低浓度啤酒的酿造工艺

低浓度啤酒的酿造工艺

0酿造用水的水质分析水是啤酒的血液，约占啤酒的90%。纯水无法酿造啤酒，水中含有的无机离子会对啤酒整个酿造过程如酶促反应、酵母的生长繁殖和酒精发酵以及酒的风味品质起到重要作用。世界驰名啤酒均和它具有独特的酿造用水有关，因此需对酿造用水的性质进行详细的研究。如著名的浅色贮藏啤酒（Pilsen）的水质硬度低、总盐量低，适于酿制浅色、爽口、柔和的啤酒，而多特蒙特的水含丰富的氯化物、碳酸盐，适宜于酿制口味丰满，醇厚的浅色啤酒。石梁啤酒具有的独特魅力就来自于天台山山泉水系的低硬度与水中含有的各种离子。只有首先对企业的酿造用水质量有一定的了解，才能知道酿造用水中存在哪些问题，应采取何种工艺措施加以改良。因此作者根据多年在石梁酒业公司的工作经历，对本企业的酿造用水情况进行了跟踪测定，结果见表1所示。同时酿造用水的质量会对啤酒的质量（包括稳定性、口感等各个方面）产生极为深远的影响，因此作者首先将浅色啤酒酿造用水的理想要求以及对啤酒造成的影响进行汇总，并与捷克比尔森啤酒的主要离子进行比较，见表2-3所示，根据本公司的水质测定结果，分析讨论是否需要进行水质改良以及水质改良方法。从表2的数据可以看出，石梁酿造用水与捷克比尔森的水质相近，由于比尔森的水质适合酿制浅色、爽口、柔和的啤酒，因此石梁的酿造用水也非常适合酿制浅色、爽口、柔和的啤酒，这就是为什么石梁7度啤酒虽然通过后修饰，但一点水感都没有的最重要原因之一。由表1、表3中的数据可以看出：(1)总溶解盐类：酿造浅色啤酒最佳的总溶解盐类应在150mg/L左右，过高、过低都不利于低度啤酒的口感。石梁酒业公司酿造水的总溶解盐浓度在120～160mg/L之间波动，因此完全符合酿造浅色啤酒的总溶解盐，并不需要采用其它的除盐措施及设备。(2)硬度和钙离子：本公司酿造用水的总硬度为2～5德国度，达到了理想总硬度的要求；暂时硬度为1.5～3德国度，基本达到理想要求（0-3度），不需要采用特殊的方法加以处理。水质的永久硬度为0-1德国度，略低于理想要求（3-5度），Ca2+浓度为10-21mg/L，也略低于理想要求（30-50mg/L）。对于后两者的问题，可以在工艺操作中通过添加钙或添加酸来调节。(3)Zn2+：酿造水中的含量远远低于所需要求，可以采取添加锌离子的方法解决这一问题。(4)Mg2+：酿造水的含量较理想要求偏低，但酒花、麦芽等其它原辅料中也会带入一定量的Mg2+，并考虑到过高的镁离子对啤酒口感有不良影响，因此在酿造用水方面暂时不对Mg2+浓度进行调整。(5)SO42-、Cl-两种离子的含量均低于理想含量的下限，这给在工艺中采用外加钙离子或外加调酸的做法带来了更多的选择。(6)F-的含量略高于理想要求，这可能与水源的地质结构有关，但并没有超过极限，所以本公司也没有就F-进行处理。(7)Fe2+、Pb2+、Cu2+、Mn2+、NO2-等其它离子的含量均在非常理想的范围，因此也不需要就这些离子对水质进行特殊处理。1低度酒水分调整试验低度啤酒其缓冲体系相对较弱,所以各种异杂味很容易暴露出来,从而造成口感及风味上明显缺陷。通过多年的跟踪试验和产品改良，结果发现如果能对水质中的一些不足部分进行调整，则会显著的解决低度酒生产中经常遇到的一些问题，如低度酒的非生物稳定性，酸、涩露头等。下面就是针对上述的离子检测和结果分析，对石梁酿造用水的不足之处进行几方面的调整，以使生产过程更加合理。1.1糖化过程中的酶作用在糖化投料水中调整Ca2+的主要作用表现在：它能抵抗K+、Na+对酵母及酶的毒害，提高酶的耐热稳定性和作用强度（蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶等）特别是蛋白酶提高10%～20%的作用强度）；促进酵母对磷的吸收，增加代谢能（ATP）；起着多种离子的协调平衡及缓冲作用。由于酿造用水中的Ca2+浓度明显偏低，为了更好地保证低度啤酒的非生物稳定性，因此有必要对糖化的投料水进行Ca2+浓度的调整，有利于糖化过程中α淀粉酶的作用，并保证定型麦汁中有一定量Ca2+。浓度调整主要是采用添加石膏（或CaCl2）的做法。1.1.1糖化麦汁的添加方式及用量30t糖化用水分为糖化水12t，糊化水8t，洗糟水16t，最终定型麦汁量按32t计算。如果要求糖化投料水的Ca2+增加45mg/L：则糖化需添加石膏（CaSO4·2H2O）的量为45×172/40=194mg/L。如用CaCl2代替石膏，则CaCl2的用量为45×111/40=125mg/L糊化锅：考虑到Ca2+对淀粉酶的保护作用，需要40～70mg/L，所以外加量按60mg/L计，30m3的糊化水为8t，则需CaCl2为1.5kg或石膏2kg。