啤酒酿造工艺

啤酒酿造工艺理论部分内容一、啤酒概述二、啤酒发酵机理三、啤酒酿造工艺四、啤酒检测指标一、啤酒概述1.啤酒定义•啤酒是以麦芽（包括特种麦芽）为主要原料，以大米或其它谷物为辅助原料，经麦芽汁的制备，加酒花煮沸，并由酵母发酵酿制而成的，含有二氧化碳、起泡的、低酒精度（2.5%-7.5%）的饮料酒。一、啤酒概述啤酒的发展历史I.古代的啤酒生产纯属家庭作坊式，是微生物工业起源之一。II.路易·巴斯德发明了灭菌技术，为啤酒生产技术工业化奠定了基础。III.1878年，汉逊及耶尔逊确立了酵母的纯粹培养和分离技术后，对控制啤酒生产的质量和保证工业化生产作出了极大的贡献。一、啤酒概述中国近现代啤酒的发展I.1900年，沙皇俄国在哈尔滨八王子建立啤酒厂。（哈尔滨啤酒）II.1903年，英国和德国的商人在青岛开办酿酒公司。（青岛啤酒）第一阶段：新中国成立之前（萌芽时期）分布在沿海、沿江地区，规模小，原料依赖于进口，生产技术完全掌握在外国专家手中，总产量只有7000吨/年。III.1935年，日本在沈阳建厂。第二阶段：1949-1979（恢复时期）全国啤酒厂总数达到90多家，产量为51.59万吨。第三阶段：1979-1988（发展时期）每年总产量以30%递增。第四阶段：1990-今（高速发展时期）2006年，全国啤酒总产量再创历史新高，达到3061.56万吨/年，真正成为世界最大的啤酒生产国和啤酒消费市场。一、啤酒概述发展趋势（1）产量上的发展潜力中国大陆地区年人均啤酒消费量为18L，只有德国的10％，美国的17％，发展前景还是很大的。（2）品质上的发展潜力随着我们生活水平的提高，啤酒也在向保健型的方向发展。如：绿啤酒一、啤酒概述营养成分产热高达1779KJ，与250g面包或5－6个鸡蛋的产热量相当能量：对于1L12°P的啤酒一、啤酒概述啤酒分类下面发酵啤酒：（1）按所用酵母品种分类：上面发酵啤酒：采用上面酵母（顶酵母）进行发酵。发酵温度较高（英国的啤酒），淡色啤酒，烈性黑啤酒，苦啤酒。采用下面酵母（底酵母）进行发酵。发酵温度较低（德国的啤酒），贮藏啤酒。一、啤酒概述啤酒分类中浓度啤酒：（2）按麦芽汁浓度分类：低浓度啤酒：原麦芽汁浓度为2.5-8°P酒精含量为0.8-2.2%原麦芽汁浓度为9-12°P酒精含量为2.5-3.5%高浓度啤酒：原麦芽汁浓度为13-22°P酒精含量为3.6-5.5%一、啤酒概述啤酒分类纯生啤酒：（3）按生产方式分类：鲜啤酒：不经巴氏灭菌或瞬时高温灭菌的新鲜啤酒。存放时间较短，一般为7天不经巴氏灭菌或瞬时高温灭菌的新鲜啤酒，而采用物理方法进行无菌过滤。口味新鲜，淡爽，啤酒稳定性好，保质期可达半年以上。熟啤酒：经巴氏灭菌或瞬时高温灭菌的啤酒。保质期较长，可达三个月左右。二、啤酒发酵机理1.基本原理（1）可发酵性糖的定义指能被酵母利用、同化的糖类。麦芽汁中：麦芽糖，还有少量的葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽三糖等（2）麦芽糖生物合成乙醇的途径1/2C12H22O12＋1/2H2O2C2H5OH＋2CO2＋2ATP＋226.09KJC6H12O6＋2ADP＋2Pi二、啤酒发酵机理2.发酵过程具体分为4个阶段：（1）葡萄糖磷酸化生成己糖磷酸酯（3步反应）（2）磷酸己糖分裂为2个磷酸丙酮（2步反应）（3）3-磷酸甘油醛生成丙酮酸（5步反应）（4）丙酮酸生成乙醇3.发酵副产物连二酮类，高级醇，有机酸，醛类三、啤酒酿造工艺1.啤酒生产工艺流程三、啤酒酿造工艺1.啤酒生产工艺流程粉碎机糊化锅糖化锅过滤槽麦芽中淀粉很少，不需糊化煮沸锅旋沉槽发酵罐添加淀粉类辅料三、啤酒酿造工艺2.啤酒生产线设备9大系统：（1）粉碎系统：粉碎机（2）糖化系统：糊化锅、糖化锅、过滤槽、煮沸锅、旋沉槽（3）过滤系统：立式过滤机（4）发酵系统：发酵罐、清酒罐（5）罐装系统：灌装机、保鲜桶、封口机三、啤酒酿造工艺2.