啤酒的制作及其工藝

食品科學(xué)與工程1041班第六組組員：王世偉王帥兵劉金寶欒曉陽(yáng)楊昌軍郭曉恩啤酒的制作及其工藝2023/1/151一、啤酒是以優(yōu)質(zhì)大麥芽為主要原料，啤酒花為香料，經(jīng)過(guò)制麥芽、糖化、發(fā)酵等工序制成的富含營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和二氧化碳的釀造酒。

啤酒深受消費(fèi)者歡迎，消費(fèi)面廣，消費(fèi)量大，是世界上產(chǎn)量最大的酒種。

2023/1/152啤酒的起源及歷史

啤酒起源于9000年前的中東和古埃及地區(qū)，后跨越地中海，傳入歐洲19世紀(jì)末，傳入亞洲現(xiàn)除伊斯蘭國(guó)由于宗教原因不生產(chǎn)和飲用酒外，啤酒生產(chǎn)幾乎遍及世界各地現(xiàn)啤酒生產(chǎn)總量排名前三甲的是——中國(guó)、美國(guó)、德國(guó)2023/1/153二、啤酒的分類成品啤酒按殺菌與否可分為熟啤酒生啤酒純生啤酒按麥汁濃度分低濃度啤酒：麥汁濃7%~8%中濃度啤酒：麥汁濃11%~12%高濃度啤酒：麥汁濃14%~20%2023/1/154按所使用的啤酒酵母分上面發(fā)酵啤酒下面發(fā)酵啤酒按包裝容器分瓶裝啤酒罐裝啤酒桶裝啤酒按色澤分黃色啤酒深色啤酒淡黃色啤酒金黃色啤酒棕黃色啤酒濃色啤酒黑色啤酒2023/1/155三、啤酒生產(chǎn)工藝流程2023/1/156啤酒生產(chǎn)的原料2023/1/157原輔料及生產(chǎn)用水

啤酒生產(chǎn)的原料主要是大麥、酒花和水，輔料有大米、玉米、小麥、高粱等谷類和淀粉等。一、原料(1)選擇大麥作為生產(chǎn)啤酒的主要原料的原因①種植面廣，發(fā)芽力強(qiáng)，價(jià)格較便宜②含各種水解酶類和豐富的可浸出物1、大麥2023/1/158

③大麥的谷皮是很好的麥汁過(guò)濾介質(zhì)④大麥?zhǔn)欠侨祟愂秤弥骷Z

（2）大麥的貯藏

新收獲的大麥種皮透氣性和透水性差，水分含量高，有休眠期，發(fā)芽率低，經(jīng)貯藏后，由于受外界溫度、濕度、氧氣等的影響，改變了種皮性能，提高了大麥的發(fā)芽率。

一般需6-8周的時(shí)間才能達(dá)到應(yīng)有的發(fā)芽率。2023/1/159（3）大麥的形態(tài)大麥主要由胚、胚乳、谷皮三部分組成。2023/1/1510（4）大麥的化學(xué)成分

水分、碳水化合物、纖維素、半纖維素、麥膠物質(zhì)、蛋白質(zhì)、脂肪、磷酸鹽、無(wú)機(jī)鹽、維生素、酚類物質(zhì)。

為桑科植物啤酒花的雌花序。啤酒花，又名：蛇麻草。多年生纏繞草本。雌雄異株；雄花細(xì)??；雌花每?jī)啥渖谝话覆俊?、酒花2023/1/15112023/1/15122023/1/1513（1）酒花作用

①賦予啤酒香味和爽口苦味②提高啤酒泡沫的持久性和穩(wěn)定性③促進(jìn)蛋白質(zhì)沉淀，有利于啤酒澄清④有抑菌作用，能增強(qiáng)麥汁和啤酒的防腐力。2023/1/1514

