啤酒的生产工艺简介

啤酒的生产工艺简介文库专用2啤酒生产工艺流程图啤酒生产工艺流程图主要内容啤酒的定义啤酒的生产原料啤酒的酿造工艺简介麦芽的制备麦汁的制备发酵罐的清洗和灭菌啤酒发酵啤酒的澄清与装罐啤酒酿造遇到的几个问题及解决方法二、啤酒的定义以大麦和水为主料，大米或其它谷物、酒花为辅料，经制麦、糖化、酵母发酵酿造而成的一种含有CO2、低酒精度和多种营养成分的饮料酒。纯生啤酒是建立在整个酿造、过滤、包装全过程对污染微生物严格控制的基础上，其特点体现在纯和生这两个字上。纯生啤酒通过严格的过程控制，实现了无菌酿造，杜绝了杂菌污染，保证了酵母的纯种发酵，使啤酒拥有最纯正的口感和风味1、大麦为什么大麦是酿造啤酒的主要原料？分布广，价格廉。皮壳是良好的麦汁过滤介质。发芽力较强、酶系统较完全，丰富的可浸出物。大麦是非主要直接食用作物，用大麦酿酒不会影响人类的口粮供应，这也是现代为什么还一直用大麦的一大原因。三、啤酒生产原料大麦发芽的作用：发芽大麦含有各种水解酶和丰富的大分子物质，且这些酶可以将大分子物质分解，以供酵母生长。产生色香味物质。2、啤酒花啤酒花在啤酒酿造中的作用总结赋予啤酒特有的香气和清爽的苦味；形成啤酒优良的泡沫，增加啤酒的泡沫性和稳定性；使蛋白质沉淀，有利于麦汁的澄清；酒花有抑菌作用，能增强麦芽和啤酒的防腐能力；酒花对啤酒酿造的不利影响是，酒花的花色苷能引起啤酒的非生物性浑浊。3、酵母酵母的生物学特性兼性厌氧微生物。啤酒酵母的种类：上面发酵啤酒酵母：在发酵时随CO2漂浮在液面上，发酵终了形成泡盖，经长时间放置，酵母也很少下沉。下面发酵啤酒酵母：在发酵时，酵母悬浮在发酵液内，发酵终了，酵母很快凝结成块并沉积在容器底，形成紧密的沉淀层。上面酵母和下面酵母的区别上面酵母下面酵母细胞形态圆形卵圆形发酵时的现象聚集上浮聚集下沉芽细胞易形成芽簇不形成芽簇对棉籽糖的分解1/3全部37℃培养生长不生长子囊孢子易形成难形成利用酒精生长能不能啤酒按酵母性质分类上面发酵啤酒：采用上面酵母。发酵过程中，酵母随CO2浮到发酵面上，发酵温度15-20℃。啤酒的香味突出。下面发酵啤酒：采用下面酵母。发酵完毕，酵母凝聚沉淀到发酵容器底部，发酵温度5-10℃。啤酒的香味柔和。世界上绝大部分国家采用下面发酵啤酒。啤酒酵母的主要特性要求1.细胞和菌落形态不同菌株的啤酒酵母有着不同的形态。优良健壮的啤酒酵母细胞，具有均匀的形状和大小，平滑而薄的细胞膜，细胞质透明均一。啤酒酵母在麦芽汁固体培养基上菌落呈乳白色至微黄褐色，表面光滑但无光泽，边缘整齐或呈波状。2.主要的生理特性要求(1)凝聚性凝聚性不同，酵母的沉降速度不同，发酵度也有差异。啤酒生产一般选择凝聚性比较强的酵母。(2)发酵度反应酵母对麦芽汁中各种糖的利用情况，正常的啤酒酵母能发酵葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖和麦芽三糖等。一般啤酒酵母的真正发酵度应为50％～68％左右。(3)酵母死灭温度是指一定时间内使酵母死灭的最低温度，可作为鉴别菌株的内容之一。一般啤酒酵母的死灭温度在52～53℃，若死灭温度增高，则说明酵母变异或污染野生酵母。（4）产孢能力一般啤酒酵母生产菌种都不能产生孢子或产孢能力极弱，而某些野生酵母能很好产孢。根据此特性，可判别啤酒酵母是否混入野生酵母。4、辅助原料（一）种类未经发芽的谷物，如大米、玉米、小麦、黑麦、燕麦和大麦。用量20-30%。可发酵性糖，如蔗糖、糖浆等。用量10%左右。（二）啤酒生产中使用辅助原料的意义1、降低啤酒生产成本；2、降低麦汁总氮，提高啤酒稳定性；3、调整麦汁组分，提高啤酒某些特性5、水酿造用水：糖化用水、洗涤麦糟用水。去硬和酸度改良处理。其它用水：酵母洗涤（杀菌水）、冷却和锅炉用水（自来水）。