【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 行：（ 1） 麥芽 的質(zhì)量 ，輔料的種 類及 其配料 比。（ 2）麥 芽及非 發(fā)芽 谷物的 粉碎度 。（ 3）控制 麥芽中各種水解酶的作用條件，如（溫度， PH，底物濃度，作用時(shí)間）。（ 4）加熱溫度和時(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)控制。 糖化方法及設(shè)備 糖化方法可分為以下幾類： 1. 煮出糖化法：煮出糖化法麥芽醪利用酶的生化作用和熱力的物理作用，使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。部分麥芽被幾次煮沸即幾次煮出法。 2. 浸出糖化法：浸出糖化法是指麥芽醪利用酶的生化作用，用不斷加熱或冷卻調(diào)節(jié)醪液的溫度，使糖化完成，麥芽醪未經(jīng)煮沸。 第一章 啤酒工藝選擇與論證 11 3. 其他糖化法：其他糖化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的糖化，當(dāng)采用不發(fā)芽谷物作為輔料，進(jìn)行糖化時(shí)必須先進(jìn)行預(yù)輔料的預(yù)處理 即糊化和液化。這就是復(fù)式糖化法。 由于浸出糖化法要求使用溶解良 好的麥 芽，成本高 ，原料利用率低，且更適合釀造上面發(fā)酵啤酒，本設(shè)計(jì)不采用。而煮出法糖化法可以補(bǔ)救一些麥芽溶解不良的缺點(diǎn)，原料利用率高，糖化時(shí)間短，麥汁成份好，適合釀造傳統(tǒng)下面發(fā)酵啤酒。故本設(shè)計(jì)采用該法。 煮出糖化法，根據(jù)醪液煮沸的次數(shù)，常用的有一次、二次和三次煮出糖化法。 二次煮出糖化法：此法靈活性大，適于各種質(zhì)量的麥芽和類型的啤酒，其操作較簡(jiǎn)單，煮沸時(shí)間短，能耗較小，設(shè)備利用率高，生產(chǎn)周期短，成本低。故本設(shè)計(jì)才用此方法進(jìn)行糖化。 麥芽醪的過(guò)濾 糖化過(guò)程結(jié)束時(shí)，已基本完成了麥芽和輔料中高分子物質(zhì) 的分解、萃取。因此，必須在短時(shí)間內(nèi)把麥汁和麥醪分離。此分離過(guò)程稱麥芽醪的過(guò)濾。 麥芽醪的過(guò)濾過(guò)程包括如下三個(gè)過(guò)程： （ 1） 殘留在糖化醪中的耐熱性的α 淀粉酶，將少量的高分子糊精進(jìn)一步液化，使之全部轉(zhuǎn)變 成無(wú)色糊精或糖類 ，提高原料浸出物收得率 。 （ 2） 從麥芽醪中分離出“頭號(hào)麥汁”。 （ 3） 用熱水洗滌麥糟，洗出麥糟中的可溶性浸出物，得到“二濾、三濾”麥汁。麥芽醪的過(guò)濾工藝基本要求：迅速和較徹底地分解可溶性浸出物，盡可能減少有害于啤酒風(fēng)味的麥殼多酚、色素、苦味物，以及麥芽中高分子蛋白質(zhì)、脂肪、脂肪酸、β 葡聚糖等物質(zhì)被萃取，盡可能獲得澄清透明的麥汁。 過(guò)濾方法的選擇 1. 過(guò)濾槽法 過(guò)濾槽是最古老的方法，也是至今采用最普遍的方法，它是以過(guò)濾篩板和麥糟構(gòu)成過(guò)濾介質(zhì)，用醪的液柱高度 產(chǎn)生靜壓力為推 動(dòng)力實(shí)現(xiàn)過(guò)濾。 2. 壓濾機(jī)法 板框式壓濾機(jī)是由容納糖化醪的框和分離麥汁的濾布及收集麥汁的濾板各若干組組成過(guò)濾原件，再配以頂板、支架、壓緊螺桿或液壓系統(tǒng)組成。 