精酿啤酒生产中CO2对啤酒口感影响及如何预防.doc

1、精 酿 啤 酒 生 产 中 CO2 对 啤 酒 口 感 影 响 及 如 何 预 防山 东 尊 皇 酿 酒 设 备 有 限 公 司 小 编 整 理 编 辑 ， 精 酿 啤 酒 生 产 中 CO2 对 啤 酒 口 感 影 响 及 如 何 预 防 。（ 无 图 ， 纯 文 字 贴 ， 比 较 练 眼 ）二 氧 化 碳 是 啤 酒 的 重 要 成 分 之 一 ， 它 能 有 效 提 高 啤 酒 呈 味 物 质 的 效 果 ， 延 长 啤 酒 的 保 存 期 ， 饮 用时 给 人 以 清 爽 、 刺 激 的 杀 口 感 。啤 酒 中 的 二 氧 化 碳 是 发 酵 过 程 中 产 生 的 或 部 分 人

2、 工 补 充 的 ， 啤 酒 中 二 氧 化 碳 含 量 在0.45% 0.60%之 间 ， 二 氧 化 碳 含 量 大 小 直 接 影 响 着 啤 酒 的 口 感 、 风 味 及 保 质 期 。当 二 氧 化 碳 含 量 不 足 时 ， 啤 酒 中 的 发 泡 性 就 会 降 低 ， 碳 酸 气 给 人 的 刺 激 太 轻 微 ， 口 感 平 淡 无 味 ，啤 酒 就 会 失 去 应 有 的 特 色 ； 当 二 氧 化 碳 含 量 过 高 时 ， 杀 口 力 太 强 也 会 冲 淡 啤 酒 应 有 的 独 特 风 味 如香 味 、 苦 味 等 ， 同 时 还 会 造 成 啤 酒 泡 沫 多

3、、 易 爆 瓶 等 现 象 。因 此 ， 作 为 酿 造 工 作 者 要 想 生 产 出 高 质 量 的 啤 酒 ， 就 必 须 充 分 掌 握 CO2 的 有 关 性 质 、 质 量 要求 及 控 制 措 施 。1. CO2 的 基 本 性 质1.1 CO2 在 水 中 的 溶 解 性CO2 无 色 、 无 味 、 无 臭 能 大 量 的 溶 解 于 水 中 ， 且 易 液 化 ， 这 是 CO2 十 分 重 要 的 特 性 。 CO2溶 解 于 水 时 ， 其 溶 解 量 与 压 力 、 水 温 、 气 液 两 相 的 接 触 表 面 积 等 有 关 ， 啤 酒 中 CO2 的 含 量 ，

4、通 常 以 溶 解 的 体 积 倍 数 衡 量 。 在 1 个 物 理 大 气 压 下 ， 温 度 在 15.5 时 ， 1 体 积 的 水 可 溶 解 1体 积 的 CO2。1.2 水 温 与 CO2 溶 解 度 的 关 系在 压 力 不 变 的 情 况 下 ， CO2 的 溶 解 度 随 着 水 温 的 下 降 而 增 加 。 反 之 ， 则 溶 解 度 减 少 。 在 1 个大 气 压 下 CO2 的 溶 解 度 与 水 温 的 关 系 见 表 1：表 1 在 1 个 大 气 压 下 CO2 的 溶 解 度 （ 1 升 水 中 ）1.3 压 力 与 CO2 溶 解 度 的 关 系 。在

5、水 温 不 变 的 情 况 下 ， CO2 的 溶 解 度 随 着 压 力 的 增 加 而 增 加 ， 在 490kPa 以 下 的 压 力 时 ， 溶 解度 压 力 曲 线 近 似 一 条 直 线 ， 也 就 是 服 从 亨 利 定 律 。 例 如 ， 在 15.56 时 ， 测 得 啤 酒 的 压 力 为98kPa， 按 亨 利 定 律 S HPi， 从 上 表 中 可 查 出 在 标 准 大 气 压 和 15.56 的 温 度 下 ， 亨 利 常 数H=1。 S=Pi=（ P+1） =（ 1+1） =2（ 倍 体 积 ）式 中 ： S溶 解 量 ， Pi绝 对 压 力 ， P表 压 力

