啤酒酿造技术(上)

啤酒工艺学于泓鹏[e-mail]广东工业大学轻化学院2主讲内容•啤酒的历史悠久•啤酒的工艺成熟•啤酒是世界性饮料•啤酒的工艺更具代表性酿造酒工艺学黄酒工艺学葡萄酒工艺学啤酒工艺学3啤酒的品牌？4—啤酒是添加酒花经酵母发酵酿制而成的饮料酒，属于酿造酒。—啤酒以麦芽为主要原料，亦即啤酒是以麦芽为主要原料生产的。麦芽使用量应不少于50%。—啤酒应是含二氧化碳、起泡、低酒精度的饮料酒。区别于汽酒和其它配制酒。啤酒的定义？啤酒啤酒————是以是以麦芽麦芽为主要原料，添加酒花，经为主要原料，添加酒花，经酵母发酵酵母发酵酿制酿制而成的，是一种含二氧化碳、起泡、低酒精度的而成的，是一种含二氧化碳、起泡、低酒精度的饮料酒饮料酒。。⎧⎧⎪⎪⎨⎪⎨⎪⎩⎪⎪⎩酿造酒：黄酒、啤酒、果酒含酒精饮料蒸馏酒，烈酒：茅台、五粮液饮料即饮料酒配制酒：用原汁酒、蒸馏酒配制无醇饮料5))啤酒的酿造距今至少已有啤酒的酿造距今至少已有90009000年年的历史。的历史。))公元前公元前40004000年年，伊拉克的北部出现了雕刻的版画上边画着，伊拉克的北部出现了雕刻的版画上边画着22个用大个用大的容器在喝着的容器在喝着啤酒啤酒的人。的人。))公元前公元前25002500年年，建造金字塔的时候，每个劳动力每天得到，建造金字塔的时候，每个劳动力每天得到33--44个面个面包喝包喝22杯啤酒和一些洋葱。杯啤酒和一些洋葱。))公元前公元前18001800年年，巴比伦有详细资料记载啤酒生产过程。，巴比伦有详细资料记载啤酒生产过程。))公元公元10401040年年，世界第一家啤酒厂，世界第一家啤酒厂唯森唯森建立建立。。))公元公元18101810年年，首届慕尼黑啤酒节。，首届慕尼黑啤酒节。))公元公元18811881年年酵母扩培应用到生产中。酵母扩培应用到生产中。))目前目前，世界产量昀大的饮料酒，成为世界性饮料。，世界产量昀大的饮料酒，成为世界性饮料。啤酒在人类历史发展中留下的脚印6我国啤酒的发展历程¾1900年俄国人在哈尔滨建立了中国境内第一座啤酒厂，中国啤酒工业由此肇始。¾1903年英国和德国商人在青岛开办英德酿酒有限公司，生产能力为2000吨，这就是现在青岛啤酒厂的前身。¾1904年在哈尔滨出现了中国人自己开办的啤酒厂--东北三省啤酒厂。¾1935年广州出现了五羊啤酒厂（广州啤酒厂的前身）。¾1958年我国在天津、杭州、武汉、重庆、西安、兰州、昆明等大城市投资新建了一批规模在2000吨左右的啤酒厂，成为我国啤酒业发展的一批骨干企业。¾到1979年，全国啤酒厂总数达到90多家，啤酒产量达37.3万吨，比建国前增长了50多倍。¾2004年中国啤酒总产销量达2540万吨，连续两年超过美国居世界第一，占全球产量的18.6%，每个中国人一年分摊22L。7广东省啤酒业的历程•1935年广东首家啤酒厂——广州五羊啤酒厂(后改名为广州啤酒厂)建立，迈开了广东啤酒生产的第一步。•1985年广东首家年生产力达5万吨的广州市珠江啤酒厂经过3年的筹备正式剪彩投产。•1986年广东蓝带啤酒厂取得美国蓝带啤酒在中国的商标独家使用权，成为广东首家使用外资品牌的啤酒企业。•1991年广东首家中外合资的啤酒企业——广州生力啤酒有限公司成立。•1999年广州珠江啤酒集团公司生产的珠江纯生啤酒，顺利通过国家级鉴定，并发展成为我国产能昀大的纯生啤酒品牌。•2004年全球第三大啤酒商荷兰喜力，入股粤啤。从此，粤啤的主要品牌——金威啤酒将走上一条与洋品牌共舞的发展之路。•2004年珠江啤酒、金威啤酒分别以销售收入27亿元、10亿元排名全国啤酒销售收入第4位和第10位。但是从利润来看，以珠江、金威为代表的广东啤酒企业利润总额却达到5.8亿，利润约占全国啤酒行业利润2成，成为啤酒行业利润昀高的省份。8啤酒趣闻•啤酒厂诞生的《吉尼斯大全》•第一部食品法律文献的由来•为何要碰杯？•啤酒和诺贝尔奖•啤酒与尿布9啤酒与健康1.卫生2.解渴3.提神4.