓度麦汁酿造后稀释啤酒”的简称，即制备高浓度麦汁（150P以上），进行高浓度麦汁发酵，然后再稀释成传统的8-120P的啤酒。二、啤酒酿造原料（一）大麦据子粒生长形态可将大麦分成六棱大麦、四棱大麦和二棱大麦三种类型。一般用二棱大麦，美国则较流行用六棱大麦。大麦含水分11-12%外（储藏大麦水分＜13%。碳水化合物：主要是淀粉（大部分作为储藏物质），占干物质的58-65%；另外还含纤维素3.5-7.0%、半纤维素和麦胶物质（barleygum）10-11%、糖类约2%。蛋白质9-12%（其中有一部分是酶类，大麦经发芽后，酶的种类和活力会有所增加）。类脂物质（乙醚浸出物）占2-3%，其中95%以上属于甘油三酸酯。类脂物质对啤酒的风味稳定性和泡持性有不利影响。无机盐2.5-3.5%（对发芽、糖化及发酵有很大影响）。还有磷酸盐、维生素、酚类物质（占干物质的0.1-0.3%）等。（二）啤酒花啤酒花简称酒花（hops），又称蛇麻花、忽布花。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。酒花成分有：酒花树脂（10-20%）酒花油（0.5-2%）多酚物质（2-5%）单糖、果胶、蛋白质（约15%）脂和蜡等。赋予啤酒特有的苦味和香味防腐作用澄清麦汁和赋予啤酒以醇厚酒体的作用（三）辅助原料使用辅料的目的：1）有利于提高啤酒的非生物稳定性和降低啤酒色度；2）降低啤酒生产成本；3）若使用糖类或糖浆，可提高设备利用率。啤酒辅料种类：主要为未发芽的谷类、淀粉类和糖类，以谷物居多。欧美（去胚玉米）、东方国家（大米）、非洲（木薯淀粉）我国的啤酒生产使用的谷物辅料中，除个别厂用玉米外，多数厂用大米，使用量多数为原料的20-30%（个别40-50%）。有些国家早已采用小麦为某些特制啤酒的原料或辅助原料，如德国的小麦啤酒是以小麦芽作为主原料生产的，比利时的兰比克啤酒则是以小麦作为麦芽辅助原料。国际上采用大麦为辅助原料，一般用量不超过20%。麦汁中添加糖类，大多在产糖比较丰富的地区应用，添加如蔗糖、葡萄糖、转化糖和糖浆，使用量一般为原料的10%左右。我国也有厂家使用部分蔗糖为辅助原料。（四）水啤酒生产用水包括糖化、制麦、洗涤、灭菌、冷却和锅炉用水等，其中糖化用水和洗涤麦糟用水直接用于酿造，直接影响啤酒质量，称为酿造用水。啤酒生产中对酿造用水要求比较严格，它除应基本符合生活饮用水标准外，还要符合啤酒专业上的一些要求。（五）酵母啤酒酵母在分类学上属于真菌，为子囊菌亚门、酵母属（Saccharomyces）。用于啤酒酿造的酵母主要有两个种，啤酒酵母（S.cerevisiaeHansen）和葡萄汁酵母（S.uvarumBeiyernch）啤酒酵母根据在啤酒发酵中的物理性质不同可分为上面啤酒酵母和下面啤酒酵母：根据发酵期间酵母凝集性不同可分为凝集性酵母和粉末性酵母。三、麦芽制造由原料大麦制成麦芽，习惯上称为制麦。制麦的目的在于使大麦发芽，产生多种水解酶，以便通过后续糖化使淀粉和蛋白质得以分解；绿麦芽烘干过程中还能产生必要的色、香和风味成分。制麦过程大体可分为清选分级、浸麦、发芽、干燥、除根等过程。1、浸麦目的：①使大麦吸收充分的水分，达到发芽的要求。②在水浸的同时，可充分洗涤、除尘、除菌；③在浸麦水中适当添加石灰乳、碳酸钠、氢氧化钠、氢氧化钾、甲醛等中任何一种化学药物，可以加速酚类、谷皮酸等有害物质的浸出，并有明显的促进发芽和缩短制麦周期之效，能适当提高浸出物。浸麦方法有湿浸法、间歇浸麦法和喷雾浸麦法。湿浸法已经几乎被淘汰；间歇浸麦法又叫断水浸麦法，常用的为浸2断6（浸水2h,断水6h）、浸4断4或浸4断6等。喷雾浸麦法的特点是耗水量较少（一般浸麦方法的1/4），供氧充足，发芽速度快。浸麦水温一般不超过20℃，但为了缩短浸麦时间，也有的采用温水浸麦法，即用30℃以内的温水浸麦。另外，还有的采用重浸渍浸麦法（resteepingprocess）和多次浸麦法（multi-steepingprocess）浸麦。2、发芽目的：通过发芽，可使大麦中的酶系得到活化，使酶的种类和活力都明显增加。随着酶系统的形成，麦粒的部分淀粉、蛋白质和半纤维素等大分子物质得到分解，使麦粒达到一定的溶解度，以满足糖化时的需要。技术条件：a.低温发芽温度控制在12-16℃，浸麦度43-46%，适合于浅色麦芽b.高温发芽温度控制在18-22℃，浸麦度45-48%，适合于深色麦芽水分43-48%，空气相对湿度95%以上，发芽初期氧气含量要求高，后期增加二氧化碳浓度，发芽时间6d左右（深色麦芽为8d）发芽方法：地板式发芽和通风式发芽两大类。发好芽的麦芽称为绿麦芽，要求新鲜、松软、无霉烂；溶解（指麦粒中胚乳结构的化学和物理性质的变化）良好，手指搓捻呈粉状，发芽率95%以上；叶芽长度为麦粒长度的2/3-3/4。3、绿麦芽干燥及后续处理焙燥的目的：①便于贮藏②除去绿麦芽生腥气味，使麦芽产生特有的色、香、味；③使麦根易于脱落。绿麦芽干燥过程可大体分为凋萎期、焙燥期、焙焦期三个阶段。经干燥的麦芽应用除根机除掉麦根，同时具有一定的磨光作用。在商业性麦芽厂中，麦芽在出售前还要使用磨光机进行磨光，以除去麦芽表面的水锈或灰尘，保证麦粒外表美观、口味纯正、收得率高。