通過(guò)比較可知過(guò)濾槽法 對(duì)麥芽粉碎度要 求嚴(yán)格，過(guò)濾、洗滌時(shí)間長(zhǎng)，并且過(guò)濾速度慢， 因此在本設(shè)計(jì)中選用板框式壓濾機(jī)。 麥汁的煮沸和酒 花的添加 1. 麥汁煮沸的設(shè)備 分批式麥汁煮沸，在一個(gè)有加熱裝置的特殊容器中進(jìn)行，稱煮沸鍋。麥汁煮沸 鍋具有 多種形 式，本 設(shè)計(jì)選 用的是 列管式 內(nèi)加熱 器圓形 麥汁煮沸鍋。采 用列管 加熱， 管內(nèi)麥 汁受熱 上升， 在加熱 管上部 噴出， 底部麥汁不斷進(jìn)入加熱管，麥汁形成對(duì)流，省去動(dòng)力和攪拌系統(tǒng)。其優(yōu)點(diǎn)有：（ 1） 12 設(shè)備投資少，無(wú)需維護(hù)，沒(méi) 有磨損，耗電量低；（ 2）熱輻射損 失?。唬?3）煮沸溫度 和蒸發(fā) 速率可 以調(diào)整；（ 4） 設(shè)備簡(jiǎn) 單，不 需外加 加熱器 和攪拌器。 2. 麥汁煮沸方法 傳統(tǒng)煮 沸鍋均 采用 常壓煮 沸， 近代較 多采 用密閉 煮沸 、加壓 煮沸，特別是 低壓煮 沸更受 到普 遍歡迎 。常壓 煮沸 ：工藝 成熟 ，操作 方便， 維修費(fèi)用低。酒花浸出率高，所得麥汁質(zhì)量好。故本設(shè)計(jì)采用該方法。 3. 酒花的添加 酒花添 加量應(yīng) 依據(jù) 酒花質(zhì) 量（含 α 酸的量 ）， 消費(fèi)者 習(xí)慣 ，啤酒品種，濃度等不同而不同。淺色 啤酒苦味物值為 1540（ Bu）之間，一般 在此范圍 內(nèi)選 取一 個(gè)固 定值， 生產(chǎn) 時(shí)允 許在 固定值 上波 動(dòng)177。 5 Bu。對(duì)設(shè) 計(jì)而言，為便于物料衡算 ，酒花添加量定為每 100mL 熱麥汁添加 %酒花 。但實(shí)際 生產(chǎn)時(shí) 由于酒 花品 質(zhì)，添 加時(shí)間 和方 法，發(fā) 酵條 件，酵 母品種 等條件的 不同或 變動(dòng)， 酒花 中有效 物質(zhì)損 失變 化很大 ，應(yīng) 根據(jù) 以 上情況 ，在衡算基礎(chǔ)上做一定的調(diào)整。 酒花的添加方法，還是以傳統(tǒng)分 3～ 4 次添加法為 主。酒花添加分 三次完成，操作如下： 第一次：煮沸 5～ 15 分鐘后，添加總量的 5%～ 10%，主要作用是消除煮沸物得泡沫。第二次：煮沸 30～ 40 分鐘后，添加總量的 55%～ 60%，主要是萃取α 酸，并促進(jìn)異構(gòu)。第三次：煮沸后 80～ 85 分鐘，添加總 量的 30%～ 40%，主要是萃取酒花油，提高酒花香味。 麥汁的處理 從煮沸鍋放出的定型熱麥汁，進(jìn)入發(fā)酵以前還需要進(jìn)行一系列處理：酒花糟 分離， 熱凝固 物分 離，冷 凝固物 分離 ，冷卻 ， 充 氧等才 能成為 發(fā)酵麥汁 。近代 的啤酒 生產(chǎn) 大大縮 短了發(fā) 酵和 貯酒周 期， 發(fā)酵容 器也增 大到數(shù)百至上千立方米，因此，對(duì)麥汁處理要求是： 1. 對(duì)能引起啤酒非生物渾濁的冷，熱凝固物盡可能給予足夠的分離 2. 麥汁處于高溫時(shí)盡可能減少空氣接觸，防止氧化。麥汁冷卻后，在發(fā)酵前，根據(jù)進(jìn)罐時(shí)間，必須補(bǔ)充適量空氣，供酵母前期呼吸。 