考虑到如果只使用一种添加剂可能会对啤酒口感造成较大的影响，所以在实际的糖化操作过程中，作者采用石膏与CaCl2混合添加的方式。以30t糖化操作为例，如果使用不同的石膏与CaCl2的添加比例，那么在麦汁中的氯离子与硫酸根离子的含量也必然会发生一定的变化，其含量的具体情况见表4所示。a：指添加的是CaCl2。从表4中可以看出，在满足糖化麦汁Ca2+的同时，也应该考虑SO42-和Cl-的含量。上述方案中只有方案6兼顾了Ca2+、SO42-和Cl-。即：糖化锅添加CaCl2、糊化锅添加石膏、煮沸锅添加CaCl2。具体的添加量可以根据不同的原料、不同的酿造水量适当调整。1.1.2不同品种啤酒的ca2+含量作者按表4中方案6对糖化投料水进行了添加石膏（CaCl2）试验，并以仅在糊化锅中添加Ca2+试验为对照，测定了酿制不同品种啤酒时，麦汁中的Ca2+浓度，结果见表5所示。从表5中可以看出，糖化投料水中调整Ca2+后，麦汁中的Ca2+含量有明显的提高，并且达到了较为理想的地步。表6列出了糖化调整钙离子浓度后，半成品酵母数的变化情况和成品啤酒的品评结果。1.2糖化定型麦汁的ph和洗糟水ph对糖化过程的影响石梁公司酿造用水的残余碱度为1.0-2.0°dH之间，理论上-5～5之间的残余碱度不需要处理。但在实际生产中，由于酿造用水的暂时硬度相对总硬来说所占比例高达85%甚至是100%，结果造成糖化定型麦汁的pH达到5.7～5.8，洗糟水的pH为8.5左右，这样的pH非常不利于糖化过程中的酶活性并在洗糟时会带入各种异杂味。同时洗糟结束残留麦汁的pH基本都在6.5左右，且麦汁总酸和半成品总酸相差0.55mL/100mL以上，具体见表7、8。因此有必要对水质进行酸度的调节，以减少暂硬比例过高对啤酒口感带来的不良影响。石梁公司的糖化车间配备有一套可以对糖化调浆水、洗糟水进行调酸的自动设备，通过小试得出数学模型，然后进行电脑程序的编制并实现自动控制。具体步骤如下。1.2.1酸食用磷酸的要求和制备配制：用磷酸5mL稀释至100mL，摇匀后取5mL，再稀释至100mL1.2.2污泥和酸的调节1.2.3洗干净的水1.2.4糖化自动调酸对麦汁ph的影响其结果见图1所示。从图1可以看出，两者之间在测定范围内线性关系良好。由于在试验时，所加的磷酸经过了两次稀释，即实际糖化用磷酸量应是测量出的磷酸量的0.25%。因此实际的洗糟水数学模型应为：而实际的调浆水数学模型应为：根据上述数学模型，以糖化投料水12m3计，要使调浆水的pH达到5.0左右，按上述理论计算需加磷酸量为5.12×10-5×12×106=614mL。如按石梁公司的经验数据即每去除1m3水中1°dH残余碱度，需用30-32ml的H3PO4(85%）计，则12m3糖化投料水需加的磷酸量为1.7×31×12=635mL，两个数据非常接近。因此糖化自动调酸可以认为采用上述数学模型。在此基础上，作者又对糖化过程中调酸与否对麦汁pH的影响进行了试验，结果见表9。同时对糖化调酸后的麦汁总酸与发酵液总酸进行对比和口感品评，其结果见表10。从表9中可以看出，糖化投料水及洗糟水进行自动调酸后，定型麦汁的pH明显降低，从而反映出，糖化过程的醪液pH更适合各种酶的作用。1.3发酵预处理后的水质变化对于低度啤酒来说，啤酒的涩味更容易露头，而啤酒涩味的来源之一就是酿造用水，尤其是采用高浓酿造的话，后修饰时稀释用水的比例高达40%以上，因此酿造用水中的涩味将直接影响到啤酒的口味。根据石梁酒业公司的水质指标结果来看（表1），作者主要进行机械过滤和活性炭过滤的方式除去水中的杂质和涩味。由于目前市场上使用的活炭种类较多，品质不一，因此作者主要对活性炭的除涩效果进行了比较。作者分别采用了不同来源的活性炭处理水质，并从公司内挑选出5位感官评价能力较强的品评员，对活性炭处理后的水进行口感评价，其结果见表11。从表11中明显可以看出，椰壳炭的处理效果最好，经过处理后的水基本上品不出涩味，而其它的活性炭虽然对涩味有一定的去除效果，但并不能完全去除涩味。2后修饰法处理麦汁的ph值2.1不同的啤酒可能或应该用不同的水质。石梁啤酒的酿造用水适于酿造浅色清爽型啤酒，各种无机离子组成比较合理，有害离子的含量基本没有或很低。因此不需大规模水质处理。2.2酸氢盐含量在总硬中所占比例高，会对糖化醪和麦汁的pH产生一定的负面影响：定型麦汁pH达到5.7多；使洗糟后的残留麦汁pH高达6.5；麦汁总酸与发酵液总酸相差0.55mL/100mL以上，其结果是导致发酵液和成品啤酒的口感酸较明显。通过自动调酸装置完全可以解决由此带来的不良影响。2.3麦汁中钙离子偏低，会产生啤酒石、酵母凝聚困难等问题，最终会影响到啤酒的非生物稳定性，这一点在低度啤酒中表现得尤其明显。当麦汁的钙离子增加到60mg/L以后，酵母的凝聚性明显提高。另外通过糖化适当的钙离子调整，使成品的钙