助消化5.利尿6.补充营养7.防病8.减肥¾适可而止﹐暴饮啤酒在健康上存在风险﹐喝多就是伤肝﹐伤胃﹐此外对社会产生不良影响。¾此外，啤酒也是容易诱发痛风的饮料。10啤酒的工艺11啤酒的四大原料大麦大麦：啤酒的灵魂：啤酒的灵魂酒花酒花：：绿色的金子绿色的金子酵母酵母：：酿酒小精灵酿酒小精灵水水：：啤酒的血液啤酒的血液第二章原料12啤酒的灵魂——大麦1.1.大麦便于发芽，并产生大量的水解酶类大麦便于发芽，并产生大量的水解酶类2.2.大麦种植遍及全球大麦种植遍及全球3.3.大麦的化学成分适合酿造啤酒大麦的化学成分适合酿造啤酒4.4.大麦非人类食用主粮大麦非人类食用主粮大麦适于酿造啤酒大麦适于酿造啤酒大麦适于酿造啤酒13一、大麦的形态•大麦粒可粗略分为胚、胚乳及谷皮三大部分14二、大麦的化学成分1.淀粉淀粉是大麦的主要贮藏物，存于胚乳细胞壁内。其中直链淀粉占17～24％，支链淀粉占76～83％。麦芽淀粉酶作用于前者可以全部转化为麦芽糖和葡萄糖，而后者还有相当数量的不能发酵的糊精生成。2.半纤维素和麦胶物质胚乳细胞壁的组成部分，只有当其先被分解后其他水解酶才能进入细胞内分解大分子物质。β-葡聚糖分解完全与否是麦芽溶解好坏的标志。它的存在造成过滤困难，也是啤酒非生物混浊的成分之一15二、大麦的化学成分3.蛋白质（1）清蛋白占3～4％，溶于水和稀的中性盐溶液及酸碱溶液中，是唯一能溶于水的高分子蛋白质。（2）球蛋白占31％，是种子的贮藏蛋白，不溶于纯水，溶于稀酸和稀碱。（3）醇溶蛋白占38％，溶于体积分数为50～90％的乙醇溶液或酸碱溶液，经加热不凝固,麦糟蛋白的主要成分。（4）谷蛋白占29％，不溶于纯水及盐溶液，溶于稀碱，也是麦糟的主要成分。4.多酚类物质多存在于谷皮中，对发芽有一定的抑制作用，使啤酒具有涩味。浸麦过程可以加石灰、碱或甲醛将其部分浸出。易和蛋白通过共价键交联作用而沉淀析出。16三、啤酒酿造对大麦的质量要求1、感观¾有光泽、新鲜稻草香味、皮薄、麦粒短胖、夹杂物少。2、物理检验¾千粒重为30～40g，85%麦粒的麦粒腹径大于2.8mm，粉状粒为80%以上。3、化学检验¾水分含量低于13%，蛋白质含量为9～12%，浸出物一般为72～80%。17四、大麦的贮藏1、大麦的贮藏及后熟¾新收获的大麦水分高，有休眠期，发芽率低，需经一段后熟期才能食用，一般需6～8周，才能达到应有的发芽率。¾提高大麦发芽率的方法：a.贮藏于1～5℃下，能促进大麦生理变化，缩短后熟期。b.用80～170℃热空气处理大麦30～40s，能改善种皮透气性，促进发芽。c.用高锰酸钾、甲醛或赤霉酸等浸麦可打破种子休眠期。新收大麦贮藏60～70d发芽势/%3492发芽率/%429618第二节啤酒糖化的其他原料一、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1516年，德国规定啤酒的原料只有水，麦芽，酵母和酒花，也就是纯酿法。这种全麦芽啤酒成本高，具有麦芽香气突出、酒花香气浓郁、口感醇厚爽口、苦味适中等特点。直到1987年，德国才允许非纯酿啤酒在市场销售。19二、啤酒辅料的特性1、大米大米淀粉含量高，含脂肪低，并含有较多泡持蛋白，用之酿造的啤酒色泽浅、口味纯净，泡沫洁白细腻，泡持性好，是一种优良的啤酒辅料。但其颗粒小，结构紧密，糊化困难，需要较多的酶参与才能糊化、液化。2、玉米颗粒大，易糊化，直链淀粉含量较高。但脂肪含量太高，影响啤酒的风味和泡沫，必须进行脱脂处理。3、小麦小麦是世界播种面积昀大的谷物，我国也是世界小麦主要生产国，利用它作辅料麦汁总氮和α-氨基氮均比大米高，发酵快。但过滤和煮沸麦汁略混浊。20二、啤酒辅料的特性4、淀粉可将玉米、木薯等制成淀粉再利用，但其价格高于原粮，不如原粮经济。5、蔗糖和淀粉糖浆用糖补充浸出物，可直接加入麦汁煮沸锅中，工艺简单、使用方便。特别适用于高发酵度、淡色、爽口型啤酒酿造中制造高浓度麦汁。21第三节啤酒花及其制品•酒花是啤酒的通用香料。