四、啤酒的酿造工艺(一)麦芽制备通过大麦发芽，根芽和叶芽适当生长，使麦粒中形成大量的各种酶，一部分非活化酶（酶原）得到活化和增长，同时使麦粒的部分淀粉蛋白质和半纤维素等高分子物质得到分解，达到一定的溶解度，以满足酿造啤酒中糖化工艺的需要。麦芽制备目的发芽中产生的水解酶：α-淀粉酶β-淀粉酶支链淀粉酶蛋白分解酶半纤维素酶麦芽制备干燥的目的终止绿麦芽的生长和酶的分解作用，便于贮存、粉碎。麦芽经过焙焦产生色、香、味物质；且根较脆，易于除去。(二)麦汁制备1、麦芽的粉碎的目的比表面积增大；可溶性物质的浸出；有利于酶的作用。2、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。糖化最主要的目的就是把淀粉分解为酵母所能利用的可发酵糖以及低分子糊精等。麦芽中的淀粉分解酶包括：α-淀粉酶、β-淀粉酶、R酶等。淀粉水解包括三个过程，即糊化、液化、糖化。糊化：热水溶液中，水分子大量进入淀粉分子中，体积膨胀，淀粉颗粒吸水膨胀到一定程度，颗粒破裂溶于水中，形成粘稠的溶液，此过程称为糊化。液化：由许多葡萄糖残基组成的淀粉长链（支链淀粉和直链淀粉）被α-淀粉酶迅速分解为许多短链（糊精）。因而使糊化醪液的粘度迅速下降，此过程即液化。由于酶的存在，糊化和液化两个过程几乎同时发生。麦芽淀粉酶的性质和作用方式酶的名称最适作用条件作用方式作用基质分解产物α-淀粉酶pH：5.6-5.8温度：70-75℃失活温度：80℃只能分解淀粉分子内部的α-1,4-糖苷键直链淀粉，支链淀粉麦芽糖、葡萄糖、α-糊精β-淀粉酶pH：5.4-5.6温度：60-65℃失活温度：70℃从非还原基末端的α-1,4-糖苷键两两作用直链淀粉，支链淀粉麦芽糖、β-糊精R-酶pH：5.3温度：40℃最高温度达70℃仍不失活非还原端的α-1,6-糖苷键支链淀粉，α-糊精，β-糊精短链糊精、少量麦芽糖和麦芽三糖糖化温度的控制阶段温度时间作用浸渍阶段35-40℃15-20min酶的浸出和酸的形成；β-葡聚糖的分解蛋白质分解阶段45-55℃不超过1h蛋白质分解成多肽和氨基酸糖化阶段62-70℃60min淀粉被分解成可发酵性糖和糊精糊精化阶段75-78℃60min淀粉进一步分解；其它酶的钝化3、麦芽醪láo过滤目的：获得澄清的麦汁。方法：过滤槽法、压滤机法。第一麦汁：用过滤法提取的糖化醪中的麦汁。第二麦汁：用热水洗出的第一麦汁过滤后残留于麦槽中的麦汁。作用：——蒸发掉多余水分，使麦汁浓缩；——灭菌和灭酶作用（固定麦汁成分）；——溶出酒花的有效成分；——使蛋白质凝固析出，增加啤酒的稳定性。4、麦汁煮沸和酒花添加（1）酒花糟的分离（2）热凝固物的分离热凝固物又称粗凝固物，它是以蛋白质和多酚物质为主的复合物，煮沸的麦汁在冷却到60℃前均可析出（3）麦汁冷却充氧作用：冷却到适于酵母发酵的温度（6-8℃）；通入无菌空气，氧浓度6-10mg/L；将麦汁中的冷凝固物分离出来。5、麦汁处理（三）罐的清洗与消毒⑴微生物的控制污染途径：麦汁冷却、输送管道、阀门、接种、发酵空罐等。检验：洗涤残水细菌总数＜5个/ml，每周一次厌氧微生物检测。罐的清洗与消毒⑵杀菌剂的选择：ClO2、双氧水、过氧乙酸、甲醛等。⑶洗涤方法的选择：①清水→碱水→清水②清水→碱水→清水→杀菌剂（ClO2、双氧水、过氧乙酸）③★清水→碱水→清水→消毒剂→无菌水④★清水→稀酸（磷酸、硝酸、硫酸）→清水→碱水→清水→杀菌剂→无菌水(四)啤酒发酵1、啤酒发酵机理一、主要物质变化1、糖的变化在啤酒发酵过程中，可发酵糖约有96%发酵为乙醇和CO2，是代谢的主产物；2.0％～2.5%转化为其他发酵副产物；1.5％～2.0%作为碳骨架合成新酵母细胞。发酵副产物主要有：甘油、高级醇、羰基化合物、有机酸、酯类、硫化合物等。2、含氮物质的变化在正常的发酵过程中，麦汁中含氮物约下降1/3，主要是约50%的氨基酸和低分子肽为酵母所同化。酵母分泌出的含氮物的量较少，约为酵母同化氮的1/3。啤酒中残存含氮物质对啤酒的风味有重要影响。