酒花的化學(xué)成分非常復(fù)雜，對(duì)啤酒釀造有特殊意義的三大部分為：苦味物質(zhì)、酒花精油、多酚物質(zhì)。

①苦味物質(zhì)：提供啤酒愉快苦味的物資，在酒花中主要指α—酸、β—酸及其一系列氧化、聚合產(chǎn)物。酒花的化學(xué)成分2023/1/1515（1）啤酒釀造上以α-酸衡量酒花的釀造價(jià)值。（2）α-酸具有苦味和防腐力。α-酸及其同系物在弱減溶液易異構(gòu)化生成異α-酸等異構(gòu)物，具有強(qiáng)烈的苦味，在麥汁中溶解度高于α-酸，啤酒的苦味主要來(lái)自異α-酸。（3）酒花中α-酸含量不穩(wěn)定，極易氧化造成損失，酒花與麥汁共沸時(shí)間過(guò)長(zhǎng)時(shí)，轉(zhuǎn)化成無(wú)苦味或苦味不正常的衍生物。（4）酒花中β-酸含量一般為3-6%，本身不影響啤酒的苦味，但其氧化物在麥汁和啤酒具有較高的溶解度，具有細(xì)致而強(qiáng)烈的苦味力。α-酸和β-酸性質(zhì)和作用2023/1/1516

酒花油是酒花中揮發(fā)油的總稱，具有芳香味，是啤酒香氣的重要來(lái)源。酒花油成分復(fù)雜，有200種以上成分。酒花油在貯藏期中很大一部分變成其氧化物，顯示酒花香味。酒花中含0.5－2.0%的酒花油。酒花油是啤酒酒花香味的主要來(lái)源。②酒花精油2023/1/1517

酒花含有4-10%的多酚物質(zhì)。低分子多酚能賦予啤酒一定的醇厚性；氧化了的高分子多酚會(huì)導(dǎo)致啤酒風(fēng)味生硬粗糙，色澤加深。多酚具有還原性和氧化性，它可使啤酒中的一些物質(zhì)避免氧化，在氧化狀態(tài)下又能催化脂肪和高級(jí)醇形成醛類，直接或間接促進(jìn)啤酒口味老化。多酚物質(zhì)在麥汁煮沸時(shí)有沉淀蛋白質(zhì)的作用，使麥汁澄清；但這種沉淀作用在麥汁冷卻、發(fā)酵、過(guò)濾、包裝后的啤酒中繼續(xù)進(jìn)行，導(dǎo)致啤酒混濁。③多酚物質(zhì)2023/1/1518

為了提高酒花苦味和香味物質(zhì)的利用效果，解決運(yùn)輸、貯藏和使用方便等問(wèn)題，已有多種酒花制品問(wèn)世，占世界全部酒花產(chǎn)量的80%以上。酒花粉顆粒酒花酒花浸膏異構(gòu)化酒花浸膏精制酒花油（3）酒花制品2023/1/1519

新收酒花含水量達(dá)75%~80%，用人工干燥的方法使酒花梗脫落，此時(shí)含水量降至6%~8%。為了防止花片碎裂，再經(jīng)人工回潮吸濕至水分10%左右，然后壓榨包裝，貯藏在0℃的干燥處。

⑷酒花的貯藏3、水2023/1/1520啤酒對(duì)水的要求

（1）水質(zhì)無(wú)色透明，無(wú)沉淀，無(wú)異味

（2）每升中含氨不得超過(guò)0.05毫克，因水中的硝酸鹽和亞硝酸鹽會(huì)影響淀粉的糖化作用和酵母的繁殖，并且有害于健康。（3）每升水中的含鐵量不得超過(guò)20－30毫克，因?yàn)殍F會(huì)阻礙發(fā)酵，影響色、（4）水的硬度大小應(yīng)與釀制啤酒的類型相適應(yīng)，如生產(chǎn)淡色啤酒的水硬度要低于8o以下，濃色啤酒14?o以下等。2023/1/1521二、輔料（1）可以提高麥汁收得率，降低成本。（2）在麥芽質(zhì)量波動(dòng)的情況下，通過(guò)合理調(diào)整麥芽與輔料的比例，可使麥汁和啤酒的質(zhì)量保持一致。（3）糖類或糖漿為輔料，可以節(jié)省糖化設(shè)備容量，調(diào)整麥汁中糖與非糖的比例，以調(diào)整啤酒的發(fā)酵度。2023/1/1522（4）可以降低麥汁中蛋白質(zhì)含量和易氧化的多酚物質(zhì)含量，從而降低啤酒色度，改善啤酒風(fēng)味和非生物穩(wěn)定性。谷類輔助原料的常用的比例一般在20-30%；糖類輔助原料用量一般為10%左右；糖漿添加量一般為20~30%；在使用酶制劑的情況下（外加酶糖化），輔助原料用量可高達(dá)70-80%。

