釀造用水簡介及處理工藝

釀造用水一、水源自然界水源種類有：雨水、雪水；地表水（江、河、湖、水庫水和淺井水）；地下水（深井水、泉水）；冰水；海水。啤酒廠選擇水源的原則應(yīng)既要考慮水量充沛和穩(wěn)定，又要基本符合我國生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)（GB5749－85），另外冷卻水的水溫越低越好。綜合各種水源的水質(zhì)特性，啤酒廠的水源應(yīng)優(yōu)先考慮采用地下水。地下水的水質(zhì)特點(diǎn)為：1．水質(zhì)清潔，含有機(jī)物、懸浮物、膠體物質(zhì)少。2．水的溫度穩(wěn)定，水溫一般在5～24℃之間，不受氣溫和季節(jié)影響。3．水生生物少，沒有或很少有微生物，沒有致病菌和水生動(dòng)物及水生植物。4．溶解鹽類高，硬度高。但在使用地下水時(shí)應(yīng)注意，應(yīng)優(yōu)先選擇淺層地下水，其次是深層地下水。某些地下水經(jīng)含礦鹽層時(shí)，會(huì)受到各種金屬礦巖的污染，同時(shí)水的硬度高，因此生產(chǎn)應(yīng)用時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體要求做相應(yīng)的處理。除地下水外，選擇其它水源的次序是：(1)城市自來水；(2)湖泊水、水庫水；(3)河水。二、釀造用水的要求啤酒生產(chǎn)用水包括釀造用水（直接進(jìn)入產(chǎn)品中的水如糖化用水、洗糟用水、啤酒稀釋用水）和洗滌、冷卻用水及鍋爐用水。成品啤酒中水的含量最大，俗稱啤酒的"血液"，水質(zhì)的好壞將直接影響啤酒的質(zhì)量，因此釀造優(yōu)質(zhì)的啤酒必須有優(yōu)質(zhì)的水源。釀造用水的水質(zhì)好壞主要取決于水中溶解鹽的種類與含量、水的生物學(xué)純凈度及氣味，這些因素將對(duì)啤酒釀造、啤酒風(fēng)味和穩(wěn)定性產(chǎn)生很大影響，因此必須重視釀造用水的質(zhì)量。釀造用水直接進(jìn)入啤酒，是啤酒中最重要的成分之一。釀造用水除必須符合飲用水標(biāo)準(zhǔn)外，還要滿足啤酒生產(chǎn)的特殊要求。淡色啤酒的釀造用水質(zhì)量要求見表1-4-1。表1-4-1淡色啤酒釀造用水質(zhì)量要求項(xiàng)目單位理想要求最高極限原因混濁度

透明，無沉淀透明，無沉淀影響麥汁濁度，啤酒容易混濁色

無色無色有色水是污染的水，不能使用味

20℃無味50℃無味20℃無味50℃無味若有異味，污染啤酒，口味惡劣殘余堿度（RA）od≤3≤5（淡色啤酒）影響糖化醪PH值，使啤酒的風(fēng)味改變?？傆捕?～20od，對(duì)深色啤酒RA>5od，黑啤酒RA>10odpH值