6、， 该 啤 酒 所 含 游 离 CO2 为 2 倍 体 积 。1.4 气 液 接 触 面 积 和 时 间 与 CO2 溶 解 度 的 关 系在 一 定 压 力 和 温 度 下 ， CO2 在 水 中 的 溶 解 度 ， 随 着 接 触 表 面 积 的 增 大 和 接 触 时 间 的 延 长 而 增 大 。1.5 水 和 CO2 中 空 气 的 含 量 与 CO2 溶 解 度 的 关 系CO2 在 水 中 的 溶 解 度 与 水 和 CO2 中 存 在 的 空 气 有 关 。 在 同 一 压 力 和 温 度 下 ， 水 和 CO2 中 所 含 的空 气 越 少 ， 水 中 溶 解 的 CO2 就

7、 越 多 。 在 一 个 大 气 压 下 ， 温 度 20 时 二 氧 化 碳 、 氧 、 氮 的 溶 解度 如 下 ：1.5.1 容 积 水 溶 解 二 氧 化 碳 0.88 容 积 ；1.5.2 容 积 水 溶 解 氧 0.028 容 积 ；1.5.3 容 积 水 溶 解 氮 0.015 容 积 ；1.5.4 容 积 水 溶 解 空 气 （ 20%氧 和 80%氮 组 成 ） 0.0176 容 积 ；1.5.5 在 1 容 积 水 中 溶 解 二 氧 化 碳 与 溶 解 空 气 的 容 积 为 ： 0.88： 0.0176=50： 1， 即 如 要 水 中溶 解 1 容 积 的 空 气 将

8、 要 挤 出 50 倍 于 空 气 容 积 的 二 氧 化 碳 。 因 此 ， 溶 解 二 氧 化 碳 的 水 中 的 空 气 尽量 要 少 ， 二 氧 化 碳 的 纯 度 尽 量 要 高 。 对 于 采 用 啤 酒 高 浓 稀 释 工 艺 的 厂 家 一 定 要 注 意 上 述 两 个 因 素的 重 要 影 响 ， 应 采 取 措 施 对 氧 含 量 加 以 控 制 。2. 啤 酒 中 CO2 的 主 要 作 用2.1 调 节 风 味 ， 在 啤 酒 中 碳 酸 起 到 缓 和 溶 液 pH 值 的 作 用 ， 使 啤 酒 中 各 种 风 味 更 协 调 ， 并 赋 予啤 酒 较 强 的 杀

9、 口 性 ， 具 有 开 胃 、 通 气 、 清 凉 、 消 暑 的 作 用 ；2.2 有 利 于 促 进 啤 酒 泡 沫 的 形 成 ， 并 有 利 于 泡 沫 的 均 匀 性 、 稳 定 性 和 持 久 性 ；2.3 能 有 效 隔 阻 氧 气 的 溶 入 ， 提 高 啤 酒 的 抗 氧 化 能 力 ， 延 长 啤 酒 的 保 鲜 时 间 ；2.4 啤 酒 中 溢 出 的 CO2 有 利 于 啤 酒 芳 香 气 味 的 散 发 ；2.5 溶 解 在 啤 酒 内 的 CO2 能 抑 制 杂 菌 生 长 ， 增 强 啤 酒 的 防 腐 能 力 ， 延 长 啤 酒 的 保 存 期 ；2.6 能

10、降 低 啤 酒 的 pH 值 ， 促 进 酒 花 树 脂 析 出 ， 使 啤 酒 苦 味 更 加 柔 和 ；3 二 氧 化 碳 的 质 量 要 求3.1 外 购 二 氧 化 碳 的 质 量 要 求目 前 ， 国 内 啤 酒 行 业 使 用 的 二 氧 化 碳 主 要 有 天 然 二 氧 化 碳 、 发 酵 碳 酸 气 和 化 工 厂 废 气 碳 酸 气 等 。一 般 的 二 氧 化 碳 气 中 都 含 有 少 量 的 杂 质 和 异 臭 ， 必 须 经 过 净 化 （ 氧 化 、 碱 洗 、 水 洗 、 脱 臭 和 吸 湿等 ） 精 制 后 ， 才 能 用 于 生 产 。 由 于 二 氧 化

