啤酒釀造用水原則和生物酸化技術(shù)應(yīng)用

1、啤酒釀造用水原則和生物酸化技術(shù)應(yīng)用啤酒釀造用水的原則離子對啤酒釀造過程和啤酒產(chǎn)品質(zhì)量的影響生物酸化技術(shù)123本節(jié)的主要內(nèi)容啤酒釀造用水原則釀造用水在啤酒產(chǎn)品中所占的比例按質(zhì)量分數(shù)計算可以達到90%左右或以上，改變水的組成就有可能引起啤酒口味的變化；所以，控制均勻的水質(zhì)對產(chǎn)品質(zhì)量的均一程度具有重要的意義，對不符合釀造用水要求的水一定要進行適當(dāng)?shù)奶幚?，合理的水處理?yīng)該是按啤酒工業(yè)生產(chǎn)的實際需要逆行“調(diào)制水質(zhì)”和“均衡水質(zhì)”的過程，也包括為不同品種需要進行的試驗水質(zhì)的改良過程。因此，要進行水處理控制水質(zhì)時，應(yīng)注意以下三個重要的原則：(1)必須按照不同工藝生產(chǎn)過程對離子的需要程度，提供合適的總離子數(shù)量

2、和控制離子比例的平衡；(2)必須按照生產(chǎn)不同啤酒類型的需要，提供相應(yīng)的滿足風(fēng)味需要的水質(zhì)類型。(3)必須始終按照各種需要保持這種水質(zhì)的相對穩(wěn)定，也就是保持水質(zhì)的均一程度。鈣離子（Ca2+）是釀造用水最基本、最重要的離子。具有保護酶、調(diào)節(jié)PH、促進蛋白凝聚和酵母的沉降，在發(fā)酵過程形成草酸鈣結(jié)晶去除草酸和獲得較厚實的啤酒口味等許多方面對釀造有利的作用。大約有超過1/2以上的鈣離子(原料帶人的和在糖化過程添加的部分)會在糖化、糊化過程和煮沸過程中損失掉;由于這個損失，有可能造成釀造過程后期的鈣離子不足而導(dǎo)致一系列影響。所以，應(yīng)該在麥汁煮沸過程中考慮合理的補充，可以按照離子平衡要求使用硫酸鈣或者氯化鈣

3、。鈣離子在釀造過程中需求的參考標準是：糖化與糊化過程應(yīng)達到6080mg/L，有利于保護酶和提高浸出率，適量凝固蛋白質(zhì)；麥汁煮沸過程達到80100mg/L，可以幫助控制麥汁的pH，有利于蛋白質(zhì)的凝聚，可以促進酵母的凝聚沉降，可以結(jié)合去除發(fā)酵過程中的草酸，在啤酒中應(yīng)保持在3060mg/L。有利于啤酒口味的醇厚。2）鎂離子（Mg2+）釀造過程對鎂離子的需求量只有鈣離子的1/2左右，鎂離子大部分來自于原料。麥芽含有足夠數(shù)量的鎂離子，除非使用高輔料比例生產(chǎn)麥汁或存在鎂離子數(shù)量不足的情況才考慮適當(dāng)補充鎂離子。鎂離子調(diào)節(jié)麥汁pH的作用不如鈣離子，但鎂離子對酵母承受外界壓力的影響和對酵母的輔酶具有重要的作用。

4、因此，對酵母來說，鎂比鈣更重要一些。但過多的鎂離子形成的硫酸鹽、鹽酸鹽具有不良的苦澀味，氧化鎂會使酒花形成的異構(gòu)化產(chǎn)物苦味度提高；所以，鎂離子的數(shù)量需要控制，通常要求鎂離子含量不超過30mg/L。 （6）鋅離子（Zn2+）對酵母的活性和胞內(nèi)酶體系的激活很重要，特別是對將丙酮酸轉(zhuǎn)化為乙醛繼而生成乙醇的輔酶的影響。添加量控制在0.20.4mg/L。國內(nèi)啤酒離子分析結(jié)果（mg/L）編號CaNaMgK Fe Mn Zn ClPO43-S040.109234023423632723250.040.09011540017033527703200.030.0609431817

5、944028663310.020.0909837818553625773340.030.080.0410841718862612653200.040.070.031043978374330723250.030.13012643016284224743350.030.0909541216693927872990.020.1082401251105433833220.040.12096392271113612622980.030.07077376158123311672970.010.09070392160133686331300.070803801411437206229400.04086389

6、1451536297030800.06090377195國內(nèi)啤酒離子的數(shù)理統(tǒng)計結(jié)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國外啤酒離子分析結(jié)果（mg/L）國外啤酒離子分析結(jié)果（mg/L）Zn P Mn Fe Mg Ca Na K 1 0.013213.500.0580.07966.8186.7131.68555.120.117117.640.1170.15662

7、.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.

