啤酒生產(chǎn)的基本原理和流程

-.z.啤酒生產(chǎn)的根本原理和流程一、概述啤酒：是以優(yōu)質(zhì)大麥為主要原料，啤酒花為香料，經(jīng)糖化發(fā)酵釀造而成的含CO2和少量酒精的飲料。世界上產(chǎn)量最大的酒種：全世界產(chǎn)量約為1.4億噸，我國年產(chǎn)量在1，000萬噸左右。營養(yǎng)豐富："液體面包〞二、釀造啤酒的原料大麥釀造水酵母啤酒花輔料：大米、玉米、小麥、淀粉等大麥適于釀造啤酒的原因：大麥便于發(fā)芽，并產(chǎn)生大量的水解酶類；大麥種植普及全球；大麥的化學(xué)成分適合釀造啤酒；大麥非人類食用主糧?！惨弧炒篼?.分類六棱大麥：籽粒不整齊，蛋白質(zhì)含量↑，淀粉含量↓；酶活力↑，尤適于輔料用量增加的情況，但浸出率較低，麥芽溶解度不太穩(wěn)定。四棱大麥：六棱大麥的變種。二棱大麥：籽粒整齊，蛋白質(zhì)含量↓，淀粉含量↑，浸出率高，溶解度較好，是釀造啤酒的最好原料。2.大麥的主要成分：淀粉、蛋白質(zhì)、纖維素、半纖維素和麥膠物質(zhì)〔二〕釀造水1、軟水適于釀造淡色啤酒，碳酸鹽含量高的硬水適于釀制濃色啤酒。2、淡色啤酒用水的要求：無色無臭、透明，無浮游物，味純粹，無生物污染；鐵、錳含量低〔含量高對(duì)啤酒的色、味有害，而且能引起噴涌現(xiàn)象〕；硬度低、不含亞硝酸鹽。3、水處理〔三〕酵母上面發(fā)酵酵母下面發(fā)酵酵母下面發(fā)酵酵母發(fā)酵法：出現(xiàn)較晚，但比上面酵母更盛行，世界上多數(shù)國家采用下面發(fā)酵酵母發(fā)酵啤酒，我國也是全部采用下面發(fā)酵酵母發(fā)酵啤酒。1、上面發(fā)酵酵母與下面發(fā)酵酵母的主要區(qū)別區(qū)別上面發(fā)酵酵母下面發(fā)酵酵母細(xì)胞形態(tài)多呈圓形，多數(shù)細(xì)胞結(jié)集在一起多呈卵圓形，細(xì)胞較分散發(fā)酵終了時(shí)的生理現(xiàn)象大量細(xì)胞懸浮在液面大局部酵母凝集而沉淀在底部發(fā)酵溫度15-255-1237℃能生長不能生長2、傳統(tǒng)下面發(fā)酵酵母的幾種主要菌株〔四〕啤酒花酒花的主要有效成分及其在釀造上的作用1.酒花油〔0.5～2.0％〕組成成分很復(fù)雜，主要成分是萜烯類碳?xì)浠衔?、含氧化合物和微量含硫化合物等。不易溶于水和麥汁，大局部酒花油在凝固物別離過程中被別離出去。盡管酒花油在啤酒中保存下來的很少，但卻是啤酒中酒花香味的主要來源。2、酒花苦味物質(zhì)α-酸〔葎草酮〕：本身具有苦味和防腐能力，在弱堿溶液中易異構(gòu)化轉(zhuǎn)變成異α-酸，異α-酸在麥汁中的溶解度比α-酸大得多，具有強(qiáng)烈的苦味，防腐能力也高于α-酸，是啤酒苦味的主要來源。β-酸〔蛇麻酮〕：溶解度小，苦味和防腐能力不如α-酸，有一定的抑制革蘭氏陽性菌和陰性菌的能力。3.酒花多酚類物質(zhì)酒花中含有4～10％的多酚類物質(zhì)〔花色苷、花青素和單寧等〕，是影響啤酒風(fēng)味和引起啤酒混濁的主要成分。