啤酒生产线设备9大系统：（6）洗涤系统：碱液/H2O2罐车（7）制冷系统：制冷机组、冰水罐（8）蒸汽系统：蒸汽发生器（9）控制系统：动力控制、制冷控制、温度控制四、麦芽制备（制麦）•制麦的目的在于使大麦发芽，产生多种水解酶类,以便通过后续糖化，使大分子淀粉和蛋白质得以分解溶出，而绿麦芽经过烘干将产生必要的色、香和风味成分。•麦芽制备工艺决定了啤酒的类型，麦芽的质量将直接影响酿造工艺和成品啤酒的质量。•麦芽由大麦制成。大麦是一种坚硬的谷物，成熟比其他谷物快得多，正因为用大麦制成麦芽比小麦、黑麦、燕麦快，所以才被选作酿造的主要原料。•没有壳的小麦很难发出麦芽，而且也很不适合酿酒之用。•大麦必须通过发麦芽过程将内含地难溶性淀粉转变为用于酿造工序的可溶性糖类。除了一般的麦芽，还使用结晶麦芽或烘烤的麦芽作为各种酿造类型的成份。•结晶麦芽是经由蒸汽处理的麦芽，慢慢炖煮后再干燥处理，它的颜色较黑，并有如咖啡般的味道。•烘烤过的麦芽则经干燥后并在热度较高的回转鼓室中烘烤处理，它能使啤酒含有焦味，颜色变黑。•全世界有三大啤酒麦产地：澳州、北美和欧州。其中澳州啤酒麦因其讲求天然、光照充足、不受污染和品种纯洁而最受啤酒酿酒专家的青睐，故又有金质麦芽之称。•全制麦过程大体可分为原料清选分级、浸麦、发芽、干燥、除根等过程。1、大麦的清选和分级•分级是将麦粒按腹径大小的不同分为三个等级。因为麦粒大小之分实质上反应了麦粒的成熟度之差异，其化学组成、蛋白质含量都有一定差异，从而影响到麦芽质量。2、大麦的浸渍（1）浸麦的目的使大麦吸收充足的水分，达到发芽的要求。在水浸的同时，可充分洗涤除菌。适当添加化学药物（碱），可加速有害物质的浸出。（2）浸麦理论及影响因素低温贮藏对消除大麦的休眠比高温有利；大麦吸收水分至某一程度发芽受到抑制的现象称为水敏感性，是发芽技术性阻碍。•吸水速度：与麦粒大小直接相关，麦粒越小，吸水越快。•通风与吸氧：可促进大麦的发芽，使大麦溶解良好，缩短发芽时间，提高成品率。•浸麦度：浸渍后的大麦含水率，一般为43%～48%。（3）浸麦槽和浸麦方法大型浸麦槽容量达100～400t，配备温度调节，设置CO2抽吸装置。•湿浸法：只是将大麦单纯的用水浸泡，不通风供氧，只是定时换水。此法吸水慢，发芽率不高。•间歇浸麦法：用浸水断水交替法，进行空气休止，通风排CO2，能促进水敏感性大麦的发芽速度，缩短发芽时间一天以上，发芽率提高。•喷雾浸麦法：此法比间歇浸麦法更有效，其特点是耗水量少，供氧充分，发芽速度快。3、大麦的发芽浸渍后的大麦达到适当的浸麦度，工艺上进入发芽阶段，实际上发芽过程从浸麦时已经开始。此阶段各种水解酶量达到高峰，淀粉、蛋白质、半纤维素等达到适当的分解。发芽过程必须准确控制水分和温度，适当通风、供氧。发芽方法与设备•萨拉丁发芽箱：是应用最早，最广泛而且至今仍然使用的经典式箱式发芽设备。•麦堆移动式发芽体系：是一种半连续式生产设备，若要求产量增加，可增加机台数。•劳斯曼转移箱式制麦体系：与麦堆移动式实属一种类型，都是麦层移动，箱体分室。•发芽–干燥两用箱：我国起用于70年代，设置发芽和干燥两套通风装置，设于箱体两端。目前，我国仍以萨拉丁发芽箱最普遍，因为它易于土建施工，操作和维修方便。1.排风2.翻麦机3.螺旋翼4.喷雾室5.进风6.风机7.喷嘴8.筛板9.风道10.麦层11.走道4、绿麦芽的干燥发芽完毕的绿麦芽不能贮藏也不能糖化，必须经过干燥终止酶作用，除去生青味，产生特定的麦芽色、香、味，最后除根入仓存放数周，方能进入糖化。•干燥设备及工艺双层水平式干燥炉：国内较普遍；多用间接式加热。三、啤酒酿造工艺3.麦芽汁的制备（1）制备原理麦芽中的高分子物质在酶类的作用下，分解为可发酵性糖及可溶性浸出物并且溶于水。糖化工艺的原则：确定适合各种酶作用的最佳条件。三、啤酒酿造工艺3.麦芽汁的制备（2）制备原料及设备原料及仪器：大型设备：蒸汽发生器、粉碎机、糊化锅、糖化锅、过滤槽、煮沸锅、回旋沉淀槽、薄板换热器大麦芽，啤酒花，0.5%碘液，温度计，糖度计，pH计三、啤酒酿造工艺3.