8、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.

9、5146.28255.2170.018167.050.1050.08377.7742.5924.14357.2180.023199.740.0600.06083.29107.8922.85389.2190.008228.450.1630.20083.4129.03103.03457.6200.041379.360.2480.20294.3860.0397.72475.3210.020210.810.1140.08694.0275.7615.39491.4220.001251.430.1360.05793.2295.7022.05495.7230.063263.970.1051.06586.73

10、33.5649.83432.9240.030242.430.1520.21389.1937.9348.19304.9250.061276.660.1980.09790.3576.7688.36355.4260.009282.620.1740.162109.7390.3812.41494.3270.064279.290.1590.258109.6752.6232.68445.2280.006232.680.1990.916105.8174.2051.96421.3290.281216.900.1000.33174.4919.8558.71442.8300.022278.150.1750.0969

11、3.7386.7821.89517.6310.017381.030.1540.140266.5975.8524.73832.9320.013268.310.3040.432265.4846.2322.21648.4國外啤酒金屬離子的數(shù)理統(tǒng)計結(jié)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國內(nèi)外啤酒中的鈣離子含量頻率分布圖的比較國內(nèi)外啤酒中的

12、鈉離子含量頻率分布圖的比較國內(nèi)外啤酒中的鎂離子含量頻率分布圖的比較國內(nèi)外啤酒中的鉀離子含量頻率分布圖的比較國內(nèi)外啤酒中的鐵離子含量頻率分布圖的比較國內(nèi)外啤酒中的錳離子含量頻率分布圖的比較國內(nèi)外啤酒中的鋅離子含量頻率分布圖的比較國內(nèi)啤酒中的氯離子含量頻率分布圖國內(nèi)外啤酒中的磷酸根離子含量頻率分布圖國內(nèi)啤酒中的硫酸根離子含量頻率分布圖生物酸化技術(shù)醪液和麥汁生物酸化為何在啤酒廠興起？醪液和麥汁PH值下降會給現(xiàn)代糖化工藝帶來哪些優(yōu)點？生物酸化及由此出現(xiàn)的低PH值會改善成品啤酒口味及感官嗎？麥汁酸化還會有哪些優(yōu)缺點？生物乳酸酸化對于生產(chǎn)一種特種啤酒絕對必要嗎？以上是采用生物酸化先進發(fā)酵工藝時應(yīng)特別考慮的

13、原則問題。生物酸化的起源生物酸化技術(shù)是指以乳酸發(fā)酵法的方式添加足夠的生物酸以達到糖化過程pH的最佳值，滿足啤酒釀造的需要，而無須再添加額外酸 。 1906年，德國人Otto Francke生產(chǎn)啤酒1909年，提出生物酸化的實驗方案1911年10月的VLB會議， Wilhelm Windish 教授做了關(guān)于“利用德氏乳桿菌人工酸化麥芽漿”的報告1961年Richard vaitl在釀造世界上發(fā)表了一篇關(guān)于生物酸化研究的文章。他使用酸化容器中制備的酸化麥汁對醪液和麥汁進行酸化。生物酸化在德國1932年便已獲得稅務(wù)部門許可。他認為乳酸菌的培養(yǎng)應(yīng)在47的無酒花麥汁中進行，實際的理想溫度比這略低些，人們

14、選擇較高培養(yǎng)溫度是為阻止其它微生物。分為醪液酸化和麥汁酸化兩部分降低糖化醪pH值的方法添加無機酸或有機酸；添加酸麥芽；酸麥芽的添加量為原料的35%，最大可達10% ； 添加生物酸化麥汁。 乳酸濃度測量方法取25ml乳酸菌液添加溴百里酚藍指示劑用NaOH滴定至PH值為7，根據(jù)消耗的氫氧化鈉的體積來確定生物酸化乳酸麥汁的乳酸濃度。生物酸化的優(yōu)點生物酸化比化學(xué)酸化所能達到的提高酶活作用更有效，特別是在降低-葡聚糖含量，提高糖化醪過濾性能方面。從生物酸化的實驗和應(yīng)用上來看，其優(yōu)點是明顯的。生物酸化技術(shù)可以增強原料中各種酶的活性，使所有的分解過程進行的更快更徹底，減少雜菌污染的可能性，從而提高啤酒的生物