我國(guó)普遍使用大米作為輔料，歐美國(guó)家則普遍使用玉米作為輔料。2023/1/1523啤酒酵母及其擴(kuò)大培養(yǎng)

1.啤酒酵母

根據(jù)酵母在啤酒發(fā)酵液中的性狀，可將它們分為下面啤酒酵母和上面啤酒酵母兩種。2023/1/1524逐級(jí)擴(kuò)大10倍，最大20倍，培養(yǎng)溫度25～20℃，逐級(jí)降低。傳統(tǒng)的啤酒酵母擴(kuò)大培養(yǎng)的過(guò)程如圖所示：2.啤酒酵母的擴(kuò)大培養(yǎng)2023/1/15252023/1/1526啤酒生產(chǎn)工藝分為制麥芽、糖化、發(fā)酵、后處理四大主要工序。其工藝流程如圖啤酒生產(chǎn)工藝流程2023/1/1527制麥：大麥在人工控制的外界條件下發(fā)芽和干燥的過(guò)程，即為麥芽制備。制麥目的制麥工藝流程生產(chǎn)方法一、制麥芽2023/1/1528（1）使麥粒生成大量的水解酶，并使麥粒中一部分非活化酶得到活化和增長(zhǎng)。（2）使淀粉和蛋白質(zhì)達(dá)到適度溶解（3）產(chǎn)生干麥芽特有的色、香、味1、制麥的目的2023/1/15292、制麥的工藝流程2023/1/15302023/1/1531（1）大麥的清選分級(jí)大麥的清選：將各種雜質(zhì)如石塊、塵埃、谷芒、鐵屑、半粒、非大麥谷粒等除去。大麥的分級(jí)：按顆粒大小分類，為浸麥均勻、發(fā)芽整齊創(chuàng)造條件；顆粒整齊的麥芽，粉碎后能獲得粗細(xì)均勻的麥芽。3、制麥的方法2023/1/1532（2）大麥的貯藏新收獲的大麥，水分高，有休眠期，需經(jīng)一段后熟期，才能使用，一般需6－8周，才能達(dá)到應(yīng)有的發(fā)芽力。①貯藏于1～5℃，縮短后熟期，提早發(fā)芽。②用80～170℃熱空氣將大麥處理30～40s，改善種皮的通透性。③用高錳酸鉀、甲醛、草酸及赤酶素等處理可打破種子的休眠。2023/1/1533（3）大麥的浸漬浸麥的目的：使大麥吸水和吸氧、洗滌除塵、除雜以及除微生物。浸麥時(shí)加入NaCO3、NaOH等化學(xué)藥物，可以加速酚類、谷皮酸等麥皮中有害物質(zhì)的浸出。釀造用麥芽，要求胚乳充分溶解，含水必須達(dá)到43%－48%。浸麥方法：浸水?dāng)嗨惶娣?、快速浸麥法、浸噴法?023/1/1534（4）大麥的發(fā)芽發(fā)芽目的激活一些非活性的酶；同時(shí)產(chǎn)生大量的新酶。發(fā)芽條件溫度：低溫生長(zhǎng)緩慢，呼吸作用較弱，生長(zhǎng)均勻，消耗少，得率高，酶的最終活力較高。如含蛋白質(zhì)高，低溫發(fā)芽不宜溶解。氧氣：發(fā)芽前期及時(shí)通風(fēng)供氧、排出CO2，有利于酶的形成。后期適當(dāng)減少通風(fēng)量，維持CO2含量，既可以抑制麥芽發(fā)育，減少制麥損失，也有利于麥芽溶解。2023/1/1535（5）綠麥芽的干燥A目的（1）停止綠麥芽的生長(zhǎng)和酶的分解作用；（2）除去多量的水分，防止麥芽腐敗變質(zhì)，便于貯藏；（3）使麥根干燥，便于脫落除去；（4）除去綠麥芽的生腥氣味，增加麥芽的色、香味。2023/1/1536B干燥時(shí)的物質(zhì)變化（1）水分下降（2）酶的變化蛋白酶在干燥階段有增有減，但總趨勢(shì)下降。（3）糖類的變化干燥前期在高水分和40℃低溫的情況下，淀粉水解酶繼續(xù)催化淀粉水解，糊精和低分子糖有所增加。當(dāng)水分降至15%以下溫度繼續(xù)上升時(shí)，淀粉水解趨于停止。干燥過(guò)程中糖被酶分解為低分子物質(zhì)，有利于降低麥汁粘度，改進(jìn)過(guò)濾性能。2023/1/1537（4）蛋白質(zhì)的變化干燥初期蛋白質(zhì)繼續(xù)分解，低分子氮略有增加，但由于類黑素的形成，干燥麥芽的可溶性氮有所下降。干燥前后總氮不變，但組成成分有變（5）類黑素的形成類黑素是還原糖與氨基酸或簡(jiǎn)單含氮物在較高溫下相互作用形成的氨基糖。其作用條件要求水分不低于5%，干燥溫度達(dá)80－90℃時(shí)，反應(yīng)加速，100－110℃時(shí)反應(yīng)加強(qiáng)。作用最適pH為5.0。以相對(duì)分子質(zhì)量最低的糖和含氮物作用速度最快。此反應(yīng)麥芽煮沸過(guò)程仍繼續(xù)進(jìn)行2023/1/1538（6）麥芽除根根芽吸濕性強(qiáng)，貯藏時(shí)容易吸水而腐爛；根芽有不良苦味，如帶入啤酒，將破壞啤酒口味；根芽易使啤酒改變色澤。（7）磨光麥芽經(jīng)過(guò)磨光，以除去麥芽表面的水銹或灰塵，保證麥粒的外表美觀、口味純正、收得率高。2023/1/1539（8）麥芽的貯藏麥芽貯藏一般最短1個(gè)月，最長(zhǎng)半年。（1）蛋白質(zhì)活力提高，增進(jìn)含氮物質(zhì)的溶解；（2）增高麥芽的酸度，有利于糖化；（3）淀粉酶活力提高，提高了麥芽的糖化力；2023/1/1540二、麥汁制備（糖化）

