酿造学第十二章-啤酒酿造工艺

主讲人：侯小歌Author:Hou-Xiaoge周口师范学院生命科学系ZhouKouNormalUniversityCollegeofLifeScience第十二章啤酒工艺BrewedBeerTechnology啤酒工艺教学目的和要求：通过本章内容的学习，要求学生能够做到以下几点：1.熟悉啤酒生产用菌种的特性、原料种类及特点2.掌握啤酒生产的工艺过程及关键工艺控制3.了解生产对工艺设备的要求主要内容12.1基本概述12.2原料12.3麦芽制备工艺12.4麦芽汁制备工艺12.5啤酒发酵12.6成品啤酒12.1基本概述12.1.1世界啤酒发展简史：9千年前起源于中东和古埃及19世纪前地中海和欧洲19世纪末亚洲现代遍及世界（除伊斯兰教国家）啤酒是世界产量最大的饮料酒12.1.2啤酒定义与分类定义：（参见P269）绝大多数啤酒是下面发酵法啤酒下面发酵法啤酒（捷克、丹麦、荷兰啤酒)上面发酵法啤酒（Ale型啤酒）分类：12.1.3世界啤酒工业表1-1世界十大啤酒行业排行榜摘自法新社公布的世界十大啤酒企业排名次序（2006.8）中国是世界最大的啤酒消费国家，却没有一个品牌啤酒产量进入世界前十位！名次品牌产量(亿升/年）产地生产公司1百威啤酒115美国安海斯布希公司2贝克啤酒81.7比利时贝克英特布鲁时代公司3喜力啤酒72荷兰喜力公司4嘉士伯啤酒60丹麦嘉士伯公司5安贝夫啤酒55巴西安贝夫公司6南非啤酒54南非南非啤酒集团7美乐啤酒53美国美乐公司8纽卡斯尔36英国苏格兰纽卡斯尔公司9朝日啤酒35日本朝日啤酒公司10麒麟啤酒32日本麒麟啤酒世界啤酒工业百威啤酒贝克啤酒喜力啤酒嘉士伯啤酒世界啤酒工业安贝夫啤酒南非啤酒美乐啤酒世界啤酒工业朝日啤酒纽卡斯尔啤酒麒麟啤酒12.1.4中国啤酒工业及其发展前景(1)发展简史4000-5000年前古代啤酒近代啤酒从欧洲传入1900年哈尔滨啤酒作坊1903年青岛的英德啤酒厂（青啤前身）1915年北京双合盛啤酒厂1949年总啤酒厂数≤10现代总啤酒厂数≥30中国啤酒工业及其发展前景时期年份产量/万吨特点初创期1900-19490~1原料进口，技术西方控制恢复期1949-19571~4大麦引进部分地区种植，基本自给麦芽，技术自控初步发展期1957-19664~12酒花自给，能设计小型啤酒厂，厂数增加，培养一些专业技术人才第一次发展高潮1969-197812~41专门的生产啤酒设备，啤酒饮用普及第二次发展高潮1979-198841~680中大型啤酒厂建立，合资企业起步，全国出现啤酒热第三次发展高潮1991~19991000~2000啤酒趋向大型化、集团化、三资化生产表1-2中国啤酒发展史中国啤酒工业1青岛啤酒青岛啤酒股份有限公司2燕京啤酒北京燕京啤酒集团3雪花啤酒北京华润雪花啤酒有限公司中国啤酒工业4珠江啤酒广东珠江啤酒集团5哈尔滨啤酒哈尔滨啤酒集团重庆山城啤酒有限责任公司6山城啤酒中国啤酒工业7雪津啤酒福建雪津啤酒集团8金威啤酒深圳金威啤酒集团有限公司9中华啤酒浙江钱江集团股份有限公司10黄河啤酒兰州黄河企业股份有限公司（2）中国啤酒工业的发展前景中国啤酒工业的未来发展主要表现在以下几方面：产量的增加规模的扩大技术经济指标还有差距原料的发展（2）中国啤酒工业的发展前景低浓度、低醇啤酒啤酒品种的多样化低糖、低醇、保健型啤酒花色啤酒啤酒修饰技术高浓酿酒技术生啤的酿造人才的培养12.2原料大麦啤酒花啤酒酿造用水12.2.1大麦大麦是酿造啤酒的主要原料，大麦适于酿酒的主要原因为：△大麦便于发芽，可产生大量的水解酶类△大麦种植遍及全球△大麦的化学成分适合酿造啤酒△大麦是非人类食用主粮（1）大麦分类六棱大麦四棱大麦二棱大麦酿造啤酒最好的原料是二棱大麦（2）大麦的形态1.芒2.胚3.芒4.外稃(颖)5.内稃(颖)6.腹沟7.基刺8.腹沟9.稃(颖)壳10.果皮11.胚乳12.背部13.上皮细胞14.盾片15.