啤酒釀造優(yōu)秀公開課件

第五章啤酒釀造

本章提要啤酒種類、質(zhì)量標準啤酒釀造的原料麥芽制備麥芽汁制備啤酒的發(fā)酵啤酒的定義（GB）：是以麥芽為主要原料，麥芽糖化后添加酒花，經(jīng)酵母菌發(fā)酵而制成的含CO2的、起泡的、低酒度的釀造酒。Beer,bier,biere→啤酒6000年前，古巴比倫；9000年前，亞述中國近代啤酒是從歐洲傳入的，最早的是1900年俄國技師在哈爾濱建立的啤酒作坊（烏盧布列夫斯基啤酒廠）第一家現(xiàn)代化啤酒廠是1903年在青島由德國釀造師建立的英德啤酒廠。1915年在北京由中國人出資建立的雙合盛啤酒廠。從1903年到1949年的40多年中，中國只建立了不到10個工廠，年產(chǎn)啤酒近1萬噸?，F(xiàn)在，發(fā)展迅速，年產(chǎn)3000萬噸以上，增幅10%左右。第一節(jié)啤酒種類、成分和質(zhì)量標準一、啤酒種類1．上面發(fā)酵啤酒與下面發(fā)酵啤酒是按酵母性質(zhì)不同(上面酵母、下面酵母）而劃分的。

上面發(fā)酵啤酒：已逐漸少有了。如淡色愛爾（PaleAle）、濃色愛爾(DarkAle)、司陶特(Stout)、黑啤酒、波特(Porter)黑啤酒

下面發(fā)酵啤酒:世界上多數(shù)國家采用。如比爾森（Pilsener）、多特蒙德(Dortmunder)、慕尼黑(Munich)、博克(Bock)等。主要品種。2．淡色、濃色和黑色啤酒根據(jù)啤酒色澤而劃分。有：淡色啤酒:5～14EBC，色澤較淺，產(chǎn)量最大。

濃色啤酒:15～40EBC，呈紅色棕色或紅褐色，麥芽香味突出，口味醇厚，苦味較輕，國內(nèi)尚缺乏。黑色啤酒:50～130EBC，多呈紅褐色乃至黑褐色，原麥汁濃度較高，麥芽香味突出，口味醇厚，泡沫細膩，苦味差別較大。4.低濃度、中濃度和高濃度啤酒

按原麥汁濃度不同而劃分。低濃度啤酒：原麥汁2.5～8°P（pauling)，乙醇含量0.8%～2.2%，近十年來產(chǎn)量日增。中濃度啤酒：原麥汁9～12°P，乙醇2.5%～3.5%，幾乎都是淡色啤酒，我國多為此類型。高濃度啤酒：原麥汁13～22°P，乙醇3.6%～5.5%，多為濃色啤酒。5．新品種啤酒

（1）干啤酒（drybeer）發(fā)酵度極高，殘?zhí)菢O低，口味清淡爽口，后味干凈，無雜味。1987年首先由日本推出，之后風(fēng)靡世界。（2）無醇（低醇）啤酒alcohol-freebeer概念非常模糊。一般認為，酒精含量為0.5%(V/V)以下者，可以稱為無醇啤酒，酒精含量在2.5%(V/V)以下者，可以稱為低醇啤酒，目前此類啤酒還未達到正常啤酒所具有的風(fēng)味特點，存在風(fēng)味和質(zhì)量問題。（3）稀釋啤酒是“高濃度麥汁釀造后稀釋啤酒”的簡稱，即制備高濃度麥汁15°P，進行高濃度麥汁發(fā)酵，然后再稀釋成傳統(tǒng)的8～12°P的啤酒。濃、黑色啤酒的感官指標

優(yōu)級一級二級外觀無明顯懸浮物和沉淀物無明顯沉淀物泡沫形態(tài)/泡持性(s)泡沫細膩、掛杯≥210泡沫較細膩、掛杯≥180泡沫較粗≥210色度（EBC單位）濃色黑色15.0～40.0≥40.0

香氣和口味具有明顯的麥芽香氣，口味純正，爽口，酒體醇厚，柔和，殺口，無異味有較明顯的麥芽香氣，口味純正，較爽口，殺口，無異味有麥芽香氣口味較純正較爽口無異味二、啤酒的質(zhì)量標準

項目優(yōu)級一級二級

酒精含量（％）18°16°14°12°11°10°8°≥4.5≥4.4≥4.3≥3.7≥3.4≥3.1—≥4.3≥4.2≥4.1≥3.5≥3.2≥2.9≥2.4≥2.2原麥汁濃度（％）18°16°14°12°11°10°8°18±0.316±0.314±0.312±0.311±0.310±0.38±0.3總酸含量(ml/L)18°16°14°12°11°10°8°≤45≤30≤26二氧化碳含量(%)≥0.4≥0.38≥0.35雙乙酰含量(%)淡色濃色、黑色＜0.13＜0.14＜0.

15＜0.16＜0.20第二節(jié)啤酒釀造原料一、大麥

自古以來大麥是釀造啤酒的主要原料。先將大麥制成麥芽、然后糖化制成麥芽汁，再進行發(fā)酵。大麥適于釀造啤酒的原因：1.

大麥便于發(fā)芽，并在發(fā)芽過程中產(chǎn)生大量的水解酶類2.

大麥種植遍及全球3.

大麥的化學(xué)成分適合釀造啤酒4.

大麥不是人類食用主糧大麥按籽粒在麥穗上斷面的分配形式，可分為六棱、二棱、四棱大麥，一般使用二棱大麥，美國則較流行用六棱大麥。大麥質(zhì)量要求：發(fā)芽力強，發(fā)芽率在95%以上；浸出物含量高，達76%-80%，千粒重大于40g；蛋白質(zhì)含量適當(dāng)，9%-12%；麥粒色澤好，無霉斑，皮薄，有新鮮麥草香；水分含量13%以下。1大麥籽粒的構(gòu)造

胚：由原始胚芽、根胚、盾狀體和上皮層組成，約占麥粒質(zhì)量的2%~5%。胚部含有相當(dāng)多量的蔗糖、棉子糖和脂肪，生命力旺盛。

胚乳：胚的營養(yǎng)庫，約占麥粒質(zhì)量80%~85%，在胚發(fā)芽時胚乳物質(zhì)不斷分解和轉(zhuǎn)化，供給胚的營養(yǎng)。

谷皮：約占谷粒總質(zhì)量的7%~13%，絕大部分為非水溶性物質(zhì)，在制麥過程基本無變化，其主要作用是保護胚。但其中的硅化物、單寧等苦味物質(zhì)對啤酒有不利影響。2大麥的化學(xué)成分大麥除含水分11％～12％（儲藏大麥水分＜13％）外，其他成分有碳水化合物（淀粉、糖類）、蛋白質(zhì)和酶類、纖維素、脂肪、無機鹽等。(1)淀粉碳水化合物中主要是淀粉，占干物質(zhì)的58％～65％，其中直鏈淀粉17%-24%。麥芽淀粉酶作用于直鏈淀粉，幾乎全部轉(zhuǎn)化為麥芽糖和葡萄糖，但作用于支鏈淀粉時，還生成相當(dāng)數(shù)量的界線糊精和異麥芽糖。麥膠物質(zhì)麥膠物質(zhì)(barleygum)以β-葡聚糖最重要，是由大約70%β-1，4鍵和30％β-1，3鍵結(jié)合的葡萄糖鏈構(gòu)成的大分子多糖。發(fā)芽過程中細胞壁的不溶性β-葡聚糖開始分解，變成可溶性物質(zhì)。麥膠物質(zhì)的水溶液粘度很高。溶解良好的麥芽，此種物質(zhì)大部分已分解，但溶解不良的麥芽，此種物質(zhì)分解不完全，將會造成麥汁甚至成品啤酒過濾困難。傳統(tǒng)制麥工藝寧可用低溫發(fā)芽法，也不主張輕易升溫以縮短制麥周期，其原因之一就在于防止β-葡聚糖分解不良而造成過濾困難，降低麥汁的收率。β-葡聚糖也是啤酒非生物混濁的成分之一。β-葡聚糖是啤酒業(yè)公認的有害成分。少數(shù)人認為適當(dāng)?shù)摩?葡聚糖對啤酒泡沫和口味的豐滿感有益。(3)蛋白質(zhì)釀造大麥的蛋白質(zhì)含量為大麥干物質(zhì)的9%～12%。其中有一部分是酶類，大麥經(jīng)過發(fā)芽之后，酶的種類和活力會有所增加。蛋白質(zhì)含量高低及其類型直接影響啤酒質(zhì)量?？煞譃榍宓鞍?、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白。