酒花中的多酚類物質(zhì)在麥汁煮沸時(shí)有沉淀蛋白質(zhì)的作用，但這種沉淀作用在麥汁冷卻、發(fā)酵、甚至過濾裝瓶后仍在繼續(xù)進(jìn)展，從而會(huì)導(dǎo)致啤酒混濁。三、啤酒釀造工藝流程麥芽制備麥汁的制造啤酒發(fā)酵過濾罐裝成品啤酒〔一〕麥芽制備大麥預(yù)處理〔清選、分級(jí)等〕浸麥〔含水量達(dá)43～48％〕發(fā)芽枯燥干麥芽綠麥芽除根貯藏磨光成品麥芽干麥芽綠麥芽大麥發(fā)芽的目的使麥粒生成大量的各種酶類，并使麥粒中一局部非活化酶得到活化增長。隨著酶系統(tǒng)的形成，胚乳中的淀粉、蛋白質(zhì)、半纖維素等高分子物質(zhì)被逐步分解，可溶性的低分子糖類和含氮物質(zhì)不斷增加，整個(gè)胚乳構(gòu)造由堅(jiān)韌變?yōu)槭杷?，這種現(xiàn)象被稱為麥芽溶解。干麥芽除根的目的麥根中含有43％左右的蛋白質(zhì)，具有不良苦味，而且色澤很深，如帶入啤酒，會(huì)影響啤酒的口味、色澤以及非生物穩(wěn)定性。干麥芽貯藏的目的除根后的麥芽，一般都要經(jīng)過6～8周的貯藏后再用于釀酒。主要原因是：經(jīng)過貯藏，麥芽的蛋白酶與淀粉酶活性得以恢復(fù)和提高，有利于提高糖化力；提高麥芽的酸度，有利于糖化；麥芽在貯藏期間吸收少量水分后，麥皮失去原有的脆性，粉碎時(shí)破而不碎，利于麥汁過濾?！捕雏溨闹圃禧溠糠鄞馓腔^濾煮沸盤旋沉淀麥汁冷卻輔料〔大米〕粉碎糊化酒花粉碎1〕粉碎的目的：原輔料粉碎后，增加了比外表積，糖化時(shí)有利于酶的作用，可溶性物質(zhì)容易浸出。2〕粉碎的要求：麥芽皮殼應(yīng)破而不碎。過碎，麥皮中含有的苦味物質(zhì)、色素、單寧等會(huì)過多地進(jìn)入麥汁中，使啤酒色澤加深，口味變差，還會(huì)造成過濾困難；胚乳粉粒則應(yīng)細(xì)而均勻。3〕輔助原料(如大米)粉碎得越細(xì)越好，以增加浸出物的收得率。糊化：淀粉在水中加熱，淀粉顆粒吸水膨脹，如果繼續(xù)加熱至60℃～80℃糖化糖化：是指利用麥芽本身所含有的各種水解酶〔或外加酶制劑〕，在適宜條件下，將麥芽和輔料中的不溶性高分子物質(zhì)〔淀粉、蛋白質(zhì)、半纖維素等〕分解成可溶性低分子物質(zhì)〔糖類、糊精、氨基酸、肽類等〕的過程。浸出物：麥汁中溶解于水的干物質(zhì)無水浸出率：麥芽汁中的浸出物含量與原料中所有干物質(zhì)的質(zhì)量比稱為無水浸出率。過濾麥汁過濾分兩步進(jìn)展：NO.1：利用過濾的方法提取出麥糟中的麥汁，稱第一麥汁或過濾麥汁；NO.2：利用熱水沖洗出殘留在麥糟中的麥汁，稱第二麥汁或洗滌麥汁。煮沸蒸發(fā)多余水分，使麥汁濃縮到規(guī)定的濃度。破壞酶的活性，穩(wěn)定麥汁組分；消滅麥汁中的微生物，保證產(chǎn)品質(zhì)量。浸出酒花中的有效成分，賦予麥汁獨(dú)特苦味和香味。析出*些受熱變性以及與多酚物質(zhì)結(jié)合而絮狀沉淀的蛋白質(zhì)，提高啤酒的穩(wěn)定性。煮沸時(shí)水中鈣離子和麥芽中的磷酸鹽反響，使麥汁pH↓，有利于β-球蛋白的析出和成品啤酒pH值的降低，有利于啤酒穩(wěn)定性的提高。