3. 麥汁處理各工序中，嚴(yán)格杜絕有害微生物的污染。 麥汁處 理應(yīng)適 用設(shè) 備的要 求不 同，流 程很 多，經(jīng) 比較 采用以 下流程對(duì)麥汁進(jìn)行處理： 煮 沸 鍋 →熱 麥 汁→ 泵→ 回 旋沉 淀 槽→ 薄 板冷 卻系 統(tǒng) →通 風(fēng) →發(fā) 酵 ↓ ↑ （酒花糟 +熱凝固物） （無(wú)菌空氣） 第一章 啤酒工藝選擇與論證 13 1. 酒花分離 使用酒 花球 果， 并加入 到煮 沸鍋 的工 藝，在 煮沸 結(jié)束 后應(yīng) 盡快分 離出酒花糟，我國(guó)廣泛使用帶篩孔的酒花分離器。 2. 熱凝固物的分離 糖化醪 過(guò)濾 后得到 的麥 汁中含 有水 溶性 的清蛋 白和 部分鹽 溶性 球蛋白以及水溶性高肽等，這些物質(zhì)在煮沸時(shí)變性和多酚結(jié)合形成熱凝固物。 濕熱凝固物（含揮發(fā)物 80%85%），占麥汁量 的 %%，每立方米麥汁約得絕干熱凝固物 。近代 80%90%的工廠均采用回旋沉淀槽法，利用旋轉(zhuǎn)麥汁離心力分離。 3. 冷凝固物分離 冷凝固物是分離熱凝固物后澄清的麥汁，在冷卻到 50℃以下，隨著冷卻進(jìn)行，麥汁重新析出的渾濁物質(zhì)，并在 25℃左右析出最多。若把此麥汁重新加熱到 60℃以上，麥汁又恢復(fù)澄清透明，因此，這是可逆的。 麥汁的充氧 1. 熱麥汁的氧化 麥汁在 高溫 之下接 觸氧 ，此 時(shí)氧 很少以 溶解 形式 存在， 而是 和麥汁中糖類 、蛋白 質(zhì)、酒 花樹 脂、多 酚等發(fā) 生氧 化反應(yīng) 。麥 汁在高 溫下應(yīng) 該接觸空 氣和應(yīng) 該嚴(yán)格 禁止 接觸 空 氣，兩 種對(duì) 立觀點(diǎn) 在啤 酒節(jié)共 存。目 前我國(guó)認(rèn)為從麥芽粉加水投料至冷卻前，隔氧操作是關(guān)鍵措施。 2. 冷卻麥汁的充氧 麥汁冷 卻至 發(fā)酵接 種溫 度以 后， 即使與 氧接 觸， 氧化反 應(yīng)較 微弱，氧在麥 汁中呈 溶解狀 態(tài)， 是酵母 前期繁 殖必 須的。 麥汁 濃度增 加減少 飽和溶氧量。充氧操作為：麥汁溫度降至 6℃以下，空氣通風(fēng)， 10176。 P 麥汁飽和溶氧量為 。 3. 冷麥汁通風(fēng)方法 若采用純氧，溶氧將達(dá)到 40ml/L 以上。一般 只有快速發(fā)酵法生產(chǎn)啤酒時(shí)采 用純氧 ，普通 啤酒 發(fā)酵采 用壓縮 空氣 通風(fēng)， 即將 無(wú)菌， 無(wú)油的 壓縮空氣 在麥汁 冷卻的 輸送 線路中 ，通 過(guò) 文丘 里管或 不銹 鋼舌片 混合器 ，肽管混合器，在線上充氧。此外麥汁應(yīng)采 取分批進(jìn)罐，冷麥汁通風(fēng)時(shí)間 ，宜早不宜晚，最后 12 批進(jìn)罐麥汁不再通風(fēng)。 啤酒發(fā)酵 啤酒酵母 1. 啤酒酵母的分類 能使含糖液體自然發(fā)酵，生成二氧化碳和酒精，液面上形成“膜”，器底形成“沉淀”的生物，統(tǒng)稱為“酵母”。廣義上說(shuō)，凡是單細(xì)胞、世 14 代時(shí)間較長(zhǎng)的低等真核生物，統(tǒng)稱為“酵母”。 酵母的分類 ： ：發(fā)酵度高，沉淀慢而不凝集 酵母：發(fā)酵度低，凝集性強(qiáng)，沉淀快 爾斯貝酵母： 卡爾倍一號(hào)， 發(fā)酵度高，沉淀慢；卡 爾號(hào)二號(hào)，發(fā)酵度低，沉淀快。 2. 