β-球蛋白等電點較低，為pI4.9，在麥汁煮沸時不可能全部沉淀除去，以致殘存于麥汁及啤酒中。

β-球蛋白含活性-SH基，在空氣存在下，氧化生成-S-S-鍵，形成更難溶解的氧化物，使啤酒混濁，因此，β-球蛋白是對啤酒穩(wěn)定性有害的主要成分之一。多酚單體在氧、金屬離子、H+存在下可聚合氧化成二聚體或三聚體乃至大分子物質(zhì)。聚合多酚更易與蛋白質(zhì)結(jié)合產(chǎn)生沉淀，人們希望此種反應(yīng)發(fā)生于成品啤酒形成之前，而不出現(xiàn)于成品啤酒之中。二、輔助原料包括大米、玉米、小麥以及蔗糖、淀粉糖漿等，用于減少大麥用量。1、啤酒生產(chǎn)中使用輔助原料的意義降低啤酒生產(chǎn)成本，具有經(jīng)濟性；降低麥汁總氮含量，提高啤酒穩(wěn)定性；簡化工藝。2、啤酒輔料的特性大米：原則上凡大米不論品種均可用于釀造，但從啤酒風(fēng)味要求來看，米的食感越好，釀制的啤酒風(fēng)味也越好。我國多數(shù)廠采用。玉米：世界上栽培最廣的糧食品種，也是釀造啤酒的主要輔料。歐美多采用。小麥：我國是世界小麥的主要生產(chǎn)國。小麥發(fā)芽后制成的小麥芽也可作為釀造啤酒的主要原料。一些國家采用。淀粉：蔗糖和淀粉糖漿：在麥汁制造中，用糖或糖漿補充麥汁的浸出物不足?？芍苯蛹拥禁溨蠓绣佒?，工藝簡單，使用方便。三、啤酒花及其制品啤酒花簡稱酒花（hops），又稱蛇麻花、忽布花。蛇麻為大麻科草屬多年生蔓性草本植物，系雌雄異株，用于啤酒釀造者為成熟雌花。啤酒起源于公元前3-5千年，9世紀開始添加酒花為香料，15世紀后才確定為啤酒的通用香料。作用：賦予啤酒香味和爽口的苦味，提高啤酒泡沫起泡性和泡持性，加速麥汁中高分子蛋白質(zhì)的絮凝，增加麥汁和啤酒的生物穩(wěn)定性。1、酒花栽培條件栽培酒花適宜在近寒帶的溫帶地區(qū)，我國酒花主要產(chǎn)地有新疆、內(nèi)蒙、甘肅等地區(qū)。一般的說，酒花適宜在中性土壤、低地下水位、雨水少、長日照的地區(qū)栽培，雖然其他地區(qū)也能栽種酒花，但往往產(chǎn)量低，無法獲得優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)的酒花。2、酒花的主要化學(xué)成分酒花的一般化學(xué)成分：除水分外主要有酒花樹脂（10％～20％）、酒花油（0.5%～2%）、多酚物質(zhì)（2%～5%）、糖類、果膠、蛋白質(zhì)和氨基酸（約5％）脂和蠟等。其中前三者是對釀酒有用的成分：它們賦予啤酒特有的甘味和香味，酒花樹脂還有防腐作用，多酚物質(zhì)則具有澄清麥汁和賦予啤酒以醇厚酒體的作用。酒花樹脂：酒花中最重要的成分，提供啤酒愉快的苦味，主要是α-酸，β-酸及其一系列氧化、聚合產(chǎn)物，過去統(tǒng)稱為“軟樹脂”。它是啤酒苦味的主要來源。它包括α-酸、β-酸等成分，

酒花精油：是酒花腺體含的另一重要成分，經(jīng)蒸餾后成黃綠色油狀物，是啤酒重要的香氣來源，特別是它容易揮發(fā)，是啤酒開瓶聞香的主要成分。

多酚物質(zhì)：約占酒花總量的4-8%⑴在麥汁煮沸時和蛋白質(zhì)形成熱凝固物⑵在麥汁冷卻時形成冷凝固物⑶在后酵和貯酒直至灌瓶以后，緩慢和蛋白質(zhì)結(jié)合，形成氣霧濁及永久渾濁物⑷在麥汁和啤酒中形成色澤物質(zhì)和適當(dāng)?shù)臐?。我國?yōu)級酒花的主要標準

色澤：淺黃綠色，有光澤，褐色花片少于2％香氣：富有濃郁的啤酒花香氣，無異雜氣味?；w完整度：花體基本完整。夾雜物:梗、葉等無害夾雜物不超過1.0％。水分：8.0％-12％。α酸含量(以干態(tài)計):大于6.5％β酸含量(以干態(tài)計):大于2.0％(參考值)包裝密度：320kg／m33、酒花的品種酒花按世界市場上供應(yīng)的可以分為四類：A類：優(yōu)質(zhì)香型酒花，有捷克Saaz，德國的Tettnanger，Spalter等B類：香型酒花，有德國的Hallertauer、Hersbrucker等C類：沒有明顯特征的酒花 D類：苦型酒花，NorthernBrewer等4、酒花的貯藏壓榨酒花，應(yīng)在低溫，隔絕空氣，避光及有防潮措施的條件下貯藏，長期保藏應(yīng)在干燥的條件下，并保證溫度低于-8℃。周轉(zhuǎn)保藏也應(yīng)在0℃以下。貯藏溫度高會引起酒花油的揮發(fā)、氧化，使酒花香氣變差，黃綠色的酒花變成紅褐色，這種酒花就已經(jīng)喪失釀造價值了。5、酒花制品酒花的壓榨品存在運輸、貯藏和使用的不方便，在麥汁煮沸時酒花樹脂的利用率低，在麥汁冷卻和發(fā)酵、貯酒中還將進一步損失，因此，酒花粉、酒花顆粒、各種酒花浸膏等酒花制品越來越受到釀造師的歡迎。酒花粉：我國啤酒廠目前均把商品壓榨酒花，在使用前用錘式粉碎機成顆粒1mm以下的酒花粉。顆粒酒花：顆粒酒花是把酒花粉壓制成直徑為2~8mm，長約15mm的短棒狀，增加其密度，減少其體積，同時也降低了它的比表面積，在充惰性氣體下保藏，酒花更不易氧化。顆粒酒花是世界上使用最廣泛的酒花形式。酒花浸膏：應(yīng)用有機溶劑或CO2萃取酒花的有效物質(zhì)，制成濃縮2~10倍有效物質(zhì)的浸膏，在煮沸或發(fā)酵貯酒中使用。世界酒花產(chǎn)量的25%-30%加工成浸膏。尚有各種類型酒花油、酒花精油等，用于調(diào)整啤酒的香味。

四、啤酒釀造用水啤酒生產(chǎn)用水主要包括加工水及洗滌、冷卻水兩大部分。加工用水中投料水、洗槽水、啤酒稀釋用水直接參與啤酒釀造，是啤酒的重要原料之一，在習(xí)慣上稱釀造水。洗酵母水、啤酒過濾水等也或多或少的進入啤酒。啤酒生產(chǎn)中對釀造用水要求比較嚴格，它除應(yīng)基本符合生活飲用水標準外，還要符合啤酒專業(yè)上的一些要求。啤酒釀造水的性質(zhì)，主要取決于水中溶解鹽類的種類和含量、水的生物學(xué)純凈度及氣味，它們將對啤酒釀造全過程產(chǎn)生很大的影響。1.水源地表水：直接來自雨、雪的匯合，需進行復(fù)雜的水處理后才能成為優(yōu)良的釀造水。地下水：分為潛水、承壓水和泉水，具有清潔、水溫穩(wěn)定、生物少、溶解有無機物等水質(zhì)特點。2水中無機離子對啤酒釀造的影響1.水中碳酸鹽和重碳酸鹽的降酸作用2.水中鈣、鎂離子的增酸作用3.Na+、K+：啤酒中的鉀、鈉主要來自于原料，其次才是釀造水4.Fe2+、Mn2+：主要來自于含鐵土壤和巖石的溶解，也可能來自于輸水系統(tǒng)5.Pb2+、Sn2+、Cr6+、Zn2+等的影響：重金屬離子是酵母的毒物，會使酶失活，并使啤酒渾濁6.

NH4+：若水中NH4+>0.5mg/L，被認為是污染水7.

SO42-：過多會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8.Cl-：對啤酒的澄清和膠體穩(wěn)定性有重要作用，能賦予啤酒豐滿的酒體，爽口、柔和的風(fēng)味9.NO2-、NO3-：NO2-是公認的強烈致癌物質(zhì)，也是酵母的強烈毒素，會改變酵母的遺傳和發(fā)酵性狀，甚至抑制發(fā)酵10.F-：含量太高會引起牙色斑病和不愉快的氣味11.SiO32-、SiO2：高含量的硅酸是釀造水的有害物質(zhì)12.余氯：是強烈氧化劑，會破壞酶的活性，抑制酵母活力，并和麥芽中酚類結(jié)合，形成強烈的氯酚臭。啤酒釀造水中應(yīng)絕對避免有余氯的存在。第三節(jié)、麥芽制備由大麥制成麥芽，稱為制麥。制麥的工藝流程如下：制麥全過程大體可分為原料清選分級、浸麥、發(fā)芽、干燥、除根等過程。制麥是啤酒生產(chǎn)的開始，麥芽制備工藝決定了啤酒的類型。麥芽質(zhì)量將直接影響釀造工藝和成品啤酒的質(zhì)量。制麥目的：使大麥發(fā)芽，產(chǎn)生多種水解酶類，以便通過后續(xù)糖化工序，使大分子淀粉和蛋白質(zhì)得以分解、溶解。而制麥中將綠麥芽烘干將產(chǎn)生必要的色、香和風(fēng)味成分。1大麥的發(fā)芽浸漬后的大麥達到適當(dāng)?shù)慕湺龋ê窟_43％～48％），工藝上即進入發(fā)芽階段，實際上從生理現(xiàn)象來說，發(fā)芽過程是從浸麥開始的。此階段大麥中酶系得到活化，各種水解酶量達到高峰，淀粉、蛋白質(zhì)、半纖維素等達到適當(dāng)?shù)姆纸?。發(fā)芽過程必須準確控制水分和溫度，適當(dāng)通風(fēng)供氧。