能赋予啤酒柔和优美的芳香和爽口的微苦味，能加速麦汁中高分子蛋白质的絮凝，能提高啤酒泡沫起泡性和泡持性，也能增加麦汁和啤酒的生物稳定性。22酒花的主要化学成分•对啤酒酿造有特殊意义的酒花的三大成分为：苦味物质、酒花精油和多酚。1、苦味物质主要指α-酸、β-酸及其一系列氧化、聚合产物，通称“软树脂”。（1）α-酸占5～11％，啤酒中苦味和防腐力主要来自α-酸，是衡量酒花质量的重要标准。（2）β-酸占5～11％，苦味及防腐能力低于α-酸，易氧化形成β-软树脂，其能赋予啤酒柔和苦味。2、酒花精油蒸馏后为黄绿色油状物，是啤酒重要的香气来源，易挥发，是啤酒开瓶闻香的主要成分。啤酒的酒花香气是由酒花精油和苦味物质的挥发组分降解后共同形成的。23酒花的主要化学成分3、多酚物质占4～8％，它们的作用为：（1）在麦汁煮沸时和蛋白质形成热凝固物；（2）在麦汁冷却时形成冷凝固物；（3）在后发酵和贮酒直至灌瓶以后，缓慢和蛋白质结合，形成汽雾浊及永久混浊物；（4）在麦汁和啤酒中形成色泽物质和涩味。24酒花的品种•酒花按世界市场上供应可分四类：⎧⎪⎪⎨⎪⎪⎩A类：优质香型酒花，α-酸含量4.5～5.5%，α-酸/β-酸=1.1B类：香型酒花，α-酸含量5～7%，α-酸/β-酸=1.2～2.3C类：没有明显特征的酒花D类：苦型酒花，α-酸含量6.5～10%，α-酸/β-酸=2.2～2.6A型,10%B型,15%C型,25%D型,50%•世界酒花产量分布：25酒花的贮藏•压榨酒花的处理：•压榨酒花应在低温（长期保藏在-8℃，周转保藏也应在0℃一下）、隔绝空气、避光及有防潮措施的条件下贮藏。贮藏温度高会引起酒花油的挥发、氧化，使酒花香气变差，软树脂逐步氧化聚合成无酿造价值的硬树脂。热空气干燥回潮新采收酒花→→花梗脱落→→压制→打包含水6～8%含水10%含水75～80%26酒花制品1、酒花粉¾将商品压榨酒花，在使用前用锤式粉碎机粉碎成颗粒1mm以下的酒花粉。¾酒花粉加工方法：热空气干燥密封包装新采收酒花→→花梗脱落→粉碎→含水5～6%充惰性气体含水75～80%⎧⎧⎪⎪⎨⎨⎪⎪⎩⎩利用率增加10%粉碎温度高，易氧化和挥发优缺使用方便粉碎后比表面积大，氧化严重点点有害物质的溶解加剧不需酒花分离器27酒花制品2、颗粒酒花¾将酒花粉压制成短棒状，增加其密度，减少其体积，同时也降低了它的比表面积，在惰性气体下保藏，酒花更不易氧化。¾颗粒酒花生产流程：3、酒花浸膏¾应用有机溶剂或CO2萃取酒花的有效物质，制成浓缩5～10倍有效物质的浸膏，在煮沸或发酵贮酒中使用。新鲜酒花球热空气干燥回潮→→α-酸调整→粉碎→含水75～80%含水5～6%含水10～12%→喷液氮→压制颗粒→包装物抽真空→冲氮→封口28第四节啤酒酿造用水•啤酒的绝大部分成分是由水构成的，好水出好酒,已经是人们经过许多年验证的真理。随着全球工业化的发展和人口的增加，地球上优质纯净水资源越来越频乏。因此，不少厂家开始计划开发原始地区，开发千年冰川甚至南极，以求获取酿造啤酒所需要的纯净，硬度适中的水源。但远水始终不能解近渴，保护环境，珍惜自然资源，才是解决问题的关键。•包括加工水和洗涤、冷却水两部分，前者又称酿造水。•酿造水的性质主要取决于水中溶解盐类的种类和含量、水的生物学纯净度及气味。29水源1、地表水的特征①水质较软，水中杂质、生物量和温度受季节变化波动较大；②含有较多悬浮性杂质和某些胶体物及生物；③地表水易受非自然界的污染。2、地下水⎧⎪⎨⎪⎩潜水：地面下第一隔水层上承托的水层。承压水：存水层在两个不透水层之间并受其压力的影响形成有压力的水泉水：地下水通过曲折漫长的岩层裂缝自动渗出。⎧⎪⎪⎨⎪⎪⎩清洁水温稳定地下水的水质特点生物少溶解无机物30一、水中无机离子对啤酒酿造的影响1、不利于酿造的离子：①二价铁离子若啤酒中含铁离子大于0.5mg/L，泡沫不洁，加速啤酒的氧化混浊，当大于1mg/L，使啤酒着色，形成空洞感，铁腥味。洗涤酵母水会使