6.8～7.26.5～7.8不利于糖化時(shí)酶發(fā)揮作用，造成糖化困難，增加麥皮色素的溶出，使啤酒色度增加、口味不佳總?cè)芙恹}類mg/L150～200<500含鹽過高，使啤酒口味苦澀、粗糙硝酸根態(tài)氮mg/L(氮計(jì))<0.20.5會(huì)妨礙發(fā)酵，飲用水硝酸鹽含量規(guī)定為<50mg/L亞硝酸根態(tài)氮mg/L(氮計(jì))00.05影響糖化進(jìn)行，妨礙酵母發(fā)酵，使酵母變異，口味改變，并有致癌作用氨態(tài)氮mg/L00.5表明水源受污染的程度氯化物mg/L20～60<100適量，糖化時(shí)促進(jìn)酶的作用，提高酵母活性，啤酒口味柔和；過量，引起酵母早衰，啤酒有咸味硫酸鹽mg/L<100240過量使啤酒澀味重鐵mg/L<0.05<0.1過量水呈紅或褐色，有鐵腥味，麥汁色澤暗錳mg/L<0.03<0.1過量使啤酒缺乏光澤，口味粗糙硅酸鹽mg/L<20<50麥汁不清，發(fā)酵時(shí)形成膠團(tuán)，影響發(fā)酵和過濾，引起啤酒混濁，口味粗糙高錳酸鉀消耗量mg/L<3<10超過10mg/L時(shí)，有機(jī)物污染嚴(yán)重，不能使用微生物

細(xì)菌總數(shù)<100個(gè)/ml，不得有大腸桿菌和八疊球菌

超標(biāo)對(duì)人體健康有害三、水中影響啤啤酒質(zhì)量的主主要因素1．水的硬度水中所含鈣鈣離子、鎂離離子和水中存存在的碳酸根根離子、硫酸酸根離子、氯氯離子、硝酸酸根離子所形形成鹽類的濃濃度稱為水的的硬度。我國國規(guī)定1升水中含有10mg氧化鈣為1od（德國度）。淡淡色啤酒要求求使用8od以下的軟水水，深色啤酒酒可用12od以上的硬水水。硬度的法法定計(jì)量單位位是以mmol//L表示的，1mmoll/L=2.8044od。水的硬度分分為暫時(shí)硬度度（也稱為碳碳酸鹽硬度，指指水中鈣、鎂鎂的碳酸氫鹽鹽濃度）、永永久硬度（也也稱為非碳酸酸鹽硬度，指指水中鈣、鎂鎂的硫酸鹽、碳碳酸鹽、硝酸酸鹽等濃度）和和負(fù)硬度（含含鉀、鈉的碳碳酸氫鹽濃度度），也可以以鈣硬和鎂硬硬來分類,見表1-4-2。表1-4-2水中鈣硬和和鎂硬的分類類總硬度鈣硬度鎂硬度Ca（HCO3）2CaSO4CaCl2Ca（NO3）2Mg（HCO3）2MgSO4MgCl2Mg（NO3）2水的殘余堿堿度（ResiddueAllkalinnity，簡稱RA）是對(duì)水中中具有降酸作作用和增酸離離子的綜合評(píng)評(píng)價(jià)，可以預(yù)預(yù)測水中碳酸酸氫鹽、鈣硬硬、鎂硬對(duì)麥麥汁和啤酒的的影響程度，是是衡量水質(zhì)的的一項(xiàng)重要指指標(biāo)。水的殘余堿堿度（RA）=水的總堿度度－抵消堿度度當(dāng)水中不含NaHCOO3時(shí)，水中的HCO3--主要與Ca2+、Mg2+結(jié)合，成為為相應(yīng)的鹽，此此時(shí)，水的總總堿度（GA）就是水的的碳酸鹽硬度度（暫時(shí)硬度度），兩者表表示方法相同同，均以mmol//L表示。如果果水中含有NaHCOO3，則水的總總硬度大于碳碳酸鹽硬度，此此水呈負(fù)硬度度。抵消堿度是是指Ca2+、Mg2+的增酸效應(yīng)應(yīng)抵消碳酸氫氫鹽降酸作用用所形成的堿堿度。抵消堿度為為：鈣硬/3.5+鎂硬/7因此，水的的殘余堿度（RA）為：RA=GA－（鈣硬/3.5+鎂硬/7）釀造不同的的啤酒，對(duì)水水的RA值要求也不不同。淡色啤啤酒RA值≤5od，深色啤酒RA值＞5od，黑色啤酒RA值＞10od。