大麥和麥芽中的酶類*已發(fā)現(xiàn)大麥中的酶類達數(shù)百種，且每年都有新酶種發(fā)現(xiàn)。經(jīng)過發(fā)芽的大麥所含酶量和種類大量增加。*水解酶的形成是大麥轉(zhuǎn)變成麥芽的關(guān)鍵所在：α-淀粉酶：發(fā)芽后在糊粉層內(nèi)大量形成β-淀粉酶：原大麥中存在相當(dāng)數(shù)量的β-淀粉酶，有游離態(tài)和結(jié)合態(tài)兩種，大部分存在胚中。支鏈淀粉酶：蛋白分解酶：分為內(nèi)肽酶和端肽酶。通常指內(nèi)肽酶，是關(guān)系到麥芽溶解和啤酒質(zhì)量的重要酶類。半纖維素酶類：半纖維素是胚乳細胞壁的主要組成部分，而細胞壁在制麥過程的分解是大麥胚乳分解的主要內(nèi)容，所以它是麥芽溶解的先驅(qū)者。發(fā)芽過程中物質(zhì)的變化物理及表觀變化：浸麥后麥粒吸水膨脹，體積約增加1/4。胚乳溶解各部分是不對稱的，主要是由于酶的形成系從糊粉層逐漸向外擴展。糖類的變化：最主要是淀粉的相對分子質(zhì)量有所下降，經(jīng)過制麥過程可溶性糖分大量積累，這是由于淀粉、半纖維素、及其他多糖被酶水解的綜合結(jié)果。蛋白質(zhì)的變化：蛋白質(zhì)分解是制麥過程的重要內(nèi)容，部分蛋白質(zhì)分解為肽和氨基酸，分解產(chǎn)物分泌至胚，用于合成新的根芽和葉莖，因此，蛋白質(zhì)有分解也有合成。半纖維素和麥膠物質(zhì)變化：實質(zhì)是細胞壁的分解胚乳的溶解：麥芽的溶解是從胚乳附近開始的，沿上皮層逐漸向麥粒尖端發(fā)展，靠基部一端比麥粒尖端溶解較早，較完全，酶活性相對較高。酸度的變化：發(fā)芽過程中酸度主要表現(xiàn)為酸度提高，但此時麥汁溶液的pH值變化不大，這主要是由于磷酸鹽的緩沖作用。其他變化：無機鹽類稍有下降；多酚物質(zhì)實質(zhì)上沒有增減等。2綠麥芽的干燥發(fā)好芽的麥芽稱綠麥芽，要求新鮮、松軟、無霉?fàn)€；溶解（指麥粒中胚乳結(jié)構(gòu)的化學(xué)和物理性質(zhì)的變化）良好，手指搓捻呈粉狀，發(fā)芽率95％以上；葉芽長度為麥粒長度的2／3～3／4。綠麥芽不能貯藏也不能糖化，必須經(jīng)過干燥終止酶作用，除去生青味，產(chǎn)生特定的麥芽色香味，最后除根入倉存放數(shù)周，方能進入糖化。

第四節(jié)、麥芽汁制備麥芽汁制備是將固態(tài)麥芽、非發(fā)芽谷物、酒花等用水調(diào)制加工成澄清透明的汁液（麥汁）的過程。包括原輔料粉碎、糖化、麥汁過濾、麥汁煮沸和添加酒花、麥汁冷卻等幾個過程。

一、麥芽及輔料的粉碎目的：使整粒谷物經(jīng)粉碎后有較大的比表面積，使物料中貯藏物質(zhì)增加和水、酶的接觸面積，加速酶促反應(yīng)及物料的溶解。麥芽粉碎：方法有干粉碎、增濕干粉碎和濕粉碎，1980年代后德國又推出連續(xù)浸漬濕粉碎。我國都有采用，但中、小型廠還是以干粉碎為主。要求破而不碎。谷物輔料粉碎：用輥式粉碎機粉碎。要求有較大的粉碎度，粉碎成細粉狀，有利于糊化和糖化。二、糖化是利用麥芽中所含有的各種水解酶，在適宜的條件下將麥芽和輔助原料中的不溶性大分子物質(zhì)（淀粉、蛋白質(zhì)、半纖維素及其中間分解產(chǎn)物等）逐步分解為可溶性低分子物質(zhì)的分解過程。由此制備的浸出物溶液就是麥（芽）汁。糖化時淀粉的變化糊化：又稱α化，是淀粉受熱吸水膨脹，破壞分子的晶狀結(jié)構(gòu)并形成凝膠的過程。液化：淀粉在熱水中糊化形成高粘度凝膠后，如繼續(xù)加熱或受到淀粉酶（主要是α-淀粉酶）的作用，可使淀粉長鏈分子斷裂成短鏈狀小分子、粘度迅速降低的過程。糖化：指麥芽和輔料中的淀粉糊化醪受到淀粉酶的分解作用，形成小分子糊精、低聚糖和以麥芽糖為主的可發(fā)酵性糖的全過程。1、糖化要求首先保證淀粉最大限度地分解成可溶性低聚糊精(在生產(chǎn)中用碘試醪液不變色來鑒別)；又要保證形成適當(dāng)?shù)目砂l(fā)酵性糖。生產(chǎn)中常用兩法來鑒別：一是麥汁極限發(fā)酵度大于70％-75％；另一是糖:非糖的比值，國內(nèi)12°P淺色啤酒麥汁控制在1:0.23-0.35之間，深色啤酒麥汁?？刂圃?:0.3-0.5?！颂帯疤恰笔侵耕溨眠€原法測定的“還原糖”(以麥芽糖計)，包括麥芽糖、葡萄糖、果糖、麥芽三糖及其他有還原性的戊糖和低聚糖。“非糖”是指麥汁浸出物中除了還原性糖類以外的其他所有的浸出物，主要是低聚糊精、含氯化合物、無機鹽、多酚類化合物等。例如:含12％浸出物的某麥芽汁，用還原法測定的還原糖以麥芽糖計為9.0％則該麥汁的糖:非糖比為：9.0％:(12％-9.0％)=1:0.332、影響淀粉水解的因素麥芽質(zhì)量及粉碎度：糖化力強、溶解良好的麥芽，糖化的時間短，形成可發(fā)酵性糖多，可采用較低糖化溫度非發(fā)芽谷物的添加：非發(fā)芽谷物的種類，及添加數(shù)量，支鏈、直鏈淀粉的比例，糊化、液化程度等，將極大的影響到糖化過程和麥汁的組成。糖化溫度：麥芽中β-淀粉酶最適作用溫度為62.5℃，α-淀粉酶的最適作用溫度為70℃，所以，采用糖化溫度趨近于63℃可得到最高可發(fā)酵性糖，趨近于70℃可有最短糖化時間。糖化醪pH：麥芽中各種主要酶的最適pH一般都較糖化醪的pH低，比較合理的糖化pH應(yīng)為5.6左右。另外淀粉酶作用最適pH值也隨溫度變化而變化?？捎檬唷⑷樗猁溠縼碚{(diào)節(jié)。糖化醪濃度：一般淡色啤酒第一麥汁濃度控制在43％～46％為宜；濃色啤酒的第一麥汁濃度可適當(dāng)提高到18％～20％。醪液過稀或過濃對浸出物收得率都有影響。3、糖化中蛋白質(zhì)的水解麥芽的蛋白質(zhì)水解情況對麥汁組分具有決定性意義：蛋白質(zhì)及其水解產(chǎn)物和啤酒的關(guān)系：麥汁中氨基酸過多，影響酵母的增殖和發(fā)酵；而氨基酸過少，酵母又增殖緩慢，最后導(dǎo)致發(fā)酵困難。定型麥汁含氮組分的要求：麥汁中高分子可溶性氮應(yīng)不超過總氮的15%。蛋白質(zhì)水解的控制：糖化時蛋白質(zhì)分解的程度遠遠不如制麥芽時深刻。4、其他變化β-葡聚糖的分解：糖化過程中需促進β-葡聚糖的分解。麥芽谷皮成分溶解：麥芽皮殼中含有谷皮酸，多酚類物質(zhì)，它們的溶解會使麥汁色澤加深，并使啤酒具有不愉快苦澀味，降低啤酒的非生物穩(wěn)定性。三、糖化方法及設(shè)備

