厭氧發(fā)酵工藝及設(shè)備-啤酒發(fā)酵

第三節(jié)啤酒發(fā)酵啤酒是以大麥和水為主要原料，大米、谷物、酒花等為輔料制成麥芽，經(jīng)糖化、酵母發(fā)酵等工序制成的富含營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和二氧化碳的飲料酒。酒精含量?jī)H含3%～6%。中國(guó)啤酒工業(yè)發(fā)展簡(jiǎn)史四五千年前，我國(guó)出現(xiàn)古代啤酒。中國(guó)近代啤酒是從歐洲傳入的，第一家現(xiàn)代化啤酒廠是1903年在青島由德國(guó)釀造師建立的英德啤酒廠。1993年，我國(guó)成為世界啤酒第二生產(chǎn)大國(guó)。2002年啤酒產(chǎn)量首次超過(guò)美國(guó)成為世界第一啤酒生產(chǎn)大國(guó)。啤酒的主要成分以120P啤酒為例：實(shí)際濃度為4.0～4.5%。其中：80%為糖類物質(zhì)、8～10%為含氮物質(zhì)、3～4%為礦物質(zhì)。此外，還含有12種維生素，17種氨基酸。1L120P啤酒產(chǎn)生的熱量達(dá)1779kJ，可與250g面包、5～6個(gè)雞蛋、500g馬鈴薯或0.75L牛奶產(chǎn)生的熱量相當(dāng)。故有“液體面包”之美稱。啤酒的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值啤酒具有利尿、促進(jìn)胃液分泌、緩解緊張及治療結(jié)石的作用。適當(dāng)飲用啤酒可以提高肝臟解毒作用，對(duì)冠心病、高血壓、糖尿病和血脈不暢等均有一定效果。啤酒中豐富的二氧化碳和酸度、苦味，具有生津止渴、消暑、幫助消化、消除疲勞、增進(jìn)食欲的功能。按生產(chǎn)方法和酵母種類分上面發(fā)酵啤酒下面發(fā)酵啤酒按啤酒的原麥汁濃度分

佐餐啤酒(麥汁濃度4~9％)貯藏啤酒(麥汁濃度10~14％)高濃度啤酒(麥汁濃度13~22％)按啤酒的色澤分

濃色啤酒黑色啤酒按啤酒是否殺菌分

熟啤酒純生啤酒鮮啤酒啤酒的分類啤酒生產(chǎn)工藝過(guò)程（一）麥芽制造原大麥→預(yù)處理（清洗、分級(jí)）→浸麥→發(fā)芽→干燥→貯藏→成品麥芽（二）啤酒釀造輔料（大米）→粉碎→糊化酒花↓并醪↓麥芽→粉粹→糖化→過(guò)濾→煮沸→回旋沉淀→麥汁冷卻→充氧→發(fā)酵→啤酒過(guò)濾→包裝→成品啤酒

↑菌種大麥為什么用大麥釀造啤酒？1.大麥便于發(fā)芽，并產(chǎn)生大量的水解酶類2.

大麥種植遍及全球3.

大麥的化學(xué)成分適合釀造啤酒4.

大麥?zhǔn)欠侨祟愂秤弥骷Z大麥的化學(xué)成分大麥的化學(xué)成分淀粉半纖維素和麥膠物質(zhì)蛋白質(zhì)多酚類物質(zhì)其他啤酒輔料1．大米：原則上凡大米不論品種均可用于釀造，但從啤酒風(fēng)味而言，米的食感越好，釀造的啤酒風(fēng)味也越好2．玉米：是世界栽培最廣的品種，也是釀造啤酒的主要品種3．小麥：我國(guó)是世界小麥主要生產(chǎn)國(guó)。小麥發(fā)芽后制成的小麥芽也是釀造啤酒的主要原料。4．淀粉：由于淀粉工業(yè)的發(fā)展，用淀粉作啤酒輔料是有前途的5．蔗糖和淀粉糖漿：在麥汁制造中，用糖補(bǔ)充浸出物，可直接加入麥汁煮沸鍋中，工藝簡(jiǎn)單，使用方便啤酒花酒花又稱蛇麻花、啤酒花等，它是雌雄異株，用于啤酒發(fā)酵的是成熟的雌花。酒花成分酒花樹(shù)脂：10％~20％，酒花樹(shù)脂包括