四、麦汁制备（一）麦芽与谷物辅料粉碎1、麦芽粉碎干粉碎、增湿干粉碎、湿粉碎、连续浸渍湿粉碎2、谷物辅料粉碎辊式粉碎机粉碎（二）糖化糖化是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助原料中的不溶性大分子物质（淀粉、蛋白质、半纤维素及其中间分解产物等）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、糖化工艺参数a.料水比（醪液浓度）b．糖化温度c.pHd．糖化时间2、糖化方法2.1煮出糖化法此法是将糖化醪液的一部分，分批地加热到沸点，然后与其余未煮沸的醪液混合，使全部醪液温度分阶段地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。煮出糖化法根据部分醪液煮沸的次数，分为一次、二次和三次煮出糖化法。2.2浸出糖化法浸出糖化法的全部糖化醪液自始至终不经煮沸，它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的温度开始，缓慢分阶段升温到糖化终了温度。浸出糖化法常采用二段式糖化。第一段在63-65℃左右糖化20-40min，然后升温至76-78℃进行第二段糖化。2.3双醪糖化法（复式糖化法）将麦芽和谷类辅料分别在糖化锅和糊化锅中进行处理，然后并醪。并醪以后按煮出糖化法操作进行糖化的，即为双醪煮出糖化法；而按浸出糖化法进行糖化的，即为双醪浸出糖化法。2.4外加酶糖化法在糖化锅和糊化锅内添加一定量的α-淀粉酶、蛋白分解酶以及β-葡聚糖酶等，尤其在糊化锅内添加α-淀粉酶的较多。糖化过程中添加酶制剂，可加速淀粉糖化和蛋白质分解，并可节省麦芽，增加辅料用量，从而降低成本。在麦芽溶解不良以及酶活性低的情况下，可通过添加酶制品来补充酶源。3、糖化设备及其作用糖化所需主要设备为糖化锅和糊化锅，两者的外形和构造大致相同。麦芽在糖化锅下料糖化。辅料在糊化锅下料，单独进行糊化和液化后，再并醪到糖化锅中同麦芽一起糖化；另外，部分醪液的煮沸也在糊化锅内进行。（三）麦汁过滤和洗糟糖化工序结束后，应在最短的时间内将糖化醪中从原料溶出的物质与不溶性的麦糟分离，以得到澄清的麦汁，并获得良好的浸出物收得率。麦汁过滤分两步进行，首先用过滤方法提取糖化醪中的麦汁，此称为第一麦汁或过滤麦汁；然后利用热水洗出第一麦汁过滤后残留于麦糟中的麦汁，此称为第二麦汁或洗涤麦汁。目前在生产上运用的麦汁过滤方法可分为过滤槽法、压滤机法和快速渗出槽法（strainmaster）。注意：1、过滤应趁热（75-78℃）2、洗涤麦糟应用76-78℃温水，若水温高于80℃，其中的α-淀粉酶失活，易造成第二麦汁混浊。（四）麦汁煮沸和添加酒花麦汁过滤结束，应升温将麦汁煮沸，以钝化酶活力，杀灭微生物，使蛋白质变性和絮凝沉淀，起到稳定麦汁成分的作用，并蒸发掉多余水分。酒花的添加量依据酒花的质量（α-酸含量）、消费者的嗜好、啤酒的品种、浓度等不同而异。我国一般添加0.8-1.3kg/m3麦汁（南方地区0.5-1.0kg/m3）。酒花添加要掌握“先次后好，先陈后新，先苦后香，先少后多”的原则。