讓具有不良?xì)馕兜奶細(xì)浠衔镫S水蒸氣的揮發(fā)而逸出，提高麥汁質(zhì)量。盤旋沉淀熱凝固物：麥汁冷卻開場(chǎng)后〔在60℃盤旋沉淀的目的——?jiǎng)e離熱凝固物麥汁冷卻〔三〕啤酒發(fā)酵——傳統(tǒng)的下面發(fā)酵分主發(fā)酵和后發(fā)酵兩個(gè)階段，主發(fā)酵一般在密閉或敞口的主發(fā)酵池〔槽〕中進(jìn)展，后發(fā)酵在密閉的臥式發(fā)酵罐內(nèi)進(jìn)展。1、主發(fā)酵〔以敞口12％麥汁發(fā)酵為例〕①酵母繁殖期：8～16h②起泡期：入主發(fā)酵池1～2天，發(fā)酵液中有CO2氣泡上涌，麥汁外表出現(xiàn)更多泡沫。發(fā)酵液溫度每天上升0.5～0.8℃③高泡期：發(fā)酵后2～3天，泡沫增高〔25～30cm〕并逐漸變?yōu)樽攸S色，此時(shí)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。④落泡期：發(fā)酵5天后，發(fā)酵力逐漸減弱，CO2氣泡減少，泡沫回縮，變?yōu)樽睾稚?，?yīng)控制液溫每天下降約0.5℃⑤泡蓋形成期：發(fā)酵7～8天后，泡沫回縮，形成泡蓋，此時(shí)應(yīng)大幅度降溫，使酵母沉淀。2、后發(fā)酵后發(fā)酵的目的：殘?zhí)抢^續(xù)發(fā)酵、促進(jìn)啤酒風(fēng)味成熟、增加CO2的溶解量、促進(jìn)啤酒的澄清。后發(fā)酵的溫度：先高后低，前期控制3～5℃，而后逐步降溫至-1～1℃后發(fā)酵的時(shí)間3、傳統(tǒng)啤酒下面發(fā)酵的工藝特點(diǎn)主發(fā)酵溫度比擬低，發(fā)酵進(jìn)程緩慢，發(fā)酵代謝副產(chǎn)物較少；主發(fā)酵完畢時(shí)，大局部酵母沉降在發(fā)酵容器底部；后發(fā)酵和貯酒期較長，酒液澄清良好，二氧化碳飽和穩(wěn)定，酒的泡沫細(xì)微，風(fēng)味柔和，保存期較長?！参濉彻扪b裝桶不銹鋼桶自動(dòng)罐裝裝瓶玻璃瓶自動(dòng)罐裝四、啤酒的"度〞啤酒酒標(biāo)上的度數(shù)與白酒上的度數(shù)不同，它并非指酒精度，它的含義為原麥汁濃度，即啤酒發(fā)酵進(jìn)罐時(shí)麥汁的濃度。主要的度數(shù)有18、16、14、12、11、10、8度啤酒，日常生活中我們飲用的啤酒多為11、12度啤酒。五、啤酒的分類1、根據(jù)原麥汁濃度分高濃度啤酒：生產(chǎn)啤酒的原麥汁濃度為16%以上。中濃度啤酒：生產(chǎn)啤酒的原麥汁濃度為8～16%。低濃度啤酒：生產(chǎn)啤酒的原麥汁濃度低于8%。2、根據(jù)啤酒色澤分淡色啤酒：色澤淡黃或金黃色，酒精含量3.3-3.8%。濃色啤酒：色澤紅褐色或紅棕色，酒精含量4-5%，麥芽香味突出，回味醇厚，苦味較輕。黑色啤酒：色澤多呈紅褐色乃至黑褐色，酒精含量多為5%以上。這類啤酒麥芽香味突出，回味醇厚，泡沫細(xì)膩，苦味則根據(jù)產(chǎn)品類型有較大的區(qū)別。3、根據(jù)滅菌方法分鮮啤酒：不經(jīng)巴氏滅菌的啤酒，也稱為生啤酒。