-酸、

-

酸等成分，其中

-酸是啤酒苦味的主要來(lái)源，也是衡量啤酒花質(zhì)量?jī)?yōu)劣的重要指標(biāo)之一。酒花油：0.5％~2％多酚物質(zhì)：2％~5％其他：?jiǎn)翁?、蛋白質(zhì)、果膠、脂和蠟等。酒花在啤酒中的作用是：

1．賦予啤酒香味和爽口苦味。

2．提高啤酒泡沫的持久性。

3．使蛋白質(zhì)沉淀，有利啤酒澄清。

4．酒花有抑菌作用，將它加入麥芽汁中能增強(qiáng)麥芽汁和啤酒的防腐能力。保藏：要求低溫貯存。以避免α、β-酸被氧化。酒花制品：酒花粉、酒花浸膏、酒花油、顆粒酒花。二、麥芽制備制麥的目的1、使大麥生成各種水解酶，作為糖化時(shí)的催化劑。使麥粒適度溶解，以利于糖化過(guò)程的進(jìn)行。2、通過(guò)干燥，可以除去多余的水分，除去生青味，并產(chǎn)生麥芽特有的色、香、味。3、制成的麥芽經(jīng)過(guò)除根，使麥芽的成分穩(wěn)定，便于長(zhǎng)期貯存。二、麥芽制備工藝流程

原料大麥→粗選→精選→分級(jí)→洗麥→浸漬→發(fā)芽→綠麥芽→干燥→除根→貯藏→成品麥芽

*干燥：60℃干燥，大麥酶系仍保持活性綠麥芽干燥的目的①除去綠麥芽多余的水分，使麥芽水分降低至5%以下，防止腐敗變質(zhì)，便于貯藏；②終止綠麥芽的生長(zhǎng)和酶的分解作用，并最大限度的保持酶活力；③除去綠麥芽的生腥味，使麥芽產(chǎn)生特有的色、香、味；④便于干燥后除去麥根。麥根有不良苦味，如帶入啤酒，將破壞啤酒風(fēng)味；⑤經(jīng)過(guò)加熱分解并揮發(fā)出二甲基硫（DMS)的前體物質(zhì)，改善啤酒風(fēng)味。三、麥芽汁制備1、工藝流程麥芽汁制備包括原料的粉碎、糊化、糖化、麥芽醪的過(guò)濾、麥汁添加酒花煮沸、麥汁的處理、麥汁冷卻、通氧等過(guò)程。水糊化→糖化→麥芽→粉碎→麥芽粉→

大米→粉碎→大米粉→酒花

過(guò)濾→煮沸→澄清→冷卻→定型麥芽汁麥糟麥汁煮沸與添加酒花的目的①蒸發(fā)多余的水分，使麥汁濃縮到規(guī)定的濃度；②溶出酒花中的有效成分，增加麥汁的香氣、苦味和防腐能力；③促進(jìn)蛋白質(zhì)凝固析出，增加啤酒穩(wěn)定性；④破壞全部酶，進(jìn)行熱殺菌，以保證最終產(chǎn)品的質(zhì)量；⑤通過(guò)煮沸形成一些還原性物質(zhì)，以保持啤酒的風(fēng)味穩(wěn)定性和非生物穩(wěn)定性。四、啤酒發(fā)酵啤酒酵母上面酵母：發(fā)酵終了時(shí)，酵母飄浮在發(fā)酵液表面。下面酵母：發(fā)酵終了時(shí)，酵母凝聚而沉淀在容器

的底部。對(duì)棉子糖的發(fā)酵能力不同，是鑒別兩種酵母的主要特征。思考：如何進(jìn)行啤酒酵母的分離培養(yǎng)?啤酒酵母的擴(kuò)大培養(yǎng)