11、碳 是 啤 酒 的 主 要 呈 味 物 质 ， 它 的 质 量 优 劣 会 直 接 影 响 成品 酒 的 风 味 和 口 感 ， 因 此 ， 啤 酒 厂 对 外 购 二 氧 化 碳 的 质 量 必 须 进 行 严 格 控 制 和 验 收 ：3.1.1 二 氧 化 碳 的 纯 度 容 积 比 99.9%以 上 ， 无 色 、 无 味 、 含 水 量 不 大 于 0.1%， 其 水 溶 液 呈 微酸 性 ;3.1.2 二 氧 化 碳 的 成 分 中 ， 氢 氧 化 钾 不 吸 收 物 不 大 于 1%， 不 得 含 有 其 它 气 体 如CO、 SO2、 SO3、 NH3 和 矿 物 油 等 杂

12、质 ；3.1.3 在 贮 存 及 输 运 过 程 中 必 须 保 证 CO2 的 质 量 不 会 改 变 ， 为 此 笔 者 建 议 ， 在 制 造 贮 存 和 运 输食 品 级 液 体 CO2 的 贮 罐 及 槽 车 内 筒 时 （ 采 用 双 层 真 空 粉 末 绝 热 技 术 工 艺 ） ， 最 好 使 用 不 锈 钢 材料 ， 对 贮 存 和 运 输 纯 度 在 99.9 （ V V） 的 食 品 级 液 体 CO2， 用 碳 钢 材 料 来 制 造 内 筒 是 不 合 适的 ， 为 了 保 证 99.9 （ V V） 以 上 纯 度 的 食 品 级 液 体 质 量 ， 应 该 采 用

13、 不 锈 钢 材 料 制 造 内 筒 的 贮罐 和 槽 车 ， 这 是 不 能 忽 视 的 问 题 。 CO2 在 啤 酒 的 生 产 工 艺 中 及 提 高 其 产 品 质 量 能 起 到 举 足 轻 重的 作 用 ， 在 这 方 面 ， 啤 酒 企 业 一 定 要 引 起 足 够 的 重 视 ；3.2 回 收 二 氧 化 碳 的 质 量 要 求由 于 二 氧 化 碳 也 是 啤 酒 发 酵 过 程 的 副 产 物 之 一 ， 经 过 回 收 、 净 化 和 提 纯 处 理 后 既 得 到 综 合 利 用 ，减 少 了 温 室 气 体 的 排 放 ， 保 护 了 环 境 ， 提 升 了 啤

14、酒 的 新 鲜 度 ， 又 可 以 降 低 成 本 ， 可 谓 益 处 多 多 。但 啤 酒 发 酵 过 程 产 生 的 大 量 二 氧 化 碳 气 体 中 夹 带 高 级 醇 、 酒 精 、 DMS 及 二 氧 化 硫 等 有 异 杂 味 的物 质 ， 需 要 经 过 物 理 处 理 后 ， 除 去 异 杂 味 物 质 而 得 到 口 味 纯 净 、 纯 度 达 到 标 准 要 求 的 二 氧 化 碳 。再 经 提 纯 后 的 二 氧 化 碳 气 体 就 可 用 于 啤 酒 过 滤 填 充 和 制 备 脱 氧 水 填 充 ， 亦 可 用 作 排 氧 与 背 压 。 经回 收 、 纯 化 后