15、穩(wěn)定性和原料的利用率，改善麥汁的組成成分和麥汁與啤酒的過濾性能，提高產(chǎn)品的最終發(fā)酵度。麥芽醪pH值的降低，減少了金屬螯合鍵的連結(jié)，增強了酵母對鋅的吸收，從而抑制了副產(chǎn)物的生成。而麥汁pH值的降低，不僅有利于活性單寧等物質(zhì)的浸出，在煮沸時有利于大分子蛋白質(zhì)的凝聚沉淀，而且更加接近啤酒混濁物的主要成分-球蛋白的等電點，從而使得啤酒具有較好的蛋白質(zhì)組成，因此，發(fā)酵液中，蛋白質(zhì)、多酚組成的冷凝固物對酵母的影響較少，酵母的降糖速度加快，縮短了啤酒的生產(chǎn)周期，有效地提高設(shè)備的利用率。生物酸化麥汁相對于化學(xué)酸化麥汁含有更多的還原物質(zhì)，可以防止多酚氧化，從而賦予啤酒更加良好的色澤。此外，乳酸菌能分泌一些抗菌物

16、質(zhì)，可抑制多種啤酒污染菌的生長和繁殖。總的來說，生物酸化技術(shù)不單單起到了降酸作用，而且能增加糖化過程中起主要作用的酶（蛋白酶、淀粉酶、葡聚糖酶），提供天然抗菌物質(zhì)。生物酸化的缺點需要增加乳酸菌培養(yǎng)設(shè)備的投資增加了染菌的危險對生物酸化乳酸菌的要求乳酸菌為革蘭氏陽性菌，過氧化氫酶試驗呈陰性，微需氧氣，不產(chǎn)生孢子，不運動，在顯微鏡的暗視場中能夠強烈折光。在所有的乳酸菌中，包括許多種乳酸菌菌種，在這些菌種中，針對麥汁、發(fā)酵液與啤酒而言，很多乳酸菌菌種是有害的(如L. lindner、L. brevis、L. casei等)，但也有些乳酸菌是無害的(如L. amylovorus 與L. amylolyt

17、icus等)正是有了這些無害的乳酸菌菌種，使得生物酸化技術(shù)能在實際生產(chǎn)中得以應(yīng)用。被選用的用于麥汁酸化技術(shù)的乳酸菌菌種要滿足以下各項工藝與質(zhì)量方面的要求：能夠很好地適應(yīng)未加酒花的麥汁的生長環(huán)境，生長速度快，盡量高產(chǎn)L-乳酸。乳酸的構(gòu)型分為3種：D-型、L-型、DL-型。人體只能吸收其中的L-型部分，過多的食用D-型或DL-型乳酸可導(dǎo)致人體代謝功能的紊亂，而目前作為食品添加劑的乳酸絕大多數(shù)是DL-型。產(chǎn)酸量大，最終酸含量應(yīng)能達到1.01.5，利于有效地添加與調(diào)整，而且能夠很好地防止與抑制其它雜菌的生長。能夠適應(yīng)較高溫度的生長環(huán)境，利于乳酸菌更旺盛地生長繁殖，從而達到產(chǎn)酸快、多產(chǎn)酸的生產(chǎn)工藝目的。

18、乳酸菌較適合生長繁殖的溫度范圍一般在4552，最適生長繁殖溫度為4749，低于30時乳酸菌的生長與繁殖會受到較大抑制。不生成雙乙酰、胺類物質(zhì)與其它影響啤酒風(fēng)味與口味的不利成份。菌體本身最好含有可分解淀粉、蛋白質(zhì)、-葡聚糖等的酶系，能夠最大限度地利用麥汁中可利用的一切物質(zhì)，以達到生產(chǎn)目的。菌株應(yīng)易于分離、純化和培養(yǎng)。對工藝流程的要求用于麥汁生物酸化的設(shè)備比較簡單，一般由繁殖罐與混合添加罐兩大部分組成，繁殖罐最好安裝于單獨的房間內(nèi)隔離，以防感染生產(chǎn)過程。因乳酸菌在生長、繁殖中有一定的溫度要求，所以這些繁殖罐與混合添加罐還要配有加熱裝置、溫度控制裝置和保溫層。各容器應(yīng)具有液位顯示裝置，以便于準確添加新鮮麥汁與酸化處理后麥汁的準確應(yīng)用。此外，生長罐的