熟啤酒：經(jīng)巴氏滅菌的啤酒，也稱滅菌啤酒。這類啤酒可瓶裝或罐裝。另1：5.啤酒是怎樣生產(chǎn)出來的？啤酒生產(chǎn)的工藝過程如下：大麥加水后于13～15℃浸漬40～80h，放到發(fā)芽床上堆放24h，進(jìn)展發(fā)芽。之后攤開，調(diào)節(jié)溫度，維持15～25℃，發(fā)芽周期為10天以上，生成α和β-淀粉酶，使麥芽淀粉水解溶解，同時(shí)生成蛋白酶、核糖核酸酶、磷酸酯酶、β-葡聚糖酶等，使麥芽汁具有酵母發(fā)酵所需的養(yǎng)分。含氮高的麥芽不宜制作啤酒麥芽，一般含氮低于1.5%～1.8%的麥芽才可使用。制成的綠麥芽含水約45%，需在枯燥塔內(nèi)通熱風(fēng)烘干，在45～48℃下使水分降到10%，然后升溫到100℃麥芽經(jīng)輥筒軋碎，加天然或經(jīng)處理的富含鈣和鎂鹽的熱水2～4份，進(jìn)展糖化，糖化溫度須嚴(yán)格控制，上面啤酒用浸出法，糖化溫度為63～68℃；下面啤酒用煮出法，醪液溫度到達(dá)45℃，取出一局部在糊化鍋煮沸后返回糖化鍋與主醪混合，這一步須反復(fù)進(jìn)展至麥芽溫度到達(dá)70～75℃為止。糖化醪料的50%由不發(fā)芽的谷物，如大米、玉米、面粉、大麥?；虼篼湻?、大麥片組成，有時(shí)在與主醪混合前需糊化。這些不發(fā)芽輔料可改良最終產(chǎn)品的質(zhì)量，如啤酒的泡沫糖化后在轉(zhuǎn)化鍋或過濾槽中使麥芽汁與廢糟別離。麥芽汁含碳水化合物約10%，含氮量約為0.08%，氮在發(fā)酵過程和提高啤酒最終質(zhì)量上都有重要意義。濾清的麥芽汁加酒花煮沸2.5h以上，酒花用量因啤酒而異，每100L用200～700g，酒花含有芳香樹脂，賦予啤酒苦味和啤酒香味。用過的酒花通過過濾別離除去。經(jīng)滅菌冷卻，去除冷凝固物的糖化混合醪液移入敞口或密閉的發(fā)酵容器，接種酵母，上面啤酒采用啤酒酵母接種，這種酵母傾向于浮于外表。發(fā)酵溫度為15～20℃，需1～6天〔根據(jù)工藝而定〕。發(fā)酵衰退后放出新啤酒，從液面刮去酵母，或用離心機(jī)回收。下面啤酒用卡爾斯伯酵母接種，這種酵母傾向于下沉液底。發(fā)酵溫度6～8℃，需10～12天，在0℃雖然麥芽特有的香與味大局部在煮沸時(shí)揮發(fā)了，但麥芽的各種成分會(huì)影響發(fā)酵副產(chǎn)品的生成，產(chǎn)生微妙的啤酒風(fēng)味。啤酒包裝分桶裝和瓶裝，瓶裝啤酒需經(jīng)冷凍、過濾、二氧化碳飽和，裝瓶后需再經(jīng)巴氏法滅菌。另2啤酒生產(chǎn)工藝流程與設(shè)備一．生產(chǎn)工藝流程1.1麥芽制造工藝流程麥芽制造主要有三大步驟：浸麥、發(fā)芽、枯燥，流程如下：浸麥?zhǔn)果溠课瞻l(fā)芽所需要的一定量水分的過程，稱為大麥的浸漬，簡(jiǎn)稱浸麥。經(jīng)浸漬后的大麥稱為浸漬大麥。浸麥?zhǔn)菫榱斯?yīng)大麥發(fā)芽時(shí)所需的水分，給以充足的氧氣，使之開場(chǎng)發(fā)芽。與此同時(shí)還可洗滌麥粒，除去浮麥，除去麥皮中對(duì)啤酒有害的物質(zhì)。