麥汁制備過(guò)程俗稱糖化。即將麥芽粉碎與溫水混合，借助麥芽自身的各種水解酶，將淀粉和蛋白質(zhì)等高分子物質(zhì)進(jìn)一步分解成可溶性小分子，如糖類、糊精、氨基酸、酯、肽等，制成麥芽汁。麥汁加酒花煮沸，冷卻，自然沉淀或離心后，即可用于發(fā)酵。

▲工藝流程▲制備方法2023/1/15411、麥汁制備工藝流程俗稱三鍋兩槽流程2023/1/15422023/1/1543粉碎：可溶性物質(zhì)容易浸出，有利于酶的作用粉碎程度：過(guò)細(xì)則增加麥皮中有害物質(zhì)的溶解，也會(huì)增加麥汁過(guò)濾的難度；過(guò)粗則影響麥芽有效成分的利用，降低麥汁浸出率。對(duì)麥芽粉碎度的要求：谷皮破而不碎；胚乳部分較細(xì)為好，對(duì)溶解不良的麥芽應(yīng)更細(xì)些，便于酶的作用。細(xì)粉比例過(guò)大影響麥汁過(guò)濾。2、原輔料的粉碎2023/1/15443、糖化方法2023/1/1545（1）煮出糖化法：兼用生化作用和物理作用進(jìn)行糖化的方法，其特點(diǎn)是將糖化醪液的一部分，分批加熱至沸點(diǎn)，然后與其余未煮沸的醪液混合，使全部醪液溫度分階段升高到不同酶分解所要求的溫度，最后達(dá)到糖化終了溫度。根據(jù)部分醪液煮沸的次數(shù)，分為一次、二次和三次煮出糖化法，以及快速糖化法等。多用來(lái)制造下面發(fā)酵的啤酒。2023/1/1546（2）浸出糖化法：是純粹利用酶的作用進(jìn)行糖化的方法。其特點(diǎn)是將全部醪液從一定的溫度開(kāi)始，緩慢分階段升溫到糖化終了溫度。浸出糖化法的醪液沒(méi)有煮沸階段。浸出糖化法需要溶解良好的麥芽，多利用此法制造上面發(fā)酵啤酒。（3）雙醪糖化法（復(fù)式糖化方法）：在使用輔助原料生產(chǎn)廠多采用此方法，其特點(diǎn)為將麥芽和輔料分別在糖化鍋和糊化鍋進(jìn)行處理，然后兌醪，兌醪后按煮出法操作進(jìn)行，稱為雙醪煮出糖化法。2023/1/1547淀粉分解蛋白質(zhì)分解半纖維素分解磷酸鹽的分解類黑精的生成鋅和多酚物質(zhì)4、糖化時(shí)的主要物質(zhì)變化2023/1/1548