含氮物质高（450mg／L）的啤酒显得浓醇，含氮量为300～400mg／L的啤酒显得爽口，含氮物质量300mg／L的啤酒则显得寡淡。3、其他发酵产物（1）高级醇类高级醇（俗称杂醇油）是啤酒发酵代谢产物的主要成分，对啤酒风味有重大影响，超过一定含量时有明显的杂醇味。对于一般的啤酒，多量的高级醇是不受欢迎的。啤酒中的绝大多数高级醇是在主发酵期间酵母繁殖过程中形成的。（2）酯类啤酒中的酯含量很少，但对啤酒风味影响很大，啤酒含有适量的酯，香味丰满协调，但酯含量过高，会使啤酒有不愉快的香味或异香味。酯类大都在主发酵期间形成。（3）连二酮连二酮是双乙酰和2，3-戊二酮的总称，其中对啤酒风味起主要作用的是双乙酰。双乙酰被认为是衡量啤酒成熟与否的决定性的指标，双乙酰的味阈值为0．1～0.15mg/L，在啤酒中超过阈值会出现馊饭味。淡爽型成熟啤酒，双乙酰含量以控制在0.1mg/L以下为宜；高档成熟啤酒最好控制在0.05mg/L以下。（4）硫化物挥发性硫化物对啤酒风味有重大影响，这些成分主要有硫化氢、二甲基硫、甲基和乙基硫醇、二氧化硫等。其中硫化氢、二甲基硫对啤酒风味的影响最大。啤酒中的挥发性硫化氢大都是在发酵过程中形成的。啤酒中的硫化氢应控制在0～10μg/L的范围内；啤酒中二甲基硫浓度超过100μg/L时，啤酒就会出现硫磺臭味。（5）乙醛乙醛是啤酒发酵过程中产生的主要醛类，乙醛是酵母代谢的中间产物。当啤酒中乙醛浓度在10mg/L以上时，则有不成熟的口感、腐败性气味；当乙醛浓度超过25mg/L，则有强烈的刺激性辛辣感。成熟啤酒的乙醛正常含量一般＜10mg/L。4、苦味物质发酵过程中，麦汁中近1/3的苦味物质损失掉。主要原因是由酵母细胞的吸附、发酵时间增长等原因造成的。5、pH值的变化麦汁发酵后，pH值降低很快。下面发酵啤酒，发酵终了时，pH值一般为4.2～4.4。pH值下降主要是由于有机酸的形成，同时也由于磷酸盐缓冲溶液的减少。二、影响发酵的主要因素1．麦汁成分α氨基N、还原糖、锌等。2．发酵温度——变温发酵，指主发酵阶段的最高温度。一般低温发酵。下面发酵的类型：低温发酵（接种6～7.5℃，发酵7～9℃）；中温发酵（接种8～9℃，发酵10～12℃）；高温发酵（接种9～10℃，发酵13～15℃）。淡爽型啤酒多采用较高温度发酵。3．罐压4．pH5～65．代谢产物传统的下面发酵法工艺1、主发酵2、后发酵主发酵（以敞口12％麦汁发酵为例）一般工艺过程（1）麦汁冷却至接种温度（6℃左右），流入增殖槽，将所需的酵母量（为麦汁量的0．5％（体积分数）左右）加入，混合均匀。通入无菌空气，使溶解氧含量在8mg/L左右。（2）酵母经繁殖20h左右，待麦汁表面形成一层泡沫时，将增殖槽中的麦汁泵入发酵槽内，进行厌氧发酵。（3）发酵2～3天左右，温度升至发酵的最高温度，进行冷却，先维持最高温度2～3天。以后控制发酵温度逐步回落，主酵结束时，发酵液温度控制在4.0～4.5℃。（4）主发酵最后一天急剧冷却，使大部分酵母沉降槽底，然后将发酵液送至贮酒罐进行后发酵。2.主发酵过程的现象和要求①酵母繁殖期麦芽汁添加酵母8～16h以后，液面上出现二氧化碳小气泡，逐渐形成白色、乳脂状的泡沫，酵母繁殖20h以后立即进入主发酵池，与增殖槽底部沉淀的杂质分离。②起泡期入主发酵池4～5h后，在麦汁表面逐渐出现更多的泡沫，由四周渐渐向中间扩散，泡沫洁白细腻，厚而紧密，如花菜状，发酵液中有二氧化碳小气泡上涌，并将一些析出物带至液面。此时发酵液温度每天上升0.5～0.8℃，每天降糖0.3～0.5％，维持时间1～2天，不需人工降温。③高泡期发酵后2～3天，泡沫增高，形成隆起，高达25～30cm，并因发酵液内酒花树脂和蛋白质-单宁复合物开始析出而逐渐变为棕黄色，此时为发酵旺盛期，需要人工降温，但是不能太剧烈，以免酵母过早沉淀，影响发酵。高泡期一般维持2～3天每天降糖1.5％左右。④落泡期发酵5天以后，发酵力逐渐减弱，二氧化