【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 會(huì)引起啤酒干苦和不愉快的味道，使啤酒的揮發(fā)性硫化物含量增四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 加。 (7)Cl的影響：對(duì)啤酒的澄清和膠體穩(wěn)定性有重要作用，能賦予啤酒豐滿的酒體和爽口、柔和的風(fēng)味。 (8)NO NO3的影響： NO2是公認(rèn)的強(qiáng)烈致癌物質(zhì)，也是酵母的強(qiáng)烈毒素，會(huì)改變酵母的遺傳和發(fā)酵性狀，甚至抑制發(fā)酵。 (9)F的影響：含量太高會(huì)引起牙色斑病和不愉快的氣味。 (10)SO3 SO2 的影響：含量高的硅酸是釀造水的有害物質(zhì)。 (11)余氯的影響：是強(qiáng)烈氧化劑，會(huì)破壞酶的活性，抑制酵母，并和麥芽中的酚類(lèi)結(jié)合，形成強(qiáng)烈的氯酚臭。啤酒釀造水中絕對(duì)避免有余氯的存在。 水處理 (1)水處理的原因 從天然水源得到的水都含有大量的雜質(zhì)，需要經(jīng)過(guò)處理才能用于生產(chǎn)。 (2)啤酒釀造水的改良和處理方法 ①加石膏改良 國(guó)內(nèi)啤酒廠在投料水中普遍采用加石膏改良。 ②加酸改良。 ③離子交換法處理水。 ④離子交換膜電滲析法處理。 (3）釀造水的質(zhì)量指標(biāo) 色：無(wú)色 透明度：透明 味：無(wú) 味 溶解鹽： 150— 200mg/l ph: — 總堿度： 10— 50mmol/l 碳酸鹽硬度： 0— 2 總硬度： 2— 7 非碳酸鹽硬度： 2— 5 細(xì)菌數(shù)：小于或等于 100 個(gè) /ml 大腸桿菌數(shù)：小于或等于 3 個(gè) /L 水源和水源選擇 （ 1） 淺層地下水 （ 2） 深沉地下水 （ 3） 城市自來(lái)水 （ 4） 湖泊水、水庫(kù)水 （ 5） 河流水 無(wú)論哪一種水源，得到的都是含各種雜質(zhì)的天然水。我國(guó)工業(yè)界目前主要采用淺層或深層地下水為生產(chǎn)水 源，本設(shè)計(jì)采用淺層地下水作為生產(chǎn)水源。 2 黑色啤酒生產(chǎn)工藝與選擇 6 酒花 酒花在啤酒釀造中的作用 （ 1） 酒花是啤酒生產(chǎn)過(guò)程中的主要原料，酒花賦予啤酒香氣。 （ 2） 賦予啤酒爽快的苦味。 （ 3） 啤酒花中的苦味物質(zhì)使啤酒具有防腐能力。 （ 4） 形成啤酒優(yōu)良的泡沫。 （ 5） 有利于麥汁的澄清。 酒花的成分 啤酒花的成分已知的有 200 多種，對(duì)啤酒釀造有特殊意義的化學(xué)成分包括酒花精油、苦味物質(zhì)和多酚。 （ 1） 酒花精油：酒花精油含于酒花腺體中，經(jīng)蒸餾后呈黃綠色油狀液體，是啤酒重要的香氣來(lái)源。主要成分是萜烯類(lèi)化合物。 （ 2） 苦味物質(zhì)：包括α酸、β酸以及其一 系列氧化物、聚合產(chǎn)物。 （ 3） 多酚物質(zhì)：多酚是一種多種物質(zhì)的總稱(chēng)，對(duì)啤酒釀造影響較大的有： ①花色素原：是啤酒的非生物渾濁物質(zhì)，也是啤酒的主要色澤物質(zhì)。 ②水解性單寧化合物：?jiǎn)螌幰子诘鞍踪|(zhì)結(jié)合形成沉淀，在麥汁過(guò)程中可除去多余的蛋白質(zhì)。 酒花的品種 （ 1） 優(yōu)質(zhì)香型酒花 （ 2） 香型酒花 （ 3） 沒(méi)有明顯特征的酒花 （ 4） 苦型酒花 酒花制品 （ 1） 酒花粉：使用前把壓榨酒花粉碎成 1mm 以下的酒花粉。 （ 2） 顆粒酒花：把酒花粉壓制成直徑 2— 8mm、長(zhǎng) 15mm 的短棒狀。啤酒廠主要使用這種酒花。 （ 3） 酒花浸膏：用有機(jī)溶劑或二氧化碳萃取酒花 中的有效成分。世界酒花產(chǎn)量的 25%— 30%加工成浸膏。 本設(shè)計(jì)對(duì)酒花的選用 本設(shè)計(jì)選用顆粒酒花。