糖化結(jié)束后，應(yīng)在最短的時(shí)間內(nèi)，將麥汁（溶于水的浸出物）與麥糟（不溶性的物質(zhì)）分離，得到澄清的麥汁，獲得良好的浸出物收得率。以麥糟為濾層，利用過(guò)濾方法提取的麥汁，稱為第一麥汁或過(guò)濾麥汁；第一麥汁過(guò)濾后，利用熱水洗出殘留在麥糟中的麥汁，稱為第二麥汁或洗滌麥汁。麥汁過(guò)濾的方法過(guò)濾槽法、壓濾機(jī)法、快速滲出槽法5、麥汁的過(guò)濾2023/1/1549漢德麥汁壓濾機(jī)2023/1/1550（1）麥汁煮沸的目的與作用酶的鈍化：穩(wěn)定麥汁中可發(fā)酵性糖和糊精的比例，以保持麥汁組分和發(fā)酵的一致性；破壞全部酶和麥汁殺菌促進(jìn)蛋白質(zhì)變性：以提高啤酒的穩(wěn)定性蒸發(fā)水分：使麥汁濃縮到要求的濃度酒花成分的浸出排除麥汁中特異的雜臭氣味6、麥汁煮沸與添加酒花2023/1/1551(2)麥芽汁與酒花在煮沸過(guò)程中的變化蛋白質(zhì)凝固酒花成分溶出麥汁顏色變化煮沸時(shí)還原物質(zhì)的形成2023/1/1552（3）酒花添加方法多采取分2－4次添加香型、苦型并用：先加苦花，以得到較高的利用率，后加香花，以提高酒花香味。在使用同類酒花時(shí)：先加陳酒花，后加新酒花。在煮終前5－10分鐘添加最后一批香花或質(zhì)量較好的酒花，主要是萃取酒花油，增加酒花香。2023/1/15531.麥芽汁熱凝固物的去除：旋渦沉淀槽2.麥芽汁冷卻：薄板冷卻器3.去除冷凝固物（自然沉降法、硅藻土過(guò)濾機(jī)等）4.冷麥汁沖氧：8mg/L即可7、麥汁處理2023/1/1554三、發(fā)酵我國(guó)傳統(tǒng)的下面發(fā)酵法，使用下面發(fā)酵酵母，進(jìn)行低溫而較長(zhǎng)時(shí)間的主發(fā)酵，再經(jīng)貯酒罐中低溫長(zhǎng)時(shí)間的后發(fā)酵，釀制成風(fēng)味柔和、泡沫細(xì)膩、保質(zhì)期較長(zhǎng)的啤酒。2023/1/1555

1.主發(fā)酵

又稱前發(fā)酵，為發(fā)酵的主要階段。加酒花后的澄清麥汁冷卻至6.5～8℃時(shí)，接種酵母后，主發(fā)酵開(kāi)始，酵母對(duì)以麥芽糖為主的麥芽汁進(jìn)行發(fā)酵，消耗了大部分可發(fā)酵性糖和可同化性氮，產(chǎn)生乙醇和CO2，一般需6～8天。

主發(fā)酵期根據(jù)發(fā)酵表面現(xiàn)象可分為：酵母增殖期、低泡期、高泡期、落泡期、泡蓋形成期2023/1/1556

2、后發(fā)酵

后酵又稱貯酒或啤酒后熟。后發(fā)酵的目的：

完成殘?zhí)堑淖詈蟀l(fā)酵，