煮出糖化法：麥芽醪利用酶生化作用和熱力物理作用，使其有效成分分解和溶解。通過部分麥芽醪的熱煮沸、并醪，使醪逐步梯級升溫至糖化終了。根據(jù)部分麥芽醪液被煮沸的次數(shù)即分為幾次煮出法。浸出糖化法：麥芽醪純粹利用酶作用，用不斷加熱或冷卻調(diào)節(jié)醪溫使之糖化完成。麥芽醪未經(jīng)煮沸。其特點是將全部醪液從一定的溫度開始，緩慢分階段升溫到糖化終了溫度。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，然后升溫至76～78℃進行第二段糖化。該法常用于釀制淡爽型啤酒和干啤酒，它的操作比較簡單，糖化周期短，3h內(nèi)即可完成。復(fù)式糖化法：當(dāng)添加不發(fā)芽谷物(如玉米、大米、玉米淀粉等)時，在進行糖化時必需首先對添加的輔料進行預(yù)處理——糊化、液化(即對輔料醪進行酶分解和煮出)，然后與麥芽醪并醪，即稱為復(fù)式糖化法。外加酶制劑糖化法：在糖化中補充外加酶制劑。即在糖化鍋和糊化鍋內(nèi)添加一定量的α-淀粉酶、蛋白酶以及β-葡聚糖酶等，尤其在糊化鍋內(nèi)添加α-淀粉酶的較多，一般用量為0.4-0.6L/t。外加酶制劑的使用，可加速淀粉糖化和蛋白分解，并可節(jié)省麥芽，增加輔料用量，從而降低成本。尤其在麥芽溶解不良以及酶活性低的情況下，可通過添加酶制劑來補充酶源。糖化設(shè)備糖化工序所需主要設(shè)備為糖化鍋和糊化鍋。煮出糖化法的醪液煮沸也可在糊化鍋內(nèi)進行；在復(fù)式糖化法中，麥芽在糖化鍋下料，輔料在糊化鍋下料，分別單獨進行糊化和糖化后再并醪到糖化鍋共同糖化；一般糊化鍋是帶加熱裝置(如球底夾套)的，糖化槽是平底、沒有加熱裝置的，但為了調(diào)整工藝的方便，現(xiàn)在糖化鍋和糊化鍋兩者的外形和構(gòu)造大致相同。有圓筒形、矩形鍋，以前者較多采用，后者較少采用。圓筒形糊化、糖化鍋結(jié)構(gòu)矩形糖化鍋四、麥芽醪的過濾糖化結(jié)束時，已經(jīng)基本完成了大分子物質(zhì)的分解和萃取，必須在最短時間內(nèi)把麥汁和麥糟分離，以得到澄清的麥汁，并獲得良好的浸出物收得率。麥汁過濾分兩步進行，首先用過濾方法提取糖化醪中的麥汁，此稱為第一麥汁或過濾麥汁；然后利用熱水洗出第一麥汁過濾后殘留于麥槽中的麥汁，此稱為第二麥汁或洗滌麥汁。過濾方法可分為過濾槽法、壓濾機法和快速滲出槽法。前二是傳統(tǒng)方法，但普遍采用。1.過濾槽法國內(nèi)以該法為主1)過濾槽主要結(jié)構(gòu)：是由不銹鋼制成的圓桶形體，槽底大多是平底，配有弧球形或錐形頂蓋。2)過濾程序及工藝控制：糖化醪溫度75-78℃，麥糟層35cm左右。第一麥汁過濾時間45-90min；第二麥汁過濾時間90-45min，殘?zhí)菨舛?.0-1.5%左右，總過濾時間3h。洗糟水溫75-80℃，過濾壓差200-300Pa.2.壓濾機法是由容納糖化醪的濾框和分離麥汁的濾布及收集麥汁的濾板等若干組件，再配以頂板、支架、壓緊螺桿或液壓系統(tǒng)組成。該法過濾速度快，操作也可自動控制。

麥糟的輸送從過濾槽或壓濾機排出的麥糟為干式，進入過濾設(shè)備附近中間貯槽，再通過輸送，至廠區(qū)邊的麥糟出售罐。五、麥汁的煮沸和酒花的添加煮沸麥汁的目的

1.蒸發(fā)水分，濃縮麥汁，達到規(guī)定的麥汁濃度；2.鈍化酶、麥汁滅菌，保證在后續(xù)發(fā)酵過程中麥汁組分一致；3.使蛋白質(zhì)變性和絮凝，避免由蛋白質(zhì)造成的啤酒渾濁；4.排除麥汁中異雜臭味；5.浸出酒花中有效成分，賦予麥汁苦味與香味。麥汁煮沸強度的控制煮沸強度：在沸騰時每小時蒸發(fā)的水分量相當(dāng)于原麥汁的百分數(shù)。一般煮沸時間70-90min,濃色啤酒可適當(dāng)延長一些，煮沸強度達到8%-10%以上。煮沸方法可用常壓法或高壓法。酒花添加酒花是在煮沸麥汁中添加的。酒花添加量應(yīng)根據(jù)啤酒的類型、酒花質(zhì)量、煮沸條件而定。一般可以酒花中α-酸含量和啤酒苦味值來確定添加量。目前我國的添加量為0.8～1.3kg/m3麥汁，在南方地區(qū)較低，為0.5～1.0kg/m3麥汁。傳統(tǒng)啤酒釀造多采用分次添加法，目的是盡量萃取不同品質(zhì)酒花的不同酒花成分。添加2-3次者較常見。酒花添加的原則是先差后好，先苦型后香型。品質(zhì)好的和香型酒花一般在煮沸結(jié)束前10min加入，以賦予啤酒較好的酒花香味。酒花制品的添加方法：酒花粉、顆粒酒花、酒花浸膏和整酒花的添加方法基本相同。另外酒花油還可在下酒時添加。六、麥汁的處理由煮沸鍋放出的定型熱麥汁，在進入發(fā)酵前還需要進行一系列處理，才能制成發(fā)酵麥汁。這些處理包括：酒花糟分離、熱凝固物分離、冷凝固物分離、冷卻、充氧等。傳統(tǒng)酒花分離器新型酒花分離器酒花糟分離器：罐底帶篦子熱凝固物的分離

1）熱凝固物成分粗蛋白質(zhì)50％-60％酒花樹脂16％-20％灰分2％-3％多酚等有機物20％-30％2）在回旋沉淀槽進行熱凝固物的分離裝置在糖化室的煮沸鍋旁，盡可能縮短輸送管長度，輸送泵也應(yīng)采用低速渦輪泵，麥汁切線進槽具有收集底的回旋沉淀槽平底回旋沉淀槽麥汁的冷卻麥汁煮沸定型后，必須冷卻到酵母適宜繁殖的溫度，為后續(xù)發(fā)酵創(chuàng)造條件。下面酵母發(fā)酵要求冷至4-8℃，上面酵母發(fā)酵可冷至10-12℃。冷卻過程溫度應(yīng)保持一致，不要忽高忽低，否則會造成酵母的衰老或發(fā)酵不正常。冷凝固物分離

1）冷凝固物分離出熱凝固物后、澄清的麥汁，隨著冷卻的進行，在50℃以下時麥汁中會重新析出混濁物質(zhì)，稱冷凝固物。在25℃左右時析出的冷凝固物最多。冷凝固物主要是由麥汁中β-球蛋白、醇溶蛋白δ和ε區(qū)分解的高肽物質(zhì)，與麥汁中多酚物質(zhì)以氫鍵相聯(lián)，變成不溶性物質(zhì)而成為凝固物。由于冷凝固物顆粒是彈丸形，直徑僅0.1-1.0μm，所以，它的混濁僅僅是膠體混濁，象霧濁狀。如果當(dāng)麥汁重新加熱至60℃，蛋白質(zhì)和多酚之間連接的氫鍵斷裂，蛋白質(zhì)可重新水化，麥汁又恢復(fù)透明。它和瓶裝啤酒的“冷霧濁”完全一致。冷霧濁物的組成：多肽45％-65％、多酚30％-45％、多糖2％-4％、灰分1％-3％，相對分子量在104-105之間，具有兩個等電點，pH3.9和pH8.0。在麥汁中帶有負電荷。2）冷凝固物分離方法酵母繁殖槽法：冷卻麥汁添加酵母后，在開口或密閉的酵母繁殖槽內(nèi)停留14-20h（剛開始起沫前)，即由浮球出液法泵出上層澄清麥汁，或用位差法，在底部小心排出澄清麥汁，殘留在器底沉渣中的有冷、熱凝固物及死酵母等。冷靜置沉降法：硅藻土過濾法：麥汁離心分離法：盤式離心分離機浮選法：關(guān)鍵在于混合的空氣形成泡沫的細密度麥汁的充氧冷卻過程中充入無菌壓縮空氣，此時氧化反應(yīng)微弱，氧能在麥汁中較好地呈溶解態(tài)，并且有利于凝固物的析出。

第五節(jié)、啤酒的發(fā)酵一、酵母菌及其培養(yǎng)

1.關(guān)于啤酒酵母的分類啤酒釀造的酵母菌按分類學(xué)大都屬于釀酒酵母（Saccharomycescerevisiae）種。但啤酒酵母的菌株很多，近年來通過雜交和誘變，新的優(yōu)良菌種還不斷出現(xiàn)。在酵母的命名上，有的使用傳統(tǒng)使用的名稱，有的則用啤酒廠、研究機構(gòu)或菌種保藏單位的名稱。特別在生產(chǎn)企業(yè)，尤其喜歡沿用老名稱。在啤酒釀造界中，常常按照發(fā)酵特性(對棉子糖發(fā)酵利用的情況)分為兩個“種”，即啤酒酵母和葡萄汁酵母。啤酒酵母：部分發(fā)酵棉子糖。葡萄汁酵母：能全部發(fā)酵棉子糖。啤酒酵母