斜面試管→富氏瓶培養(yǎng)→巴氏瓶培養(yǎng)→漢森罐培養(yǎng)→酵母繁殖槽→主發(fā)酵池啤酒發(fā)酵過(guò)程中物質(zhì)的變化1）糖的變化96%左右可發(fā)酵糖發(fā)酵為乙醇和CO22）含氮物質(zhì)的變化

正常的發(fā)酵過(guò)程中，麥汁中含氮物約下降1/33）其他發(fā)酵產(chǎn)物（雙乙酰）4）苦味物質(zhì)5）pH值的變化傳統(tǒng)啤酒發(fā)酵

主發(fā)酵：密閉或敞口的主發(fā)酵池下面發(fā)酵

后發(fā)酵：密閉的臥式發(fā)酵罐發(fā)酵工藝后發(fā)酵的目的：

(1)殘?zhí)抢^續(xù)發(fā)酵；

(2)促進(jìn)啤酒風(fēng)味成熟；

(3)增加CO2的溶解量；

(4)促進(jìn)啤酒的澄清。如果嫩啤酒含糖過(guò)低，不足以進(jìn)行后發(fā)酵，可添加發(fā)酵度為20％的起泡酒，促進(jìn)發(fā)酵。下酒下酒方法--多用下面下酒法。入罐后，液面上應(yīng)留出10～15cm空距，有利于排除液面上的空氣，盡量減少與氧的接觸。如果嫩啤酒含糖過(guò)低，不足以進(jìn)行后發(fā)酵，可添加發(fā)酵度為20％的起泡酒，促進(jìn)發(fā)酵。下酒酵母濃度控制在10×106個(gè)細(xì)胞/mL封桶升壓下酒滿桶后，正常情況下敞口發(fā)酵2～3天，以排除啤酒中的生青味物質(zhì)。封罐后，罐內(nèi)二氧化碳?jí)毫χ鸩缴仙?，壓力達(dá)到50～80kPa時(shí)保壓，讓酒中的二氧化碳逐步飽和。溫度控制后發(fā)酵多控制先高后低的貯酒溫度。前期控制3～5℃，而后逐步降溫至-1～1℃，保持較高溫度利于雙乙酰的還原，后期保持低溫利于CO2飽和酒內(nèi)和酒的沉淀與澄清。啤酒釀造工藝一、傳統(tǒng)發(fā)酵設(shè)備1.主發(fā)酵設(shè)備2.后發(fā)酵設(shè)備臥式后發(fā)酵槽立式后發(fā)酵槽二、現(xiàn)代大罐啤酒發(fā)酵1操作平臺(tái)2罐頂裝置3電纜管和排水管4感溫探頭568冷卻夾套7保溫層9氨液入口、出口10錐底冷卻套11錐底人孔12取樣閥13清洗管或排氣管14保壓裝置15容積探頭、空罐探頭新型發(fā)酵罐冷卻夾套位置：上冷卻夾套頂端位于液面下15cm，下冷卻夾套頂端位于50%液位下15cm，錐角冷卻夾套盡量靠近錐底。發(fā)酵罐的冷卻發(fā)酵罐的冷卻直接冷卻：液氨作為冷媒

包括垂直流動(dòng)式或水平流動(dòng)式間接冷卻：乙醇或乙二醇與水混合做冷媒

下進(jìn)上出間接冷卻乙醇或乙二醇冷卻水平流動(dòng)管段圖液氮冷卻垂直管段液氨冷卻水平管段液氨直接冷卻優(yōu)點(diǎn)：1.

節(jié)約能源20%左右，氨壓縮機(jī)工作溫度僅需-5℃左右，氨需要量也少得多，而間接冷卻壓縮機(jī)工作溫度需比較低。2.

需要設(shè)備少，比間接冷卻節(jié)省了蒸發(fā)酒精水或乙二醇水，省去了蒸發(fā)器。3.

需要的絕熱材料少，安裝費(fèi)用低。原因是液氨流量減少，管道直徑變小，容器減少