浸麥水最好使用中等硬度的飲用水，不得存在有害安康的有機(jī)物，應(yīng)無漂浮物。水中亞硝酸鹽含量到達(dá)一定量時(shí)，對(duì)發(fā)芽有抑制作用。水中含鐵、錳過多，會(huì)使麥芽外表呈灰白色。堿性的水，會(huì)提高皮殼的辦滲透性，增加水的鐵含量，限制沉降作用，甚至影響色澤。發(fā)芽浸漬大麥在理想控制的條件下發(fā)芽，生成適合啤酒釀造所需要的新鮮麥芽的過程，稱為發(fā)芽。然后送入焙燥系統(tǒng)制成啤酒麥芽。因此，發(fā)芽是一種生理生化過程。大麥發(fā)芽的目的：激活原有的酶；生成新的酶；物質(zhì)轉(zhuǎn)變?？菰镂纯菰锏柠溠糠Q為綠麥芽，綠麥芽含水分高，不能貯存，也不能進(jìn)入糖化工序，必須經(jīng)過枯燥。通過枯燥，可以使麥芽水分下降至5%以下，利于貯藏；終止化學(xué)—生物學(xué)變化，固定物質(zhì)組成；去除綠麥芽的生青味，產(chǎn)生麥芽特有的色、香、味；容易除去麥根。除根根芽對(duì)啤酒釀造沒有意義，并影響啤酒質(zhì)量。根芽吸濕性強(qiáng)，能夠很快吸收環(huán)境的水分，使枯燥麥芽含水量重新提高；根芽含有不良的苦味，影響啤酒的口味；根芽能使啤酒的色度增加。所以麥芽枯燥后應(yīng)將根芽除掉。1.2啤酒釀造工藝流程釀造工藝流程描述：糊化鍋中參加52kg工藝水，加熱至45℃；將已粉碎好的原料參加糊化鍋中，在溫度為70℃的條件下使α-淀粉酶充分作用，時(shí)間為20min；然后在在糖化鍋中參加96kg工藝水，加熱至37℃；將已粉碎好的原料參加糖化鍋中，在溫度為50℃的條件下使羧肽酶充分作用，形成低分子含氮物質(zhì)；然后將糊化鍋醪液參加糖化鍋中，并在65℃下保持30min，使β淀粉酶充分降解淀粉；然后在72℃下保持40min，讓糖化鍋醪液經(jīng)過濾槽去除麥糟后，倒入煮沸鍋加熱煮沸，醪液的沸點(diǎn)為105℃煮沸過程的凝固的蛋白質(zhì)在旋沉槽中沉淀除去；然后倒入發(fā)酵罐中進(jìn)展發(fā)酵。原料粉碎粉碎是一種純機(jī)械加工過程，原料通過粉碎可以增大比外表積，使內(nèi)含物與介質(zhì)水和生物催化劑酶接觸面積增大，加速物料內(nèi)含物的溶解和分解。麥芽粉碎方法分為三種，即干法粉碎、增濕粉碎和濕法粉碎。干法粉碎是一種傳統(tǒng)的并且一直延續(xù)至今的粉碎方法，而增濕粉碎和濕法粉碎被越來越多的廠家采用。糖化糖化是麥芽?jī)?nèi)含物在酶的作用下繼續(xù)溶解和分解的過程。麥芽及輔料粉碎物加水混合后，在不同的溫度段保持一定的時(shí)間，使麥芽中的酶在最適的條件下充分作用相應(yīng)的底物，使之分解并溶于水。原料及輔料粉碎物與水混合后的混合液稱為"醪〞〔液〕，糖化后的醪液稱為"糖化醪〞，溶解于水的各種干物質(zhì)〔溶質(zhì)〕稱為"浸出物〞。浸出物由可發(fā)酵性和不可發(fā)酵性物質(zhì)兩局部組成，糖化過程應(yīng)盡可能多地將麥芽干物質(zhì)浸出來，并在酶的作用下進(jìn)展適度的分解。麥汁過濾糖化完畢后，必須將糖化醪盡快地進(jìn)展固液別離，即過濾，從而得到清亮的麥汁。