(SaccharomycescerevisiaeHansen)能發(fā)酵葡萄糖、麥芽糖、蔗糖。因為沒有蜜二糖水解酶，不能發(fā)酵蜜二糖，不發(fā)酵乳糖，棉子糖能發(fā)酵1／3。在麥汁中25℃培養(yǎng)三天，細胞為圓形、卵形、橢圓形到臘腸形。按細胞長與寬之比又可分成三組:第一組細胞長寬比為1:1-2(＜2)，細胞為圓形或卵形。又可分成大、中、小三型。主要用于酒精(淀粉質(zhì)原料)和白酒等蒸餾酒的生產(chǎn)，其中如德國2號、德國12號(Rasse)，應(yīng)用極為廣泛。這組還包括了葡萄酒酵母和魏氏酵母。第二組長寬比為1:2，以長卵形為主。細胞出芽長大后不脫落，再出芽，易形成假菌絲。主要用于啤酒、果酒釀造和面包發(fā)酵。在啤酒釀造中易漂浮在泡沫層中進行發(fā)酵，發(fā)酵終了也很少下沉，稱上面發(fā)酵酵母(TopFermentationYeast)。第三組長寬比＞2，細胞為長圓形至臘腸形，耐高滲透壓，用于糖蜜酒精和朗姆酒生產(chǎn)。如臺灣396號酵母。葡萄汁酵母(S.

uvarumBeiyernch)1970年Lodder把卡爾斯伯酵母(S.carlsbergensisHensen)、類哥酵母(S.logosV.ZearetDenamur)及葡萄汁酵母，合并成一種，即葡萄汁酵母（S.

uvravumBeiyernch）。此類酵母的糖類發(fā)酵特征相同，均能全部發(fā)酵棉子糖。但在啤酒釀造界還是喜歡沿用卡爾酵母這一老名稱，此類酵母在制造Lager型啤酒時采用，在發(fā)酵時隨產(chǎn)生的CO2在醪內(nèi)上下對流，近發(fā)酵結(jié)束時凝集沉降，而聚于器底，所以稱“下面發(fā)酵酵母”(BottomFermentationYeast)。實際在分類學(xué)上，葡萄汁酵母的學(xué)名是釀酒酵母（Saccharomycescerevisiae）（參《酵母分類學(xué)研究》3rd）。各菌株之間的差別，主要在繁殖速率、增殖倍數(shù)、代謝產(chǎn)物中某些物質(zhì)的多少、凝聚性、耐性、抗性等所謂“生產(chǎn)特性”上的有差別。這些非遺傳特性是易變的。目前國內(nèi)啤酒廠基本上都使用下面發(fā)酵酵母。由于各啤酒廠選育了自己獨特的菌株，如：青島卡爾酵母、首啤酵母、沈啤1號、沈啤5號等，因此形成了釀造技術(shù)和啤酒風(fēng)味的多樣化。2.啤酒酵母的凝絮性指發(fā)酵結(jié)束后沉于器底的性能，是重要的生產(chǎn)特性，會影響酵母回收再利用于發(fā)酵的可能，影響發(fā)酵速率和發(fā)酵度，影響啤酒過濾方法的選擇，乃至影響到啤酒風(fēng)味。整個發(fā)酵階段，酵母完全分散在發(fā)酵液內(nèi)，即使發(fā)酵完全停止時，酵母也是以單個或數(shù)個形式懸浮在液體中。發(fā)酵結(jié)束時，器底只有少量松散沉淀酵母，大量酵母分散于液體中，如輕輕震蕩器皿，沉淀酵母立刻浮起，再形成沉淀需很長時間?！湫头悄跣曰颉胺勰┬徒湍浮?。發(fā)酵初期酵母是分散的，達到某發(fā)酵度，酵母在發(fā)酵液中細胞密度突然降低，器底逐漸沉結(jié)酵母凝塊，發(fā)酵結(jié)束時，發(fā)酵液中細胞密度很低，即使強烈振動器皿打散凝塊，靜置短時間也立即形成凝塊?！Q作凝聚性酵母。介于上述兩者之間，發(fā)酵減弱后，酵母開始形成不很緊密的絮狀沉淀，發(fā)酵結(jié)束時，器底形成較多沉淀，經(jīng)震蕩，酵母較快分散，靜置一段時間，又能重新沉降。——此類酵母稱作“凝絮性”酵母，是目前釀造中用于快速發(fā)酵制造清爽型啤酒常采用的酵母。酵母菌凝絮性的分類在最適發(fā)酵溫度25-27℃下，酵母對麥汁中可發(fā)酵性糖類的最大可能發(fā)酵程度。實際上主要反應(yīng)酵母對麥汁中麥芽三糖的發(fā)酵能力和發(fā)酵極限。近代啤酒比較傾向于高發(fā)酵度，相應(yīng)也要求酵母麥汁極限發(fā)酵度高?？捎脴O限外觀發(fā)酵度E＝80土3％作為第一級篩選，淘汰對麥汁糖利用率低的菌株。3關(guān)于酵母的麥汁極限發(fā)酵度4關(guān)于雙乙酰峰值和還原速度

世界各國優(yōu)質(zhì)淺色啤酒的雙乙酰含量均在0.03-0.06mg/L。從1970年代以后，世界啤酒先進國均在優(yōu)選低雙乙酰酵母菌株及改進發(fā)酵技術(shù)以后，很好地解決了此問題，而我國不少啤酒廠至今還被雙乙酰能否及格所困擾。我國啤酒發(fā)酵成熟指標中雙乙酰＜0.13-0.20mg／L，或更低0.05mg/L。從丹麥、荷蘭、德國、比利時等國啤酒酵母分離底物中得到的若干菌株，發(fā)現(xiàn)這些酵母在產(chǎn)生雙乙酰方面具有如下特點：雙乙酰峰值低，在麥汁α-氨基氮在160mg/L以上時，峰值僅為0.3-0.4mg/L，而我國傳統(tǒng)酵母高達0.7-1.0mg/L，有些退化菌株高達2.0mg/L。雙乙酰峰值出現(xiàn)在發(fā)酵第二至第三天。主酵第三至第四天雙乙酰迅速下降，在主酵結(jié)束時，雙乙酰已降到0.20mg/L以下。即雙乙酰還原速度快。在8-12℃后酵時，雙乙酰還原快，5-7d可降至0-10mg/L以下。雙乙酰的前驅(qū)物質(zhì)(α-乙酰乳酸)在啤酒中很少殘留，因此，啤酒裝瓶消毒以后，不會因為乙酰乳酸氧化形成雙乙酰，升高值近在0.01-0.03mg/L，而我國某些工廠成品啤酒常常要升高0.05-0.07mg/L。我們認為發(fā)酵技術(shù)可能是主要原因。5啤酒酵母的擴大培養(yǎng)大規(guī)模生產(chǎn)使用的酵母菌，必須首先由保存的純種酵母經(jīng)擴大培養(yǎng)，達到一定數(shù)量后，才能供生產(chǎn)使用。“菌種”是發(fā)酵工業(yè)“活的靈魂”。如：在啤酒生產(chǎn)中最能影響釀酒工藝和控制因素的是啤酒酵母菌，最能決定啤酒品質(zhì)的因素也是啤酒酵母菌種。近代發(fā)酵規(guī)模越來越大，對酵母的培養(yǎng)、擴大、接種等的要求也越來越嚴。各廠擴大培養(yǎng)方式和順序大致相同。以上從斜面試管到卡氏罐培養(yǎng)為實驗室擴大培養(yǎng)階段；漢生罐以后的培養(yǎng)為生產(chǎn)現(xiàn)場擴大培養(yǎng)階段。

關(guān)于漢生罐系統(tǒng)：啤酒生產(chǎn)中都把漢生罐作為保存生產(chǎn)菌種的手段。即從漢生罐壓出大部分酵母培養(yǎng)物后，仍保留15％左右的培養(yǎng)物于罐內(nèi)，以備下次擴大培養(yǎng)時再加入新鮮麥汁即可啟動種子液的培養(yǎng)，正常情況下這樣保存的酵母可連續(xù)使用半年左右。是由2組罐子組成，是近代培養(yǎng)酵母的設(shè)備基礎(chǔ)。(1)200L左右麥汁殺菌罐，內(nèi)設(shè)蛇管或夾套，外接三通管路，分別通蒸氣、冷卻水，罐底進出麥汁，可通無菌空氣攪拌麥汁。(2)1-2只200L左右培養(yǎng)罐，內(nèi)設(shè)夾套，外接三通管路，可通冷卻水、普通12-15℃水，罐保壓20-40kPa，罐頂有調(diào)壓閥或二氧化碳排出管（接水封）。

菌種擴大培養(yǎng)過程(1)原始菌種的保藏和選育：復(fù)壯時進行單細胞分離，并需要進行一系列生理生化特性和生產(chǎn)性能的測定，包括釀酒口味的鑒評等。保證所用菌種一定是性能最優(yōu)良的。(2)擴培過程的無菌操作：純種接種、無菌操作技術(shù)

（3）優(yōu)良的培養(yǎng)基：特殊營養(yǎng)的麥芽汁培養(yǎng)基。（4）恰當(dāng)?shù)臄U大比例：會影響到起始細胞濃度、擴大培養(yǎng)時間、酵母菌齡一致性以及在擴大培養(yǎng)中抵抗雜菌污染的能力等?！獢U大比遵循的原則：在漢生罐以前各級，由于采用較高培養(yǎng)溫度(25-27℃)，酵母倍增時間短，無菌操作條件好，擴大比可采用1:10-20；反之，漢生罐以后各級，采用低溫培養(yǎng)(不大于13℃)，酵母倍增時間長，雜菌污染機會多，擴大比宜小，一般1:4-5。