若釀造淡色色啤酒，除RA值之外，總總硬度應(yīng)＜35od（視RA值而定）；；非碳酸鹽硬硬度與碳酸鹽鹽硬度的比值值為（2.5～3.0）：1；鈣硬度：：鎂硬度＞3：1。但一般釀釀造水很難達(dá)達(dá)到，可以通通過調(diào)酸去暫暫時(shí)硬度，加加入鈣鹽增加加永久硬度來來改善比值。加加酸能顯著降降低RA值，但在實(shí)實(shí)際生產(chǎn)中單單靠加酸來降降低RA值，不僅增增加了產(chǎn)品成成本也很難達(dá)達(dá)到好效果。當(dāng)當(dāng)水總硬度和和暫時(shí)硬度都都很高時(shí)，應(yīng)應(yīng)考慮采用其其他方法對(duì)水水進(jìn)行處理，降降低總硬度和和暫時(shí)硬度，這這樣才能從根根本上達(dá)到改改良水質(zhì)的目目的。水的硬度并并非愈小愈好好，實(shí)驗(yàn)證明明水的硬度過過小對(duì)酵母的的生長繁殖不不利。表現(xiàn)在在發(fā)酵過程中中，會(huì)出現(xiàn)降降糖緩慢，發(fā)發(fā)酵時(shí)間過長長，易染菌等等現(xiàn)象。所以以對(duì)水的硬度度的要求，應(yīng)應(yīng)根據(jù)所使用用的酵母菌種種和產(chǎn)品的類類型而定。不同地區(qū)的的水，具有不不同的總硬度度，并且可以以釀制出不同同類型的啤酒酒。當(dāng)Ca2+含量在40mgg/L～70mg//L之間，能保保持啤酒糖化化時(shí)淀粉液化化酶的耐熱性性。如麥汁含含Ca2+在80mgg/L～100mgg/L時(shí)，可促進(jìn)進(jìn)麥汁煮沸時(shí)時(shí)形成單寧－－蛋白質(zhì)－鈣鈣的復(fù)合物，有有利于熱凝固固蛋白質(zhì)的絮絮凝。啤酒發(fā)發(fā)酵中有30mgg/L以上Ca2+時(shí)，能促進(jìn)進(jìn)酵母的凝聚聚性，也能促促進(jìn)形成草酸酸鈣（啤酒石石）的沉結(jié)。但但過多Ca2+會(huì)阻礙酒花a－酸的異構(gòu)構(gòu)，并使酒花花苦味變得粗粗糙。Mg22+的影響和鈣鈣相似，在麥麥芽中含量約約為130mmg/L。啤酒釀造造用水含有10mgg/L～15mg//L的Mg2+已足夠，不不宜超過80mg//L。當(dāng)啤酒中中含Mg2+超過40mg//L時(shí)，會(huì)使啤啤酒變得干、苦苦味重。AccorrdingtoSaalac（1957）指出啤酒酒中的Ca2+、Mg2+平衡對(duì)啤酒酒風(fēng)味有重要要影響，當(dāng)Ca2+：Mg2+=47：24，啤酒有柔柔和協(xié)調(diào)的風(fēng)風(fēng)味。2．水中離子子對(duì)pH值的影響水中的離離子如鈣、鎂鎂和碳酸氫根根離子對(duì)糖化化醪液和麥汁汁的pH值影響較大大，具體如下下：(1)碳酸氫鹽的的降酸作用麥芽中的磷磷酸二氫鉀使使麥芽醪偏向向酸性，并與與水中形成暫暫時(shí)硬度的碳碳酸氫鹽反應(yīng)應(yīng)，生成K2HPOO4，而使醪液液酸度降低，pH值上升。2KHH2PO4+Ca（HCO3）2→CaHPPO4+K2HPOO4+22H2O++2CO22↑有過量的Ca（HCO3）2存在時(shí)，則則上述反應(yīng)繼繼續(xù)，形成Ca3（PO4）2沉淀。4KHH2PO4+3CCa（HCO3）2→Ca3（PO4）2↓+2K2HPOO4+22H2O+2CO2↑同理：2KKH2PO44+Mgg（HCO3）2→MgHPPO4+K2HPOO4+22H2O+2CO2↑