胚芽鞘16.胚芽17.胚轴18.胚根19.胚根鞘20.珠孔区域21.色素束22.脊脉23.腹沟24.内颖25.外颖26.颖果27.纵脊28.稃(颖)29.外果皮30.中果皮31.内果皮32.种皮33.糊粉层34.贮藏细胞（3）大麦的化学成分◇淀粉主要存在于胚乳中，有大颗粒和小颗粒之分。直链淀粉淀粉酶麦芽糖和葡萄糖大麦淀粉支链淀粉淀粉酶麦芽糖和葡萄糖糊精和异麦芽糖◇半纤维素和麦胶物质正面影响：1）可降解，提高了麦汁的津出率2）对啤酒的泡沫和口感的丰满度有益3）提高可溶性的膳食纤维负面影响：1）增加麦汁的粘度2）降低了啤酒的过滤速度3）易造成啤酒的混浊◇蛋白质蛋白质含量及其类型直接影响啤酒制麦、酿造工艺及其质量。清蛋白:唯一能溶于水的高分子蛋白质；含量为3-4%；B2组蛋白有益于啤酒泡持性球蛋白：种子的贮藏蛋白；含量为31%；β-球蛋白易氧化，使啤酒混浊。分类醇溶蛋白：麦糟蛋白的主要成分；含量为38%不溶于纯水或盐溶液；δ和ε组蛋白造成啤酒混浊。谷蛋白：麦糟蛋白的主要成分；含量为29%。多酚类物质简单酚类—酚酸和单体黄酮类分类多酚类—聚合花色苷和单宁适当浸出酚类物质，利于大麦发芽作用赋予啤酒涩味黄烷基多酚物质与蛋白质共价交联作用而沉淀析出，有利于提高啤酒的稳定性（4）啤酒酿造对大麦的质量要求感观有光泽，淡黄；皮薄；籽粒饱满；大小均匀；发芽力（3d）≥85%；发芽率≥96%物理检验（1）千粒重（2）麦粒均匀度（3）胚乳性质化学检验（1）水分：≤13%（2）蛋白质:9%~12%（3）浸出物：72~80%酿造大麦的质量标准符合GB12.2.2啤酒花主要成分：α—酸苦味物质β—酸芳香物质酒花精油多酚物质：添加啤酒花的主要目的和作用赋予啤酒香味和爽口的苦味增进啤酒泡沫的持久性和稳定性在麦汁煮沸时促进蛋白质的凝固，有利于澄清12.2.3酿造用水定义：啤酒酿造水的改良方法：加石膏改良加酸改良离子交换法反渗透法12.3麦芽制备把原料大麦制成麦芽，称为制麦。发芽后制得的新鲜麦芽叫绿麦芽，经干燥和焙焦后的麦芽称为干麦芽。麦芽制造的主要目的是：使大麦生成各种酶，并使大麦胚乳中的成分在酶的作用下，达到适度的溶解；去掉绿麦芽的生腥味，产生啤酒特有的色、香和风味成分。12.3.1大麦预处理（1）大麦的后熟与贮藏新收获的大麦有休眠期，发芽率低，只有经过一段时间的后熟期才能达到应有的发芽力，一般后熟期需要6～8w。贮藏期间，大麦水分应控制在12.5％以下，温度在15℃以下。贮藏大麦还应按时通风，防止虫、鼠及霉变的危害，严格防潮，按时倒仓、翻堆。(2)大麦的清选和分级粗选和精选粗选的目的是除去各种杂质和铁屑。大麦粗选使用去杂、集尘、脱芒、除铁等机械。精选的目的是除掉与麦粒腹径大小相同的杂质，包括荞麦、野豌豆、草籽和半粒麦等。大麦精选可使用精选机(又称杂谷分离机)。分级大麦的分级是把粗、精选后的大麦，按颗粒大小分级。目的是得到颗粒整齐的大麦，为发芽整齐、粉碎后获得粗细均匀的麦芽粉以及提高麦芽的浸出率创造条件。大麦分级常使用分级筛。12.3.2浸麦(1)浸麦目的提高大麦的含水量，达到发芽的水分要求。麦粒含水25％～35％时就可萌发。对酿造用麦芽，还要求胚乳充分溶解，所以含水必须保持43％～48％。通过洗涤，除去麦粒表面的灰尘、杂质和微生物。在浸麦水中适当添加一些化学药剂，可以加速麦皮中有害物质（如酚类等）的浸出。(2)浸麦吸水过程及测定大麦的吸水过程在正常水温（12～18℃）下浸麦，水的吸收可分三个阶段：第一阶段：浸麦6～10h，吸水迅速，麦粒中水分质量分数上升至30％～35％。第二阶段：浸麦10～20h，麦粒吸水很慢，几乎停止。第三阶段：浸麦20h后，麦粒膨胀吸水，在供氧充足的情况下，吸水量与时间成直线关系上升，麦粒中水分质量分数由35％增加到43％～48％。(2)浸麦吸水过程及测定浸麦与通风大麦浸渍后，呼吸强度激增，需消耗大量的氧，而水中溶解氧远不能满足正常呼吸的需要。