（5）恰當(dāng)?shù)囊品N時機：在對數(shù)期移種，可獲得出芽最多、死亡率最低、最強壯的種子細胞，而且遲緩期最短，繁殖最旺盛。困難在于如何判別接種后的對數(shù)期?！私馄渖L規(guī)律（作生長曲線）（6）嚴格控制培養(yǎng)條件溫度：應(yīng)采用溫度逐級遞降培養(yǎng)法

通風(fēng)：雖然啤酒酵母在好氣或厭氣條件下都可以繁殖，但繁殖速率不同。好氣條件下繁殖好而快。（7）關(guān)于漢生培養(yǎng)罐的留種和操作每次添加新鮮麥汁前，應(yīng)預(yù)先對留種的漢生培養(yǎng)罐進行手動攪拌或壓縮空氣攪拌。添加的麥汁必須是新鮮、優(yōu)良的麥汁。先在漢生殺菌罐中于壓力0.08-0.01Mpa下殺菌1h，并迅速用殺菌罐內(nèi)的夾套冷卻裝置冷至60℃以下，同時通入無菌空氣進行攪拌并壓到培養(yǎng)罐進行擴大培養(yǎng)。漢生培養(yǎng)罐的留種：特別應(yīng)注意培養(yǎng)時間，切勿使培養(yǎng)過頭，否則在低溫飼養(yǎng)酵母時，由于營養(yǎng)相對缺乏，會加速酵母的衰老。二、傳統(tǒng)啤酒發(fā)酵

傳統(tǒng)的啤酒發(fā)酵分下面發(fā)酵和上面發(fā)酵兩大類型，兩者采用不同的酵母菌種，其發(fā)酵工藝和設(shè)備條件也不相同，制出的啤酒風(fēng)味各異。以下面發(fā)酵工藝比較常見。

1、主/前發(fā)酵在啤酒生產(chǎn)上，酵母的添加和培養(yǎng)是主發(fā)酵的主要內(nèi)容。1）酵母接種量：接種量比較小，接種后細胞濃度常控制在（5-12）×106個/ml。2）酵母添加方法在常規(guī)的發(fā)酵中主要使用干道添加法：干道添加法：在酵母添加器中加入每批麥汁所需的酵母泥，再加入二倍量的冷卻麥汁（6.0～8.0℃），用無菌壓縮空氣充分混勻，壓到前酵池的麥汁中，再用無菌壓縮空氣攪拌均勻，即可。3）前發(fā)酵過程控制

所謂前發(fā)酵，實際上是所接種的酵母泥處于休眠階段(芽生率為0)，酵母和新鮮麥汁接觸后，有較長(數(shù)小時至十小時)生長遲緩期，才能進入出芽繁殖階段，當(dāng)酵母越過生長遲緩期，出芽繁殖細胞濃度達到20×106個／m1時，發(fā)酵麥汁表面開始起沫，此階段為前發(fā)酵。前發(fā)酵時間，隨接種溫度、接種量而變化。一般低溫發(fā)酵常在16-20h，中溫發(fā)酵在12-14h。前發(fā)酵階段糖降不明顯，外觀濃度降在0.5-1.0oP，溫度自然升高0.7-1.0℃。前發(fā)酵完成（麥汁表面出現(xiàn)一層白色泡沫）后即將其轉(zhuǎn)入發(fā)酵罐或主發(fā)酵池（槽）（稱倒槽）進行主發(fā)酵。前發(fā)酵室一般在主酵室上方，以便用自然位差法進行倒槽。前酵池平底，設(shè)有高于池底3-5cm酵母擋，用于阻擋自然沉降的死酵母和冷凝固蛋白質(zhì)。由于前發(fā)酵是酵母啟動階段，室溫一般控制比接種溫度稍高(1-2℃)，無菌要求比主發(fā)酵室更嚴格，發(fā)酵池內(nèi)不設(shè)冷卻排管。起泡期入主發(fā)酵池4～5h后，在麥汁表面逐漸出現(xiàn)更多的泡沫，由四周漸漸向中間擴散，泡沫潔白細膩，厚而緊密，如花菜狀，發(fā)酵液中有二氧化碳小氣泡上涌（又稱低泡期），并將一些析出物帶至液面。此時發(fā)酵液溫度每天上升0.5～0.8℃，每天降糖0.3～0.5oP，維持時間1～2天，不需人工降溫。高泡期發(fā)酵后2～3天，泡沫增高，形成隆起，高達25～30cm，并因發(fā)酵液內(nèi)酒花樹脂和蛋白質(zhì)-單寧復(fù)合物開始析出，泡沫表面逐漸變?yōu)樽攸S色，此時為發(fā)酵旺盛期，需要人工降溫，但是不能太劇烈，以免酵母過早沉淀，影響發(fā)酵。高泡期一般維持2～3天，每天降糖1.5oP左右。2傳統(tǒng)啤酒的主發(fā)酵過程

落泡期

發(fā)酵5天以后，發(fā)酵力逐漸減弱，二氧化碳氣泡減少，泡沫回縮，酒內(nèi)析出物增加，泡沫也變?yōu)樽睾稚４藭r應(yīng)控制液溫每天下降0.5℃左右，每天降糖0.5～0.8oP，落泡期維持2天左右。泡蓋形成期發(fā)酵7～8天后，泡沫進一步回縮，形成泡蓋，應(yīng)即時撇去泡蓋，以防沉入發(fā)酵液內(nèi)。此時應(yīng)大幅度降溫，最后1天急劇降溫以使酵母良好沉淀。此階段可發(fā)酵性糖已大部分分解，每天降糖0.2～0.4oP。3主發(fā)酵沉淀酵母的收集和保存

主發(fā)酵沉淀的酵母應(yīng)收集起來用0℃左右的冷卻水洗滌、并于低溫保存?zhèn)溆?。一般可循環(huán)使用4-5代左右。

4主發(fā)酵池和發(fā)酵設(shè)備

主發(fā)酵池1）外型和尺寸：大多為方形，容積10~100m32）材料：現(xiàn)在開始推廣使用漆料3）冷卻：傳統(tǒng)發(fā)酵池均裝有浸沉式冷卻蛇管主發(fā)酵室1）有良好隔水絕熱層圍護廠房2）有良好調(diào)溫設(shè)備，使主發(fā)酵能維持在6~8℃3）必須有通風(fēng)換氣設(shè)備

5后發(fā)酵和儲酒

啤酒后發(fā)酵又稱啤酒后熟、儲酒。1）目的或作用：*糖類進一步發(fā)酵：在后發(fā)酵中發(fā)酵糖類主要是殘余麥芽糖和主發(fā)酵中大多未發(fā)酵完的麥芽三糖,在后發(fā)酵中可繼續(xù)被發(fā)酵利用。*增加CO2的溶解：主要通過低溫和封罐后發(fā)酵來增加溶解量。CO2是啤酒的重要組成成分，它能賦予啤酒起泡性和殺口性，增加啤酒的防腐性和抗氧化能力，CO2從啤酒中溢出能拖帶啤酒的芳香氣味散發(fā)，增強品質(zhì)表現(xiàn)力。*促進啤酒的成熟通過后發(fā)酵和儲酒，由于酵母的醇脫氫酶還原能力而降低雙乙酰的含量，使啤酒成熟。*促進啤酒的澄清低溫長時間的后發(fā)酵有利于啤酒中多酚類物質(zhì)和蛋白質(zhì)等的沉淀以使啤酒澄清。2）后發(fā)酵操作：將主發(fā)酵后除去多量沉淀酵母的發(fā)酵液送到后酵罐(儲酒罐)內(nèi)，這個過程叫下酒。下酒有上面下酒和下面下酒兩種方式，上面下酒是把酒液經(jīng)管道從儲酒罐的上口注入。下面下酒是將酒液從儲酒罐的下口注人。下酒前應(yīng)用二氧化碳充滿儲酒罐，以驅(qū)除罐內(nèi)氧氣。下酒后的液面上方應(yīng)留10～15cm空隙，作為二氧化碳氣的壓力儲存。下酒后要實行2～3d的敞口發(fā)酵，以排除啤酒中的生青味物質(zhì)。一般下酒后24h就有泡沫從罐口冒出，數(shù)天后泡沫變黃回縮，即行封罐，進行加壓發(fā)酵。

期間對發(fā)酵室溫和罐內(nèi)壓力控制十分重要。封罐1周后，罐壓應(yīng)升到0.05MPa以上，以后逐漸上升，當(dāng)罐壓上升到0.1MPa以上時，應(yīng)緩慢放掉部分二氧化碳。整個后酵過程的罐壓應(yīng)保持相對穩(wěn)定，不可忽高忽低。后發(fā)酵溫度多用室溫控制，或儲酒罐自身具備冷卻設(shè)施時則自身冷卻。傳統(tǒng)的后發(fā)酵，多控制先高后低的儲酒溫度，即前期控制3～5℃，而后逐步降溫至-1～1℃，降溫速度隨不同類型啤酒的儲酒時間而定。