啤酒酵母的絮凝 啤酒酵 母的 絮凝特 性是 重要 的生 產(chǎn)特性 ，它 會(huì)影 響酵母 的回 收再利用于發(fā) 酵的可 能，影 響發(fā) 酵速率 和發(fā)酵 度， 影響啤 酒過(guò) 濾方法 的啤酒 風(fēng)味。酵 母細(xì)胞 不同的 絮凝 能力受 到其自 身的 基因和 外界 作用影 響，金 屬離子對(duì)凝聚作用的影響極大，凝聚作用的強(qiáng)度還依賴于 基質(zhì)的離子濃度 ，尤其是鈣離子含量達(dá)到 30mg/l 以上時(shí)的 促凝作用相當(dāng)顯著，其他二價(jià) 離子也能促凝，但是單價(jià)離子會(huì)因“反離子效應(yīng)”對(duì)其產(chǎn)生抑制作用。 3. 啤酒酵母的擴(kuò)大培養(yǎng) 啤酒酵 母純 正與否 ，對(duì) 啤酒 發(fā)酵 和啤酒 質(zhì)量 的影 響很大 。啤 酒 工廠生產(chǎn)使 用的酵 母由保 存的 純種酵 母，經(jīng) 過(guò)擴(kuò) 大培養(yǎng) ，達(dá) 到一定 數(shù)量后 ，供生產(chǎn) 現(xiàn)場(chǎng)使 用。每 個(gè)啤 酒廠都 應(yīng)保存 適合 本廠使 用的 純種酵 母，以 保證生產(chǎn)的啤酒具有穩(wěn)定的風(fēng)格和特性。 啤酒酵母擴(kuò)大培養(yǎng)的順序如下： 斜面試 管（原 菌種 ）→富 氏瓶 或試管 培養(yǎng) →巴氏 瓶或 三角瓶 培養(yǎng)→卡氏罐培養(yǎng)→漢生罐培養(yǎng)→酵母擴(kuò)大培養(yǎng)罐→酵母繁殖罐→發(fā)酵罐。 以上從斜 面試管 到卡氏 罐培養(yǎng) 為實(shí)驗(yàn) 室擴(kuò)大 培養(yǎng) 階段； 漢生罐 以后為生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)擴(kuò)大培養(yǎng)階段。 4. 接種量 表 21 不同麥汁濃度的酵母添加量 麥汁濃度 酵母泥添加量 7～ 9 ～ 10～ 12 ～ 13～ 15 ～ 16～ 20 ～ 啤酒發(fā)酵方法的選擇 啤酒發(fā)酵方法主要有以下幾種方式：傳統(tǒng)發(fā)酵，錐形罐發(fā)酵；連續(xù)發(fā)酵法，分批式發(fā)酵法；上面發(fā)酵法，下面發(fā)酵法；一罐發(fā)酵法，兩罐法發(fā)酵；本設(shè)計(jì)選用的是兩罐式發(fā)酵法。以下就這幾種發(fā)酵方法進(jìn)行分第一章 啤酒工藝選擇與論證 15 析和比較來(lái)進(jìn)行取舍。 連續(xù)發(fā)酵主要有多罐式連續(xù)發(fā)酵和塔式連續(xù)發(fā)酵，這種連續(xù)發(fā)酵系統(tǒng)都可大大縮短發(fā)酵周期，提高設(shè)備利用率，降低了投資，減少了酒損，降低了蒸汽、勞動(dòng)力和洗刷費(fèi)用，提高了酒花利用率，且產(chǎn)生的成 品啤酒質(zhì)量穩(wěn)定。但是這幾種連續(xù)體系也各有不足：多罐式系統(tǒng)需攪拌，動(dòng)力消耗大。塔式系統(tǒng)對(duì)酵母要求高，使用的酵母不僅要求發(fā)酵度高，而且要求凝聚性強(qiáng)。并且塔式觀造價(jià)高，不利于小規(guī)模生產(chǎn)。更重要的是，連續(xù)發(fā)酵法啤酒從風(fēng)味上品評(píng)與間歇法啤酒差別大，難以被消費(fèi)者接受。 