釀造水中，鎂鎂離子含量一一般較鈣離子子低，不易進(jìn)進(jìn)行到Mg3（PO4）2，而只形成MgHPOO4為止。MgHPOO4呈堿性，溶溶解于水，與與堿性的K2HPOO4共存，使醪醪液酸度降低低，pH值上升。因因此，Mg（HCO3）2降酸作用比Ca（HCO3）2強(qiáng)。水中的碳酸酸氫鈣（鎂）可可使麥芽醪液液中的磷酸二二氫鉀轉(zhuǎn)變成成磷酸氫二鉀鉀，使麥芽醪醪液酸度下降降。酸度下降降會(huì)給生產(chǎn)工工藝帶來諸多多的不便，如如：影響酶的的最適作用條條件，糖化效效果差，麥汁汁收得率降低低，可發(fā)酵性性糖降低，酒酒花苦味粗糙糙，發(fā)酵緩慢慢，發(fā)酵時(shí)間間延長，發(fā)酵酵度降低。(2)CCa2+、Mg2+的增酸作用K2HPPO4與形成永久久硬度的硫酸酸鹽（或氯化化物）作用，使使堿性的K2HPOO4又恢復(fù)為酸酸性的KH2POO4：4K22HPO4+3CaSSO4=Ca3（PO4）2↓+2K2HPO4+3K2SO4同理：4K2HPO4+3MgSO4=Mg3（PO4）2↓+2KH2PO4+3K2SO4由于MgSO4形成的酸性KH2PO4較CaSO4形成的少，Ca2+的增酸作用強(qiáng)，是Mg2+的2倍，且Mg2+的風(fēng)味欠佳，生產(chǎn)中采用CaSO4或CaCl2增酸，調(diào)節(jié)pH值。3．Na+、K+的影響啤酒中鈉和鉀主要來自于原料，其次才是釀造水。啤酒中Na+、K+過高容易使淺色啤酒變得粗糙，不柔和，一般啤酒中Na+：K+常常在50～100：300～400。因此要求釀造用水中的Na+、K+含量較低，若兩者超過100mg/L，則這種水不適宜釀造淺色啤酒。4．Fe2+、Mn2+的影響優(yōu)質(zhì)啤酒含F(xiàn)e2+應(yīng)少于0.1mg/L，若啤酒中含F(xiàn)e2+＞0.5mg/L，會(huì)使啤酒泡沫不潔白，加速啤酒的氧化渾濁。若啤酒中含F(xiàn)e2+＞1mg/L會(huì)使啤酒著色，并具有空洞感，鐵腥味。釀造水中的Fe2+最高限量，文獻(xiàn)報(bào)道不一，一般認(rèn)為應(yīng)低于0.2mg/L～0.3mg/L。Mn2+對(duì)啤酒影響與Fe2+相似，同時(shí)它是多種酶的輔基，尤其能促進(jìn)蛋白酶活性。當(dāng)Mn2+水平超過0.5mg/L時(shí)，會(huì)干擾發(fā)酵，并使啤酒著色。釀造水中Mn2+應(yīng)低于0.2mg/L。5．Pb2+、Sn2+、Cr6+、Zn2+等的影響重金屬是酵母的毒物，會(huì)使酶失活，導(dǎo)致啤酒渾濁。除Zn2+以外的重金屬離子在釀造水中均應(yīng)低于0.05mg/L。Zn2+是酵母生長必需的無機(jī)離子，如果麥汁中含有0.1mg/L～0.5mg/L的Zn2+，酵母能旺盛生長，發(fā)酵力強(qiáng)，同時(shí)它還能增強(qiáng)啤酒泡沫的強(qiáng)度。