15、的 CO2 纯 度 要 求 达 到 99.99 （ V V） 以 上 ， 否 则 将 影 响 使 用 效 果 。 有 了 纯 度 高 、质 量 好 的 CO2， 则 可 生 产 高 质 量 、 高 品 位 的 啤 酒 ， 且 在 色 、 香 、 味 、 口 感 上 会 有 极 大 的 改 观 ， 易于 被 市 场 接 受 。4. 二 氧 化 碳 的 主 要 用 途在 啤 酒 生 产 中 除 麦 汁 冷 却 过 程 需 要 充 氧 外 ， 其 他 生 产 过 程 （ 包 括 酿 造 、 包 装 过 程 ） 均 需 要 隔 绝 氧气 ， 尽 量 减 少 氧 的 摄 取 。 所 以 ， 就 需 要

16、在 酿 造 容 器 、 灌 装 机 充 有 隔 绝 氧 气 的 惰 性 气 体 。 二 氧 化 碳则 是 构 成 啤 酒 泡 沫 和 杀 口 的 骨 架 成 分 ， 也 是 最 好 隔 氧 的 惰 性 气 体 。 啤 酒 生 产 中 CO2 的 用 途 主要 有 两 点 ： 一 是 直 接 添 加 至 酒 体 中 ； 二 是 用 于 啤 酒 的 气 封 隔 氧 。 具 体 应 用 如 下 ：4.1 对 糊 化 锅 、 糖 化 锅 、 煮 沸 锅 及 沉 淀 槽 等 糖 化 系 统 进 行 醪 液 的 隔 氧 保 护 处 理 ， 减 少 氧 的 摄 入 、提 高 麦 汁 的 新 鲜 度 ；4.2

17、 用 于 制 备 低 溶 解 氧 含 量 的 碳 酸 水 ， 在 啤 酒 高 浓 稀 释 工 艺 中 使 用 ；4.3 清 酒 过 滤 过 程 中 对 发 酵 罐 、 清 酒 罐 、 脱 氧 水 罐 和 补 土 缸 等 容 器 进 行 CO2 背 压 ， 防 止 氧 的 溶入 ；4.4 为 保 证 成 品 酒 质 量 依 据 高 浓 发 酵 液 、 稀 释 比 例 、 发 酵 液 CO2 含 量 等 技 术 参 数 对 清 酒 进 行CO2 在 线 补 充 ；4.5 对 发 酵 液 进 行 洗 涤 ， 除 去 双 乙 酰 、 硫 化 物 、 醛 等 挥 发 性 生 青 味 物 质 ， 加 快

18、啤 酒 成 熟 ；4.6 灌 装 过 程 中 ， 采 用 CO2 引 酒 、 顶 水 、 二 次 抽 真 空 和 酒 缸 、 容 器 等 背 压 ， 目 的 是 气 封 隔 氧 ；5.啤 酒 生 产 过 程 中 CO2 的 控 制 措 施5.1 啤 酒 发 酵 过 程 中 的 控 制 措 施在 啤 酒 发 酵 过 程 中 ， 酒 液 中 二 氧 化 碳 的 含 量 取 决 于 所 采 取 的 工 艺 措 施 ， 特 别 是 发 酵 温 度 和 封 罐 压力 的 选 择 尤 为 重 要 。 根 据 亨 利 定 律 ， 发 酵 液 CO2 含 量 随 着 贮 酒 压 力 的 升 高 而 升 高 ，

19、 随 着 贮 酒 温度 的 降 低 而 升 高 。 贮 酒 压 力 一 般 控 制 在 0.05 0.07MPa， 温 度 一 般 控 制 在 0 -1.5 之 间 。 若发 酵 液 CO2 含 量 高 ， 可 适 当 降 低 贮 酒 压 力 ， 但 不 得 低 于 0.04MPa。 若 发 现 发 酵 液 CO2 含 量 偏 低 ，则 可 通 过 外 加 方 式 ， 以 弥 补 CO2 的 不 足 。 具 体 控 制 措 施 ： 当 发 酵 液 满 罐 78 天 时 在 化 验 双 乙酰 含 量 的 同 时 检 测 CO2 含 量 ， 根 据 发 酵 液 CO2 含 量 调 整 发 酵 罐