八十年代后，錐形罐發(fā)酵取代了傳統(tǒng)發(fā)酵，生產(chǎn)周期得到了縮短，而連續(xù)發(fā)酵由于污染和風(fēng)味（特別是雙乙酰）控制的困難逐步停止了使用。從實(shí)際情況出發(fā)，故本設(shè)計(jì)不采用此法。 傳統(tǒng)的下 面發(fā)酵 法， 主發(fā)酵 容器安 置在空 氣過(guò)濾 ，絕熱 良好和 清潔衛(wèi)生的發(fā)酵室內(nèi)。室溫 保持 5～ 6℃；采用開放式或密閉式、圓形或方形的主發(fā)酵 容器。 后發(fā)酵 則設(shè)置 在單獨(dú) 的貯酒 室內(nèi)， 采用金 屬或木 制的貯酒罐，作后發(fā)酵和貯酒用。貯酒室溫保持在 O～ l℃。 下面發(fā)酵的工藝特點(diǎn)是： （ 1） 采用下 面酵母 ，主發(fā) 酵溫度 比較低 ，發(fā)酵 進(jìn)程比 較緩慢 ，發(fā)酵的代謝 副產(chǎn)物 相對(duì)較 少。主 發(fā)酵完 畢后， 大部分 酵母沉 降發(fā)酵 容器底部。 （ 2） 下面發(fā)酵啤酒的后發(fā)酵和貯酒期比較長(zhǎng)，酒液澄清良好。 C02飽和穩(wěn)定，酒的泡沫細(xì)微，風(fēng)味柔和，保存期較長(zhǎng)。 啤酒發(fā)酵系以上面發(fā)酵為起源，而后由于選用的純粹培養(yǎng)酵母不同，劃分為上 面發(fā)酵 與下 面 發(fā)酵兩 種啤酒 發(fā)酵類 型。上 面發(fā)酵 在發(fā)酵 外觀、技術(shù)操作 和發(fā)酵 設(shè)備方 面與下 面發(fā)酵 有所不 同，但 兩者的 發(fā)酵機(jī) 理是一致的。 上面發(fā)酵工藝的特點(diǎn) （ 1） 上面發(fā) 酵系采 用上面 酵母， 是在較 高的溫 度 (15～ 20℃ )下進(jìn)行的。酵 母起發(fā) 快，接 種量可 以減少 ，形成 的酵母 新細(xì)胞 較多。 發(fā)酵終了，大部 分酵母 浮在液 面，酵 母回收 工作雖 較下面 發(fā)酵復(fù) 雜，但 酵母使用代數(shù)遠(yuǎn)較下面發(fā)酵為多，長(zhǎng)久沒(méi)有衰退現(xiàn)象。 （ 2） 上面發(fā) 酵的麥 汁接種 溫度為 13～ 16℃，比 較高。 發(fā)酵 2～ 3天，當(dāng)酵 母升至 液面時(shí) ，為發(fā) 酵旺盛 階段， 此時(shí)應(yīng) 開始降 低液溫 ，可采 16 用 12～ 14℃冷水 冷卻，并在酵母形成泡蓋時(shí)立即 撤去，發(fā)酵 4～ 6 天即行結(jié)束。 （ 3） 發(fā)酵結(jié)束后，酵母成緊密的一層浮在液面上，厚為 3～ 4cm。 （ 4） 上 面發(fā)酵在 發(fā)酵過(guò) 程中通風(fēng) 時(shí)間長(zhǎng) ，目的是 使酵母 分散懸浮在發(fā)酵液中，對(duì)凝集性強(qiáng)的酵母，通風(fēng)尤屬必要。 （ 5） 上面發(fā) 酵一般 不采用 后發(fā)酵 ，主發(fā) 酵的發(fā) 酵度接 近最終 發(fā)酵度。分離 酵母后 ，加膠 處理， 貯藏澄 清一階 段，采 用人工 充二氧 化碳，使達(dá)飽和。若上面發(fā)酵采用 后發(fā)酵工藝，下酒時(shí)，酒液中 保留部分殘?zhí)?，繼續(xù)發(fā)酵，產(chǎn)生的二氧他碳飽和在酒中。 （ 6） 上面發(fā) 酵釀制 的啤酒 成熟快 ，設(shè)備 周轉(zhuǎn)快 ，啤酒 有獨(dú)特 的 風(fēng)味，但保存期短。 從實(shí)際出發(fā)，選用下面酵母發(fā)酵法。