麦芽汁的制备（3）制备工艺①麦芽的糖化采用升温浸出糖化法。I.利用低温水（35-38℃）浸渍麦芽，时间为0.5-1.0小时；II.升温至50℃，进行蛋白质分解，保持40分钟；III.再缓慢升温至62-63℃，糖化30分钟左右；IV.继续升温至68-70℃，直到完全糖化；V.最后再升温至75-78℃，终止糖化。1.圆柱体部分2.球形锅底3.球形锅顶4.排气筒5.搅拌叶6.排料孔7.醪液出口阀8.搅拌轴9.预糖化器10.混合器11.投料管12.闸门13.料液入管14.排料管15.温度记录仪糖化锅三、啤酒酿造工艺3.麦芽汁的制备（3）制备工艺②麦芽汁的过滤过滤目的：尽快把麦芽汁和麦糟分开，以得到清亮和较高收率的麦芽汁，避免影响半成品麦芽汁的色香味。三、啤酒酿造工艺3.麦芽汁的制备（3）制备工艺②麦芽汁的过滤过滤工艺：II.其次对麦糟进行洗涤，用78-80℃的热水分2-3次将吸附在麦槽中的可溶性浸出物洗出，得到二滤和三滤洗涤麦芽汁。I.首先将糖化醪泵入过滤槽，搅拌均匀后静置20min;1.麦汁排出管2.麦汁排出阀3.喷水管4.耕糟机5.回流泵6.水力升降器7、8.变速箱和离合器9.压差调节阀10.进水管11.排糟孔过滤槽三、啤酒酿造工艺3.麦芽汁的制备（3）制备工艺③麦芽汁的煮沸煮沸的目的与作用：糖化后的麦芽汁必须经过强烈的煮沸，并加入酒花制品，成为符合啤酒质量要求的定型麦芽汁。三、啤酒酿造工艺3.麦芽汁的制备（3）制备工艺③麦芽汁的煮沸煮沸方法：通常采用传统的间歇常压煮沸法。煮沸时间一般为70-90分钟。三、啤酒酿造工艺3.麦芽汁的制备（3）制备工艺③麦芽汁的煮沸酒花的添加目的：I.赋予啤酒特殊的香味；II.赋予啤酒爽快的苦味；III.增加防腐能力；IV.提高啤酒的非生物稳定性；V.防止煮沸时窜沫；三、啤酒酿造工艺3.麦芽汁的制备（3）制备工艺③麦芽汁的煮沸酒花的添加方法：I.初沸5-10分钟后加入总量的20%左右；II.煮沸40分钟左右加入总量的50-60%；III.煮沸终了前5-10分钟，加入剩余量。添加酒花的量大约为总量0.06%。采用三次添加法（煮沸90分钟为例）三、啤酒酿造工艺3.麦芽汁的制备（3）制备工艺④麦芽汁的处理热凝固物的分离、冷凝固物的分离、麦芽汁的冷却与充氧等。对热凝固物的分离通常采用回旋沉淀槽。上面啤酒酵母——发酵终了时，酵母很少下沉到发酵容器底部。细胞多呈圆形，胞内只含有转化酶，只能完全1/3发酵棉子糖。4.发酵下面啤酒酵母——发酵终了时，酵母很快凝结成块并沉积到发酵容器底部。细胞多呈卵圆形，胞内含有转化酶和蜜二糖酶，能完全发酵棉子糖。•啤酒酵母的扩大培养扩培过程富氏瓶巴氏瓶卡氏罐汉森罐容量20ml500~1000ml10~20L150~250L装麦汁量10ml250~500ml5~10L100~200L麦汁浓度（%）8~108~1010~1210~12酒花无无有有培养温度（℃）25~2720~2515~2010~15培养时间（d）2~32~34~64~6扩大倍数－252020斜面试管→富氏瓶培养→巴氏瓶培养→汉森罐培养→酵母繁殖槽→主发酵池•主发酵低泡期——接种后20h左右即进入主酵期，再经4~5h后发酵液表面出现洁白而致密的泡沫，逐渐形成菜花状。1.工艺过程及管理接种量：0.4%~0.6%泥状酵母为了便于管理，根据发酵现象，将主发酵过程分为低泡期、高泡期、和落泡期三个阶段。特点：品温每天上升0.5~0.8℃，日降糖为0.3~0.5Bx。不需要人工降温。落泡期——高泡期过后，发酵力逐渐减弱，泡沫层逐渐低落，泡沫变为棕褐色。高泡期——泡沫层呈卷曲状隆起，高达20~30cm。特点：降糖最快，每天降糖1~1.5Bx，品温最高达9℃，此时应注意降温。特点：品温每天下降0.4~0.9℃，日耗糖为0.5~0.8Bx。落泡期约为2d。(1)糖的发酵②杂醇油的生成杂醇油——高级醇的总称。其中，异戊醇、α-苯乙醇、乙酸乙酯、乙酸异戊酯以及乙酸苯乙酯构成了啤酒的主要香味成分。但啤酒中杂醇油含量过高