顆粒酒花是將酒花粉壓制成直徑 2— 8 毫米，長(zhǎng)約 15 毫米的柱狀，從而減小酒花的體積，增大計(jì)劃的密度，這樣使酒花的表面積降低，提高了酒花四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 的利用率，便于防止氧化，易于運(yùn)輸和貯藏 糖化生產(chǎn)工藝的選擇和論證 本次設(shè)計(jì)是黑色啤酒，原料全部采用麥芽，即不添加任何輔料。這樣生產(chǎn)出來(lái)的啤酒麥芽味濃厚，口感厚重，符合黑色啤酒的口感要求。 全麥芽啤酒營(yíng)養(yǎng)比普通啤酒的營(yíng)養(yǎng)更為豐富些，氨基酸含量也是普通啤酒的 倍，維生素 B B B6 含量是普通啤酒的 倍，而碳水化合物僅為普通啤酒的 倍，因此可以放心大膽的痛飲，而沒(méi)有發(fā)胖的顧慮。 符合現(xiàn)代人的健康需求。且在目前人們的意思中，對(duì)于純度越高的產(chǎn)品越有好感，采用全麥芽可以很好的抓住消費(fèi)者的消費(fèi)心理，即使價(jià)格稍高，但是消費(fèi)黑色啤酒的人群都屬于收入較高的人群，他們更愿意買(mǎi)到好的體驗(yàn)。且全麥芽發(fā)酵符合外國(guó)人的口味，可以打開(kāi)外國(guó)人的市場(chǎng)，如今的中國(guó)，有越來(lái)越多的外國(guó)人來(lái)工作來(lái)創(chuàng)業(yè)，他們也是一個(gè)巨大的消費(fèi)市場(chǎng)。全麥芽發(fā)酵也有其他問(wèn)題，對(duì)于其穩(wěn)定性，特別是非生物穩(wěn) 定性有較高的要求，這一點(diǎn)在本設(shè)計(jì)后面均有論證。 麥芽制造過(guò)程 (1)麥貯存：剛收獲的大麥有休眠期，發(fā)芽力低，要進(jìn)行貯存后熟 (2)大麥精選：按麥粒大小篩分成一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)。 (3)浸麥：在浸麥槽中用水浸泡 2～ 3 日，同時(shí)進(jìn)行洗凈，除去浮麥，使大麥的水分（浸麥度）達(dá)到 42～ 48％。 (4)發(fā)芽：浸水后的大麥在控溫通風(fēng)條件下進(jìn)行發(fā)芽，形成各種酶，使麥粒內(nèi)容物質(zhì)進(jìn)行溶解。發(fā)芽適宜溫度為 13～ 18℃ ，發(fā)芽周期為 4～ 6 日 ,根芽的伸長(zhǎng)為粒長(zhǎng)的 1～ 倍。長(zhǎng)成的濕麥芽稱(chēng)綠麥芽 。 (5)焙燥：目的是降低水分，終止綠麥芽的生長(zhǎng)和酶的分解作用，以便長(zhǎng)期貯存 。使麥芽形成賦予啤酒色、香、味的物質(zhì) 。易于除去根芽，焙燥后的麥芽水分為 3～ 5％。 (6)貯存：焙燥后的麥芽，在除去麥根，精選，冷卻之后放入混凝土或金屬貯倉(cāng)中貯存。 焦麥芽的制作 將回潮成品淡色麥芽水浸 810h，撈出瀝干，然后裝入轉(zhuǎn)筒炒爐，慢慢升溫至 50℃55℃保持 60min，使蛋白質(zhì)分解，再升溫至 65℃ 70℃保持 60min，然后在 30min 內(nèi)升溫至 170℃ 200℃ 1520min，使之產(chǎn)生類(lèi)似黑精 物質(zhì)，再用文火炒 2030min，直至麥芽外觀完全符合規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。 2 黑色啤酒生產(chǎn)工藝與選擇 8 黑麥芽的制作 將干麥芽加水浸漬 68h，瀝干后，加入炒爐，緩慢升溫至 48℃ 52℃維持 3040min，進(jìn)行蛋白質(zhì)分解。然后升溫到 60℃ 68℃，進(jìn)行 2030min 的糖化，再在 30min 內(nèi)加熱到160℃ 180℃。隨后加熱至 200℃ 210℃保持 30min。當(dāng)聞到濃郁的焦香味時(shí)，再加熱麥芽至 220℃ 230℃保持 1020min，即可出爐攤冷。 麥芽的粉碎 麥芽的粉碎是為了使整粒谷物經(jīng)過(guò)粉碎后，一較大的比表面積，使物 料中儲(chǔ)藏的物質(zhì)增加和水、酶的接觸面積，加速酶促反應(yīng)及物料的溶解。 