后發(fā)酵時間(也稱酒齡)常根據(jù)啤酒類型、原麥汁濃度和儲酒溫度不同而異，一般來說，淡色啤酒的酒齡較長，濃色啤酒的酒齡較短。國內(nèi)傳統(tǒng)的11～14°P熟啤酒和10～12°P鮮啤酒的酒齡分別為50-75d和30～40d，捷克比爾森外銷啤酒的酒齡則較長，達26～39周。3）關(guān)于啤酒的成熟啤酒成熟的標準是純正、爽口、無異味。其中對風(fēng)味起重要作用的除酯類、醇類、醛類、酮類、酸類以外，就是雙乙酰，其含量高低，直接影響啤酒的風(fēng)味成熟與否。一般它的味感閾值0.1mg／L，超之即有明顯的不愉快、刺激性的餿飯味。大于0.2mg／L時即有類似燒焦的麥芽味。雙乙酰的產(chǎn)生：聯(lián)二酮類化合物（VDK）是啤酒酵母的含氮物質(zhì)生物合成的旁路產(chǎn)物。它包括2，3-丁二酮和2，3-戊二酮，前者即雙乙酰，后者含量很少。合成它們的前驅(qū)物質(zhì)包括α-乙酰乳酸和α-羥基丁酸。它們合起來稱總雙乙酰物質(zhì)。在主酵結(jié)束時總雙乙酰水平在0.20-0.30mg/L，通過后發(fā)酵和儲酒，由于酵母的醇脫氫酶還原作用而含量明顯降低?？刂齐p乙酰的方法a)減少α-乙酰乳酸的生成酵母菌株：不同的酵母菌株，在相同的營養(yǎng)條件和發(fā)酵條件下，形成α-乙酰乳酸的量不同，導(dǎo)致雙乙酰峰值也不同；同時還原雙乙酰的能力也有明顯的不同。因此，啤酒生產(chǎn)中應(yīng)選育雙乙酰峰值低，還原能力強的酵母菌株。適當(dāng)提高麥汁中α-氨基酸含量水平：當(dāng)麥汁中的α-氨基酸小于180mg/L，隨α-氨基酸的增加，雙乙酰含量也逐漸增加。而當(dāng)超過200mg/L時，雙乙酰變化又趨于平穩(wěn)。b)加速α-乙酰乳酸的非酶氧化過程適當(dāng)提高麥汁溶解氧水平：溶解氧含量的提高，將引起麥汁氧化還原值rH的提高。當(dāng)rH>10時，α-乙酰乳酸才能被氧化脫羧生成雙乙酰，如果rH<10，則會造成α-乙酰乳酸在發(fā)酵液中殘留，以致在過濾、灌裝、殺菌時會造成α-乙酰乳酸的氧化脫羧反應(yīng)，使雙乙酰等含量上升，從而使成品啤酒產(chǎn)生餿飯味。調(diào)整麥汁的pH值：α-乙酰乳酸氧化為雙乙酰的最適pH值大約為4.3-4.5，當(dāng)pH>6時，這種氧化將變得困難。酵母在發(fā)酵前期發(fā)酵能力強，產(chǎn)酸力強，能迅速將發(fā)酵液的pH從5.2-5.4降至4.3-4.5。在這樣的低pH和低溫下，α-乙酰乳酸的合成量本來就少，而且又能促進α-乙酰乳酸向雙乙酰的轉(zhuǎn)化，而雙乙酰形成得越早，還原的就可能越多，所以低pH值有利于α-乙酰乳酸向雙乙酰的轉(zhuǎn)化，最終降低雙乙酰的含量。c)加速雙乙酰的還原選用優(yōu)良酵母：不同的酵母菌株，不僅形成雙乙酰峰值的差異很大，而且雙乙酰還原速度也很不同，因此，優(yōu)良酵母菌種的選擇對雙乙酰的含量控制很重要。發(fā)酵過程的控制：采用較低的接種溫度（6-7℃），主發(fā)酵前期低溫（8-10℃）發(fā)酵，并加大酵母的接種量至1.5-1.8x107個/mL，同時控制酵母的使用代數(shù)，盡量不使用超過4代的酵母。當(dāng)酵母外觀發(fā)酵度達到65%時，提高主發(fā)酵后期雙乙酰的還原溫度至12-13℃，加速雙乙酰的還原。當(dāng)外觀發(fā)酵度達70%以上，外觀糖度降至3.5oP時，將罐壓由0.3MPa提高至0.14MPa，可以避免酵母過早沉降，又可以促進雙乙酰滲入細胞內(nèi)，加速發(fā)酵液中雙乙酰的還原。d)其他適量添加酶制劑：隨冷麥汁添加α-乙酰乳酸脫羧酶，不僅可以縮短雙乙酰的還原時間，同時也減少了酒液中α-乙酰乳酸的含量。這樣會大大降低酒液中α-乙酰乳酸的積累?？刂凭埔号c氧的接觸：在啤酒灌封過程中，盡量減少氧的攝入，避免酒在管路中產(chǎn)生渦流，以阻止α-乙酰乳酸的氧化；同時可采用高壓引沫裝置，降低瓶頸中空氣的含量；此外添加抗氧化劑也是一種減少與氧接觸的方式。——綜上所述，啤酒中的雙乙酰含量決定于雙乙酰生成和排除等諸多途徑之間的平衡，在實際生產(chǎn)中，必須根據(jù)具體情況，抓好各環(huán)節(jié)，控制好雙乙酰的含量，以提高產(chǎn)品質(zhì)量。

4）關(guān)于啤酒的澄清：過去啤酒的過濾只有簡單的粗濾，最終包裝后啤酒的透明度、非生物穩(wěn)定性主要取決于后發(fā)酵中的澄清作用、取決于過濾前啤酒的澄清度?，F(xiàn)在，啤酒工業(yè)有各種高技術(shù)澄清方法，相對來說，在后發(fā)酵和儲藏過程對“自然澄清”的依賴就小得多了。

加速澄清的措施：*添加五倍子單寧(鞣酸)——除蛋白*添加明膠或魚膠——除單寧*添加蛋白酶——分解蛋白Collupulin(美國，胃蛋白酶等復(fù)合酶)CollerlsSctintillase(英國，木瓜酶等復(fù)合酶)Malilyase(德國，麥芽蛋白酶)Molsin(日本，霉菌蛋白酶)我國常用菠蘿蛋白酶、木瓜蛋白酶等單一酶制劑，其作用溫度較高(最適作用溫度為45℃、pH5.0)。所以，貯酒期加入效果更佳，它們的作用只是在啤酒巴氏消毒過程中發(fā)揮。三、大型發(fā)酵罐發(fā)酵各國設(shè)計和采用了多種型式的大容量發(fā)酵罐，它們?nèi)萘繌膸资畤嵉綆装賴嵏鳟悾哂型晟频睦鋮s和自控設(shè)施。與我國傳統(tǒng)發(fā)酵相比，有產(chǎn)量大、控制靈活、發(fā)酵周期短、減少廠房投資、降低勞動強度和提高勞動生產(chǎn)率等優(yōu)點。我國從1970年代末開始采用室外錐形罐——圓柱錐底發(fā)酵罐，以逐步取代傳統(tǒng)的室內(nèi)發(fā)酵。目前全國新建和改建的啤酒廠大多采用圓柱錐底罐發(fā)酵的生產(chǎn)方式。

啤酒發(fā)酵新技術(shù)

連續(xù)化啤酒發(fā)酵酒母增殖培養(yǎng)、主發(fā)酵、后發(fā)酵、后熟等過程連續(xù)進行。固定化酵母啤酒發(fā)酵芬蘭、比利時、日本較領(lǐng)先。四、啤酒的過濾和分離經(jīng)過后發(fā)酵的成熟啤酒，大部分蛋白質(zhì)顆粒和酵母已經(jīng)沉淀，也有少量懸浮于酒液中，必須經(jīng)過濾使啤酒澄清，以改善啤酒的生物的、非生物的穩(wěn)定性。對啤酒過濾的要求是：產(chǎn)量大，質(zhì)量好（透明度高），損失小，勞動條件好，CO2損失小，氧吸收少，不易污染，不影響風(fēng)味。實際上不論何種方法要達到完美的效果是很困難的。過濾的原理:

溶液中的顆粒被濾除的機制：1）阻擋作用（篩分作用或表面過濾）2）深度效應(yīng)（機械網(wǎng)羅作用）3）靜電吸附作用過濾介質(zhì)用纖維素加石棉或硅藻土，組成各種不同性質(zhì)的過濾介質(zhì)，廣泛用于啤酒的生產(chǎn)工藝。過濾方式有濾棉過濾、硅藻土過濾、微孔濾芯過濾和板式過濾機過濾等多種。

棉餅過濾法

棉餅是一種精制木漿添加1%~5%的石棉組成的，19世紀末用于釀造業(yè)。作為過濾介質(zhì)的石棉須經(jīng)煅燒和化學(xué)處理，除阻擋作用和深度效應(yīng)外，濾棉中石棉的吸附作用對酒體有重要影響。由于濾棉具有很多缺點，從本世紀30年代后，逐漸被硅藻土法所取代。操作要點：洗棉，壓棉，過濾。硅藻土過濾法

以硅藻土作為助濾劑的過濾方法，比較常用.其特點：可以不斷地添加助濾劑，使過濾性能得到更新、補充，所以，過濾能力強，可以過濾很渾濁的酒，沒有象棉餅?zāi)菢酉疵藓筒鹦兜膭趧?，省氣省水省工，酒液損失也低。板式過濾機是精制木材纖維和棉纖維摻和石棉或（和）硅藻土等吸附劑壓制成的濾板作為過濾介質(zhì)，它沒有濾框，只有濾板，是棉餅過濾機的發(fā)展，有相當(dāng)強度的耐用性。主要用于精濾。微孔薄膜過濾法