釀造用水中Zn2+可以放寬到低于2mg/L。6．SO42-的影響釀造水中SO42-經(jīng)常和Ca2+結(jié)合，在釀造中能消除HCO3-引起的堿度和促進(jìn)蛋白質(zhì)絮凝，有利于麥汁的澄清。釀造淺色啤酒的水中含SO42-可以在50mg/L～70mg/L之間，過多也會(huì)引起啤酒的干苦和不愉快味道，使啤酒的揮發(fā)性硫化物的含量增加。7．Cl-的影響Cl-對(duì)啤酒的澄清和膠體穩(wěn)定性有重要作用。Cl-能賦予啤酒豐滿的酒體，爽口、柔和的風(fēng)味。釀造水中Cl-含量應(yīng)在20mg/L～60mg/L之間，最高不能超過100mg/L。麥汁中Cl-＞300mg/L時(shí)，會(huì)引起酵母早衰、發(fā)酵不完全和啤酒口味粗糙?，F(xiàn)在啤酒釀造水改良時(shí)，常用CaCl2代替CaSO4，因?yàn)樗恍纬煽酀腗gSO4沉淀。8．NO2-、NO3-的影響NO2-是國際公認(rèn)的致癌物質(zhì)，也是酵母的強(qiáng)烈毒素，它會(huì)改變酵母的遺傳和發(fā)酵性狀，甚至抑制發(fā)酵。在糖化時(shí)會(huì)破壞酶蛋白，抑制糖化，它還能給啤酒帶來不愉快的氣味，釀造水中應(yīng)不含有NO2-。當(dāng)它的含量＞0.1mg/L時(shí)，這種水應(yīng)禁止作為釀造水。NO3-有害作用較小，清潔水中很少有多量的NO3-。在受到生物廢物特別是糞便污染時(shí)，水會(huì)含有較高的NO3-。飲用水的NO3-標(biāo)準(zhǔn)為＜5.0mg/L，與啤酒釀造用水的要求相近。9．F-的影響啤酒釀造水中如果F-＞10mg/L會(huì)抑制酵母生長，使發(fā)酵不正常。釀造用水不應(yīng)含有F-。10．SiO32-、SiO2的影響幾乎所有的天然水中均含有SiO32-，火山地帶的水中SiO32-的含量高達(dá)50mg/L～100mg/L。硅酸在啤酒釀造中會(huì)和蛋白質(zhì)結(jié)合，形成膠體渾濁，在發(fā)酵時(shí)也會(huì)形成膠團(tuán)吸附在酵母上，降低發(fā)酵度，并使啤酒過濾困難。因此高含量的硅酸是釀造水的有害物質(zhì)。慕尼黑的水含SiO32-為5.6mg/L，比爾森釀造水的含量為12mg/L，一般認(rèn)為SiO32-的含量＞50mg/L的水是絕對(duì)不能用于釀造啤酒的。11．余氯的影天然水不含余氯。自來水中的余氯是供水廠在水處理中加氯氣或漂白粉消毒帶來的。啤酒釀造水中應(yīng)絕對(duì)避免有余氯的存在。因其是強(qiáng)烈的氧化劑，會(huì)破壞酶的活性，抑制酵母發(fā)酵。所以，用自來水或自供水（用氯消毒的水）做釀造水時(shí)必須經(jīng)過活性炭脫氯。四、水的處理方法與操作1．加酸法加酸可將碳酸鹽硬度轉(zhuǎn)變?yōu)榉翘妓猁}硬度，使水的殘余堿度降低，降低麥芽汁的pH值，使糖化操作能夠順利進(jìn)行。酸的種類有乳酸、磷酸、鹽酸或硫酸，一般以加乳酸者多。推薦將食用磷酸和鹽酸或硫酸結(jié)合使用，其中糖化鍋、調(diào)節(jié)洗糟用水pH值可添加鹽酸或硫酸，并且可以取消石膏或氯化鈣。調(diào)節(jié)煮沸鍋麥汁pH值可用磷酸或