（五）麦汁冷却麦汁经煮沸并达到要求浓度后，要及时分离酒花，除去热凝固物，同时应在较短的时间内把它冷却到要求的温度（主发酵最适宜的温度6-7℃），并设法除去析出的冷凝固物。冷凝固物（是分类热凝固物后澄清的麦汁在冷却到50℃以下随冷却进行重新析出的浑浊物质，在25℃左右析出最多）主要是由麦汁中β-球蛋白、醇溶蛋白δ和ε区分解的高肽，与麦汁中的多酚以氢键相连，变成不溶性物质，当麦汁重新加热至60℃，蛋白质和多酚之间连接的氢键断裂，溶解并使麦汁恢复透明。麦汁冷却后应通入无菌麦汁，以供给酵母繁殖所需要的氧气。麦汁溶解氧浓度应达6-10mg/L。

五、发酵工艺五、发酵工艺（一）啤酒酵母的扩大培养（扩培）斜面试管（原种）1酵母繁殖罐培养2.5×104汉森罐培养5×103卡氏罐培养103三角瓶培养102试管培养10发酵罐1.25×105（二）发酵工艺类型传统发酵大罐发酵上面发酵法下面发酵法两罐发酵单罐发酵低温发酵高温发酵大罐发酵的优点（与传统发酵相比）1）产量大，控制灵活；2）发酵温度提高，发酵周期缩短；3）酵母接种量大缩短酵母生长延滞期；4）减少了厂房投资。（三）发酵罐发酵液面Back6-8℃麦汁0.8-1.0%酵母16-24h内添加麦汁排放冷凝物死酵母9℃发酵6-7d12℃，0.10-0.12MPa，5℃，保持24-28h2-3d内降温至0～-1℃，0.10MPa，保持7-14d（四）大罐发酵工艺4.1单罐低温发酵（1）工艺流程（2）发酵工艺调控泡沫产生及其控制温度的调控罐压的调控pH的调控氧气的调控a.泡沫产生及其控制蛋白质、糖类等发泡物质1Diagram2Diagram3Diagram2Diagram3机械搅拌把气体被分割成无数小气泡3通入无菌空气及发酵产生CO22