固體局部稱為"麥糟〞，這是啤酒廠的主要副產(chǎn)物之一；液體局部為麥汁，是啤酒酵母發(fā)酵的基質(zhì)。糖化醪過濾是以大麥皮殼為自然濾層，采用重力過濾器或加壓過濾器將麥汁別離。別離麥汁的過程分兩步：第一步是將糖化醪中的麥汁別離，這局部麥汁稱為"頭號(hào)麥汁〞或"第一麥汁〞，這個(gè)過程稱為"頭號(hào)麥汁過濾〞；第二步是將殘留在麥糟中的麥汁用熱水洗出，洗出的麥汁稱為"洗糟麥汁〞或"第二麥汁〞，這個(gè)過程稱為"洗糟〞。目的是去掉靜置后篩板與槽底間的沉積物(開場(chǎng)時(shí)回流的混濁麥汁是由水、麥汁和篩底團(tuán)塊組成)。通過麥汁閥或泵的開關(guān)來完成，這樣在麥汁區(qū)形成一個(gè)渦流，一起把槽底間的沉積物帶出來。在預(yù)過濾〔預(yù)噴〕過程中，閥門的開啟不得過大，以免產(chǎn)生過大的吸力，使糟層吸緊。麥汁煮沸.1麥汁煮沸過程中的變化其作用1、蒸發(fā)多余的水分2、破壞酶的活性，終止生物化學(xué)變化，固定麥汁組成。3、麥汁滅菌4、浸出酒花中的有效成分5、使蛋白質(zhì)變性凝固麥汁冷卻、凝固物別離及充氧經(jīng)煮沸的麥汁要冷卻到發(fā)酵溫度，再冷卻過程中別離凝固物，并通入無菌空氣提供酵母生長繁殖所需的氧。凝固物是在麥汁煮沸過程中由于蛋白質(zhì)變性凝固和多酚物質(zhì)不斷氧化聚合而形成的，根據(jù)析出的溫度不同分為熱凝固物和冷凝固物。啤酒發(fā)酵啤酒發(fā)酵方法：啤酒發(fā)酵方法有上面發(fā)酵法和下面發(fā)酵法兩種方法，一般都采用下面發(fā)酵法。傳統(tǒng)的發(fā)酵過程一般分為兩個(gè)階段：主發(fā)酵和后發(fā)酵〔貯酒〕主發(fā)酵工藝分為：起泡期、高泡期和落泡期三個(gè)階段。主發(fā)酵過程控制：①、溫度的控制：控制不同的發(fā)酵溫度有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，采用低溫發(fā)酵，酵母在發(fā)酵過程中生成的副產(chǎn)物較少，使啤酒的口味較好，泡沫狀況良好，但發(fā)酵時(shí)間長；采用高溫發(fā)酵，酵母的發(fā)酵速度較快，發(fā)酵時(shí)間短，設(shè)備的利用率高，但生成副產(chǎn)物較多，啤酒口味較差。②、濃度的控制：麥汁濃度的變化受發(fā)酵溫度和發(fā)酵時(shí)間的影響。發(fā)酵旺盛，降糖速度快，則可適當(dāng)降低發(fā)酵溫度和縮短最高溫度的保持時(shí)間；反之，則應(yīng)適當(dāng)提高發(fā)酵溫度或延長最高溫度的保持時(shí)間。③、發(fā)酵時(shí)間的控制：發(fā)酵時(shí)間主要取決于發(fā)酵溫度的變化，發(fā)酵溫度高，則發(fā)酵時(shí)間短；發(fā)酵溫度低，則發(fā)酵時(shí)間長。啤酒過濾啤酒過濾是一個(gè)純物理別離過程，利用過濾前后的壓差將待過濾液體從一端推向另一端，穿過過濾介質(zhì)，發(fā)酵液中懸浮的微小粒子被截留下來，濾出的啤酒透明且有光澤。過濾介質(zhì)將微小粒子甚至比介質(zhì)孔