在啤酒生產(chǎn)中，不單要考慮物料粉碎操作的經(jīng)濟(jì)性，更應(yīng)考慮啤酒釀造特殊要求： (1) 麥芽皮殼若粉碎過(guò)細(xì)，會(huì)增加皮殼有害物質(zhì)的溶解，影響啤酒風(fēng)味。 (2) 皮殼和原料物質(zhì)中不溶性物質(zhì)粉碎過(guò)細(xì)，會(huì)增加過(guò)濾阻力，影響過(guò)濾操作。 (3)淀粉等儲(chǔ)藏物質(zhì)的粉碎細(xì)度，不但影響酶促反應(yīng)速率，也影響到反應(yīng)深度即影響到麥汁組成。 粉碎雖然屬簡(jiǎn)單的物理操作，但在啤酒釀造過(guò)程中特別重視麥芽粉碎度的控制，麥芽的 粉碎方法也不斷地得到改造。 長(zhǎng)期以來(lái)，麥芽的粉碎采用干法粉碎，直至 60 年代起相繼出現(xiàn)了濕法粉碎、回潮干法粉碎以及連續(xù)調(diào)濕粉碎。 本設(shè)計(jì)中淡色麥芽濕法粉碎，要求谷皮破而不碎；焦麥芽和黑麥芽粉碎時(shí)，需適度噴水，要求粉碎的粗細(xì)均勻。 糖化方法 糖化方法的種類(lèi) 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 三次煮出糖化法 煮出糖化 二次煮出糖化法 一次煮出糖化法 升溫浸出糖化法 糖化方法 浸出糖化法 降溫浸出糖化法 復(fù)式一次煮出糖化法 復(fù)式煮浸糖化法 其它方法 谷皮分離糖化法 外加酶制劑糖化法 其他特殊糖化法 圖 11 糖化方法的種類(lèi) 糖化方法是指麥芽和非發(fā)芽谷物原料中不溶性固形物轉(zhuǎn)化成可溶性的、并有一定組成比例的浸出物，所采用的工藝方法和工藝條件：包括配料濃度、各物質(zhì)分解溫度、 pH、熱煮出的利用等，還包括酶制劑、添加劑的選擇使用等。 煮出糖化法是指 麥芽醪利用酶的生化作用和熱力的物理作用，使其有效成分分解和溶解，通過(guò)部分麥芽醪的熱煮沸、并醪，使醪液逐步梯級(jí)升溫至糖化完畢。部分麥芽醪被煮沸幾次即為幾次煮出法。 浸出糖化法是指麥芽醪只利用酶的生化作用，用不斷加熱或冷卻調(diào)節(jié)醪液的溫度，使之糖化完成。麥芽醪未經(jīng)煮沸。 其他糖化方法都由以上兩種方法演變而來(lái)，以上兩種方法用于最初的純麥芽糖化，當(dāng)采用不發(fā)芽谷物做輔料，在進(jìn)行糖化時(shí)必須先對(duì)輔料進(jìn)行預(yù)處理，即糊化和液化。這就是復(fù)式糖化法。 在各種糖化方法中物料的主要變化是依據(jù)麥芽中各類(lèi)水解酶的催化，糖化控制就是創(chuàng)造適合 酶作用的最佳條件，各種糖化方法中有幾段控制原理是相似的。 (1) 酸休止 ： 利用麥芽中磷酸酯酶對(duì)麥芽中菲汀的水解，產(chǎn)生酸性磷酸鹽，有時(shí)還利用乳酸菌繁殖產(chǎn)乳酸，此工藝條件是：溫度為 35～ 37OC， ～ ，時(shí)間為 30～90 分鐘。 2 黑色啤酒生產(chǎn)工藝與選擇 10 (2) 蛋白質(zhì)休止 ： 利用麥芽中羧基肽酶分解多肽形成氨基酸和利用內(nèi)切肽酶分解蛋白質(zhì)生成多肽和氨基酸。蛋白質(zhì)休止最適 pH 為 ～ ，最適溫度：形成α 氨基氮為45～ 50 OC，形成可溶性多肽為 50～ 55 OC，作用時(shí)間為 10～ 120 分鐘。 (3) 糖化分解：淀粉水解成可溶性 糊精和可發(fā)酵性糖，對(duì)麥芽中β 淀粉酶催化形成可發(fā)酵性糖，最適溫度為 60～ 65 OC（ ℃） 。α 淀粉酶最適活性溫度為 70℃。這兩種酶共同作用，最適ｐ H 為 ～ ，作用時(shí)間為 30～ 120 分鐘。 (4) 糖化終止：當(dāng)糖化完成時(shí)，必須使醪液中的酶類(lèi)（α 淀粉酶除外）失活，此溫度為 70～ 80 OC (5) 100 OC 煮出：部分糖化醪液加熱至 100 OC，主要利用熱力作用，促進(jìn)物料的水解，特別是使生淀粉徹底糊化、液化，提高浸出物收率。 (6) 酶制劑和添加劑的使用：α 淀粉酶、β 淀粉酶、糖化酶、 R酶 、蛋白酶、葡聚糖酶等酶制劑，乳酸、磷酸、石膏等ｐ H 調(diào)整物質(zhì)， H2O2 等 多酚消除劑等這些添加劑應(yīng)在衛(wèi)生規(guī)范下，根據(jù)工藝需要，適時(shí)、適量地使用。 本設(shè)計(jì)選用 升溫 浸出糖化法，理由是： （ 1）全麥芽黑色啤酒的糖化不需要進(jìn)行輔料的糊化和輔料的煮沸兩個(gè)過(guò)程，不需要外加酶制劑； （ 2）設(shè)計(jì)選用連續(xù)浸濕粉碎法，麥芽的粉碎度較高，不需要多次煮沸； （ 3）設(shè)計(jì)選用優(yōu)質(zhì)二棱麥芽，溶解較好； （ 4）節(jié)省了工藝步驟。 糖化目的及控制方法 糖化是將麥芽和輔料中高分子物質(zhì)機(jī)器分解產(chǎn)物（淀粉、蛋白質(zhì)、植酸鹽、半纖維素等機(jī)器 分解中間產(chǎn)物）通過(guò)麥芽中各種水解酶的作用，以及水和熱能作用，使之分解并溶解于水，此過(guò)程稱(chēng)作“糖化” 。溶解的各種干物質(zhì)稱(chēng)作“浸出物” (extract)，而構(gòu)成的澄清溶液稱(chēng)作“麥芽汁”或“麥汁” (Wort)。麥汁中浸出物的含量和原料中干物質(zhì)之比 (質(zhì)量比 )稱(chēng)“無(wú)水浸出率”。 麥汁的組成、顏色將直接影響到啤酒的品種和質(zhì)量；糖化工藝和原料；水、電、汽以及熱量的消耗，與生產(chǎn)成本密切相關(guān)。因此糖化過(guò)程是啤酒生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)。 糖化過(guò)程是原料的分解和萃取的過(guò)程，它主要是依靠麥芽中各種水解酶的酶促分解，而水和熱力的作用是協(xié) 助酶促分解和萃取過(guò)程。 糖化中的工藝控制，主要通過(guò)下列環(huán)節(jié)來(lái)進(jìn)行： 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 (1) 麥芽的質(zhì)量、輔料的種類(lèi)及其配料比； (2) 麥芽及非發(fā)芽谷物的粉碎度； (3) 控制麥芽中各水解酶的作用條件，如溫度、 pH、底物濃度 (加水比 )、作用時(shí)間； (4) 加熱的溫度和時(shí)間； (5) 需通過(guò)外加酶制劑、酸、無(wú)機(jī)鹽進(jìn)行調(diào)節(jié)。 糖化時(shí)的主要物質(zhì)變化 原料麥芽的冷水浸出物，僅占 17％左右，非發(fā)芽谷物更少。經(jīng)過(guò)糖化過(guò)程的酶促分解和熱力的作用，麥芽的浸出率提高到 75％～ 80％，糖化過(guò)程中原料的分解深度即分解產(chǎn)物的基本要 求是： 淀粉被最大限度的分解成可溶性無(wú)色糊精和麥芽糖等可發(fā)酵性糖類(lèi)，二者之間有一定的比例。 淀粉的分解產(chǎn)物是構(gòu)成麥汁的主要成分 (占 90％以上 )。麥汁中以麥芽糖為主的可發(fā)酵糖類(lèi)供酵母發(fā)酵產(chǎn)生酒精及副產(chǎn)物，低聚糊精是構(gòu)成啤酒殘余浸出物的主體，它給啤酒帶來(lái)粘度和口味的濃醇性。啤酒原料的利用率主要取決于淀粉的利用率，優(yōu)良的糖化工藝可使淀粉分解以后 99％進(jìn)入麥汁。 麥芽中高分子物質(zhì)和肽類(lèi)，在糖化時(shí)得到進(jìn)一步分解，但分解程度及比例遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于發(fā)芽過(guò)程。大多數(shù)輔料 (大米 )的蛋白質(zhì)幾乎很少變化，糖化后麥汁可溶性蛋白質(zhì)，肽類(lèi)和氨 基酸三類(lèi)的絕對(duì)量及相對(duì)比例應(yīng)符合釀造啤酒的平中特性的要求。 （ 1） 淀粉的糖化 在啤酒釀造中糖化過(guò)程是指輔料的糊化醪淀粉受到麥芽中淀粉酶的分解形成低聚糊精和一麥芽糖為主的可發(fā)酵性糖的過(guò)程。 (C6H10O5)n a淀粉酶 n/x(C6H10O5)x (C6H10O5)x + x/