微孔薄膜是用生物和化學(xué)穩(wěn)定性很強的合成纖維和塑料制成的多孔膜。優(yōu)點：可以直接濾出無菌鮮酒，有利于啤酒泡沫穩(wěn)定性，成品酒無過濾介質(zhì)污染，產(chǎn)品損失率減少。離心機分離法

多采用錐形盤式離心分離機，轉(zhuǎn)速達7000r／min左右。優(yōu)點：酒損失率降至最低，風(fēng)味物質(zhì)無損失。缺點：澄清度較差，易產(chǎn)生冷混濁。離心分離的效率主要取決于貯酒罐酒液的透明度，上層清酒分離快，下層接近罐底的渾濁物分離較慢。過濾一般分由粗濾和精濾兩步進行?？上扔霉柙逋吝^濾機或濾棉過濾機進行粗濾，或采用離心分離的辦法，以除去啤酒中的較大顆粒物質(zhì)和酵母；再用板式過濾機精濾。經(jīng)粗濾和精濾的啤酒，澄清度較高，非生物穩(wěn)性較好。五、啤酒的包裝和滅菌過濾完畢的啤酒，在清酒罐中低溫存放以備包裝，通常同一批酒應(yīng)在24h內(nèi)包裝完畢。啤酒包裝包括容器洗滌、灌裝兩個過程。根據(jù)灌裝設(shè)備和包裝容器的不同，可生產(chǎn)瓶裝啤酒、罐裝啤酒和桶裝啤酒等。包裝方式可分為瓶裝，罐裝和桶裝。瓶裝產(chǎn)品比例最大；桶裝主要用于鮮啤酒，目前世界很流行；罐裝雖然容器成本高，但節(jié)省運費，省略貼標，也降低滅菌蒸汽量，還便于旅游攜帶，所以一時流行。滅菌熟啤酒滅菌均采用巴氏滅菌。基本過程分預(yù)熱、滅菌和冷卻三個過程，一般以30～35℃起溫，緩慢地(約25min)升到滅菌溫度60~62℃，維持30min，又緩慢地冷卻到30～35℃。然后經(jīng)檢驗、貼標簽，最后裝箱入庫。純生啤酒不經(jīng)過瞬間殺菌，或包裝后不經(jīng)過巴氏滅菌，而是經(jīng)嚴格的過濾除菌并結(jié)合無菌包裝而制成。所謂過濾除菌，即采用微孔過濾，如采用陶瓷濾芯、微孔薄膜等（孔徑大都選用0.45um）。經(jīng)此過濾，可除去酵母菌和啤酒廠常遇的絕大部分污染菌，基本達到無菌要求。所謂無菌包裝，則要求灌裝機和封蓋機本身具備高度無菌狀態(tài)，還要求對包裝容器進行滅菌、從濾酒到裝酒、封蓋過程中都進行無菌操作，以及公用設(shè)施包括二氧化碳、壓縮空氣、引沫水、洗滌用水等都需無菌。滅菌注意：滅菌用水應(yīng)盡可能用低硬度水，以防鈣鎂鹽沉淀噴咀。為防止破瓶中的酒液降低殺菌水的pH，以致腐蝕瓶蓋，可在水中加適量堿液，降低酸度，使pH保持8.0。六、成品啤酒的穩(wěn)定性

隨著工業(yè)化水平的發(fā)展，以及人們生活水平的提高，人們對啤酒的風(fēng)味、澄清度和保質(zhì)期等的要求越來越高。這一切都要求啤酒有高的品質(zhì)。這其中啤酒的穩(wěn)定性是重要品質(zhì)，與啤酒的風(fēng)味、澄清度等指標密切相關(guān)。外觀穩(wěn)定性的破壞：啤酒喪失原有的澄清透明感，變得失光、渾濁及有沉淀。風(fēng)味穩(wěn)定性的破壞：啤酒喪失原有風(fēng)味，風(fēng)味惡化。

1啤酒的生物穩(wěn)定性

經(jīng)過一般過濾的成品啤酒中或多或少存在培養(yǎng)酵母和其他細菌、野生酵母等，由于存在的數(shù)量少（102~103個/ml），啤酒還是澄清、透明的。若在啤酒保存期間，這些微生物繁殖到104~105個/ml以上，啤酒就會發(fā)生口味的惡化，變得渾濁和有沉淀物，此時啤酒稱發(fā)生了“生物渾濁”或“生物穩(wěn)定性破壞”。

目前一般不存在此問題。2啤酒的非生物穩(wěn)定性

經(jīng)過濾澄清透明的啤酒仍然是膠體溶液，還含有大分子膠體物質(zhì)，它們在保存時會發(fā)生一系列變化，使膠體溶液穩(wěn)定性破壞，形成渾濁乃至沉淀。啤酒的澄清透明是暫時的，而渾濁、沉淀終究將會發(fā)生，啤酒之間的差別，僅僅在于穩(wěn)定時間的長短。啤酒生產(chǎn)者在生產(chǎn)啤酒時，都把主要精力放在減少成品啤酒中這些不穩(wěn)定大分子物質(zhì)上，使啤酒在保質(zhì)期內(nèi)始終保持穩(wěn)定。但是，這些不穩(wěn)定的大分子物質(zhì)也是風(fēng)味物質(zhì)，非生物穩(wěn)定性過長的啤酒并不一定口味最好。2.1大分子蛋白質(zhì)所致的混濁是影響啤酒非生物穩(wěn)定性的主要因素之一。

1）消毒混濁(又稱殺菌混濁、熱凝固混濁)：過濾后澄清的啤酒，經(jīng)過巴氏消毒，啤酒中立即出現(xiàn)絮狀大塊或小顆粒(肉眼可見的)懸浮性物質(zhì)——“消毒混濁”。主要是啤酒中存在大分子蛋白質(zhì)或多肽(平均相對分子質(zhì)量為6萬以上)含量高，如大于30mg/L。它們在啤酒消毒時，容易造成水化膜破壞、失去電荷(處于等電點)，從而變性、絮凝，又易和多酚物質(zhì)結(jié)合，結(jié)果以沉淀物而存在。

2）冷霧濁(可逆混濁)麥汁和啤酒中存在較多的β-球蛋、δ醇溶蛋白(平均相對分子質(zhì)量為3萬左右)。此類蛋白質(zhì)在20℃以上可以和水形成氫鍵，呈水溶性，但在低于20℃下，則和多酚以氫鍵結(jié)合，導(dǎo)致和水結(jié)合的氫鍵斷裂，就會以0.1-1μm顆粒(肉眼不可見)析出，造成啤酒失光，濁度上升。如將此啤酒加熱到50℃以上，則和多酚結(jié)合的氫鍵也斷裂，又恢復(fù)和水以氫鍵結(jié)合，又變成水溶性的，則失光消除，濁度恢復(fù)正常，所以，稱“可逆混濁”。3）氧化混濁(永久混濁)啤酒中若存在較多的大分子蛋白質(zhì)，在包裝以后，保存數(shù)周至數(shù)月，啤酒中首先出現(xiàn)顆?；鞚幔缓箢w粒變大，慢慢沉于器底，在器底出現(xiàn)薄薄一層較松散的沉淀物質(zhì)，而啤酒液中又恢復(fù)澄清、透明，其本質(zhì)是：有巰基的蛋白質(zhì)氧化聚合，形成帶二硫鍵的更大分子。總多酚中花色苷、花色素原，也在貯藏時發(fā)生二聚、三聚化反應(yīng)，變成聚多酚。聚多酚又和氧化聚合的蛋白質(zhì)結(jié)合，它們在啤酒中先以小顆粒析出(混濁)，隨著存放時間的延長，聚合度愈變愈大，顆粒也隨之增大，最后變成較緊密的顆粒，沉于器底。此類混濁是由氧化促進，而且加熱啤酒無法消除，所以稱“氧化混濁”或“永久混濁”?？赡婊鞚嵋渤３Ｊ怯谰没鞚岬南日?。4)鐵蛋白混濁若啤酒中含有大于0.5mg/L的Fe2+，就容易引起鐵蛋白混濁。當(dāng)啤酒中含鐵在0.5-0.8mg/L，過濾啤酒可能是澄清的，但消毒以后，不久就會有褐色至黑色的顆粒出現(xiàn)，此是Fe2+氧化成為了Fe3+，并和高分子蛋白質(zhì)結(jié)合形成鐵-蛋白質(zhì)絡(luò)合物。當(dāng)啤酒中鐵大于1.2mg/L，過濾后啤酒濁度也會在0.7EBC單位以上，消毒以后很快超過1.5EBC單位。減少蛋白質(zhì)混濁的方法單寧沉淀法蛋白酶水解法吸附法：蛋白質(zhì)吸附劑：過去用皂土、硅藻土，現(xiàn)用硅膠。由于皂土的非選擇性吸附，會減少啤酒中泡沫蛋白，現(xiàn)代都采用硅膠。硅膠不吸附低、中分子的蛋白質(zhì)，不影響啤酒泡沫，得到釀造師的青睞，特別配合PvPP使用，可提高啤酒非生物穩(wěn)定性一年以上。2.2多酚物質(zhì)所致的混濁在非生物混濁啤酒中，主要是多