因此，在整个浸麦过程中，必须经常通入空气，以维持大麦正常的生理需要。浸麦用水及添加剂浸麦水必须符合饮用水标准。为了有效地浸出麦皮中的有害成分，缩短发芽周期，达到清洗和卫生的要求，常在浸麦用水中添加一些化学药剂，如石灰乳、Na2C03、NaOH、KOH、过氧化氢、甲醛、赤霉素等。影响大麦吸水速度的因素(1)温度浸麦水温越高，大麦吸水速度越快，达到相同的吸水量所需要的时间就越短，但麦粒吸水不均匀，易染菌和发生霉烂。水温过低，浸麦时间延长。浸麦用水温度一般在10～20℃之间，最好在13～18℃。(2)麦粒大小麦粒大小不一，吸水速度也不一样。为了保证发芽整齐，麦粒整齐程度很重要。(3)麦粒性质粉质粒大麦比玻璃质粒大麦吸水快；含氮量低、皮薄的大麦吸水快。(4)通风通风供氧可增强麦粒的呼吸和代谢作用，从而加快吸水速度，促进麦粒提前萌发。12.3.3浸麦方法及控制浸麦方法很多，常用的方法有：湿浸法（效率较低，目前已淘汰）间歇浸麦法喷雾浸麦法（1）间歇浸麦法(浸水断水交替法)此法是浸水和断水交替进行。根据大麦的特性、室温、水温的不同，常采用浸二断六、浸四断四、浸六断六、浸三断九等方法。现以浸四断四法为例介绍操作要点：浸麦槽先放入12～16℃清水，将精选大麦称量好，把浸麦度测定器放入浸麦槽，边投麦，边进水，边用压缩空气通风搅拌，使浮麦和杂质浮在水面与污水一道从侧方溢流槽排除。不断通过槽底上清水，待水清为止，然后按每m3水加入1.3kg生石灰的浓度加入石灰乳（也可加入其他化学药剂）。浸水4h后放水，断水4h，此后浸四断四交替进行。浸渍时每1h通风一次，每次10～20min左右。断水期间每小时通风10～15min，并定时抽吸二氧化碳。浸麦度达到要求，萌芽率达70％以上时，浸麦结束，即可下麦至发芽箱。此时应注意浸麦度与萌芽率的一致性，如萌芽率滞后应延长断水时间，反之，应延长浸水时间。（2）喷雾(淋)浸麦法此法是浸麦断水期间，用水雾对麦粒淋洗，既能提供氧气和水分，又可带走麦粒呼吸产生的热量和放出的二氧化碳。由于水雾含氧量高，通风供氧效果明显。操作方法如下：洗麦同浸断法，然后浸水2～4h，每隔1～2h通风10～20min。断水喷雾8～12h，每隔l～2h通风10～20min(最好每1h通风10min)。浸水2h，通风一次10min。每次浸水均通风搅拌10～20min。再断水喷雾8～12h，反复进行，直至达到浸麦度，停止喷淋，控水。2h后出槽，全过程约48h。常用的浸麦设备有传统的柱体锥底浸麦槽、新型的平底浸麦槽等。12.3.4发芽（1）大麦发芽的目的使麦粒生成大量的各种酶类，并使麦粒中一部分非活化酶得到活化增长。随着酶系统的形成，胚乳中的淀粉、蛋白质、半纤维素等高分子物质得逐步分解，可溶性的低分子糖类和含氮物质不断增加，整个胚乳结构由坚韧变为疏松，这种现象被称为麦芽溶解。(2)发芽过程中主要物质的变化淀粉的变化蛋白质的变化半纤维素和麦胶物质的变化酸度的变化酶的形成(3)发芽的方法与发芽工艺技术条件的确定▲发芽的方法发芽方法主要有地板式发芽和通风式发芽两种。发芽设备有间歇式和连续式等多种不同的形式。通风式发芽是厚层发芽，以机械通风的方式强制向麦层通入调温、调湿的空气，以控制发芽的温度、湿度、氧气与二氧化碳的比例，达到发芽的目的。▲发芽工艺技术条件发芽水分大麦经过浸渍以后水质量分数约在43％～48％，制造深色麦芽宜提高至45％～48％，而制造浅色麦芽一般控制在43％～46％。在发芽过程中，由于呼吸产生热量以及麦粒中水分蒸发等原因，发芽室必须保持一定的相对湿度。通风式发芽法，室内的空气相对湿度一般要求在95％以上。发芽温度发芽温度一般分为低温（12—16℃，浅色麦芽）、高温（18—22℃，深色麦芽）、低高温结合等几种情况。发芽工艺技术条件麦层中氧气与二氧化碳发芽初期麦粒呼吸旺盛，品温上升，二氧化碳浓度增大，这时需通入大量新鲜空气，提供氧气，以利于麦芽生长和酶的形成。特别要防止因麦粒内分子间呼吸造成