产泡原因发酵过程泡沫产生及其变化低泡期高泡期落泡期发酵末期液面四周出现白色泡沫，不需人工降温。泡沫增高，泡沫表面呈棕黄色。需人工降温。泡沫回缩。泡沫由棕黄色变成棕褐色泡盖。需人工降温。泡沫进一步回缩，可发酵糖已大部分分解，糖耗缓慢。4.影响通气搅拌效果6.使用消泡剂给后续作业增加负担5.引起菌体自溶2.渗漏造成杂菌污染3.减少发酵罐的装填系数1.发酵液溢出而造成浪费和污染危害泡沫过多的危害泡沫的消除物理消泡机械消泡化学消泡

改良培养基配方减少泡沫的产生b.温度的调控6-8℃9-10℃12-13℃低温接种低温发酵升温发酵c.罐压的调控发酵开始发酵后期采用无压发酵，以利于某些劣味挥发物质（双乙酰、乙醛、硫化氢等）的排放。外观发酵度达70%以上时，封罐，逐渐升压至0.08MPa左右，使酒液内二氧化碳逐渐饱和。其他工序严格控制氧的摄入量，防止啤酒中的还原物质被氧化而影响啤酒质量发酵初期供氧以利于酵母细胞合成d.氧气含量的调控

e.pH的调控良好的风味稳定性改善啤酒泡沫性能加速啤酒澄清降低脂肪酸含量提高啤酒还原能力酵液pH值发酵结束时4.2单罐高温发酵

类型麦汁品温/℃接种量/%发酵温度/℃最高罐压/MPa发酵周期/d低温发酵6-80.8-1.09-120.10-0.1220高温发酵110.6-0.812-140.12514六、过滤与灌装滤棉过滤、硅藻土过滤等离心分离板式过滤机过滤（精滤）灌装和灭菌熟啤纯生啤酒无菌包装除菌过滤灭菌冷却预热灌装容器洗涤七、啤酒感观质量起泡性泡持性附着力泡沫外观啤酒泡沫啤酒“上头”醇酯比高级醇乙醛乙醇（三）啤酒发酵新技术简介1、连续化啤酒发酵连续化啤酒发酵，是在发酵装置的入口处定时或不断地输入麦汁，而出口处定时或不断地排出啤酒的发酵技术。主要的连续发酵方法有塔式和多罐式两类。a.APV塔式发酵发酵塔的主体为一个锥底的圆管柱体，顶端一段直径加大。经冷却加氧等处理的麦汁从塔底送入，嫩啤酒从塔顶端的出口流出。发酵中，在控制的条件下，发酵塔内形成4个区段。在塔的底段为一稳定的酵母塞柱，在此，酵母细胞暴露于具有氧气及丰富营养的麦汁中，生长极为迅速；往上是一不稳定的酵母柱，主要由发酵产生的二氧化碳使酵母分散；再往上是依靠上升的二氧化碳而引起搅动混合的区段；最后在塔顶有一缓冲罩，使该罩的上部形成相对静止区。b.多罐连续发酵有四罐和三罐两种系统。四罐系统有4个发酵罐，相互串联，其中罐Ⅰ、罐Ⅱ和罐Ⅲ有有搅拌装置。麦汁不断输入罐Ⅰ，并在此添加酵母，使之增殖。罐Ⅱ为一大罐，在此完成主发酵后转入罐Ⅲ，在罐Ⅲ中完成全部发酵过程，然后送入罐Ⅳ，在此啤酒得以冷却并趋向成熟，罐底沉集的酵母返回到罐Ⅰ或罐Ⅱ。三罐系统的情况与四罐系统相同。2、固定化酵母啤酒发酵该技术是将酵母细胞固定在某