20、压 力 ：5.1.1 发 酵 液 CO2 含 量 小 于 0.45 ， 说 明 酒 液 发 酵 异 常 ， 应 采 取 必 要 的 工 艺 措 施 调 升 罐 压 ；5.1.2 发 酵 液 CO2 含 量 0.45 0.50 时 ， 罐 压 继 续 升 高 ；5.1.3 发 酵 液 CO2 含 量 0.55 0.60 时 ， 罐 压 不 变 ；5.1.4 发 酵 液 CO2 含 量 大 于 0.60 时 ， 罐 压 降 至 0.07MPa 以 下 ；5.1.发 酵 液 内 CO2 达 到 饱 和 ， 此 时 CO2 含 量 可 以 通 过 以 下 公 式 计 算 ： C02( )=0.298+

21、4p-0.008t(P 为 罐 压 MPa； t 为 贮 酒 温 度 )；5.2 清 酒 过 滤 过 程 中 的 控 制 措 施贮 酒 期 C02 含 量 相 对 稳 定 ， 在 正 常 滤 酒 过 程 中 发 酵 液 C02 损 失 在 0.0l 0.02 之 间 。 因 此 ，在 滤 酒 前 ， 先 检 测 发 酵 液 CO2 含 量 再 决 定 滤 酒 工 艺 。5.2.1 滤 酒 过 程 中 会 损 失 CO2， 因 此 ， 发 酵 液 CO2 含 量 在 0 55 0 60 之 间 ， 可 以 正 常 过滤 。 首 先 将 清 酒 罐 用 CO2 背 压 至 0.10MPa， 酒 液

22、 开 始 进 入 清 酒 罐 时 C02 损 失 很 大 ， 但 随 着 酒 液液 位 的 不 断 提 高 CO2 损 失 会 越 来 越 少 ， 到 滤 酒 结 束 时 要 保 持 清 酒 罐 压 力 不 低 于 0 08MPa；5.2.2 对 于 CO2 含 量 偏 低 的 发 酵 液 ， 可 以 采 取 与 CO2 含 量 较 高 的 发 酵 液 勾 兑 混 合 ， 以 使 混 合 后的 清 酒 CO2 含 量 达 标 ；5.2.3 对 于 采 取 高 浓 稀 释 工 艺 的 厂 家 ， 所 制 备 的 碳 酸 水 二 氧 化 碳 含 量 应 接 近 或 略 高 于 发 酵 液 的 二氧

23、 化 碳 含 量 ， 促 使 稀 释 后 的 清 酒 CO2 处 于 平 衡 状 态 ；5.2.4 合 理 安 排 生 产 时 间 ， 过 滤 后 的 清 酒 应 在 24 小 时 内 灌 装 结 束 ， 以 避 免 啤 酒 在 清 酒 罐 内 贮 存时 间 过 长 ， 因 温 度 变 化 而 影 响 CO2 含 量 ；5.3 成 品 酒 的 控 制 措 施5.3.1 CO2 是 保 证 啤 酒 独 特 口 味 和 泡 沫 性 能 的 关 键 ， 而 温 度 和 压 力 则 是 影 响 啤 酒 中 CO2 溶 解 量的 主 要 因 素 。 实 践 表 明 ， 啤 酒 温 度 越 低 ， 灌 装

24、 背 压 越 高 ， CO2 越 不 容 易 溢 出 。 因 此 ， 为 尽 量 减少 啤 酒 中 CO2 的 损 失 ， 灌 装 时 应 严 格 控 制 啤 酒 温 度 和 背 压 气 体 的 压 力5.3.2 灌 装 速 度 对 酒 体 CO2 的 损 失 也 产 生 一 定 的 影 响 。 正 常 灌 装 时 ， 酒 体 中 的 CO2 损 失 较 少 ，但 当 设 备 出 现 故 障 时 ， 灌 装 速 度 放 慢 ， 造 成 CO2 损 失 较 大 ， 因 此 ， 为 了 确 保 成 品 酒 C02 含 量 ，必 须 保 证 设 备 的 运 转 效 率 ；5.3.3 提 高 包 装

25、瓶 子 的 刷 洗 质 量 ， 防 止 因 瓶 子 刷 洗 不 净 而 造 成 成 品 酒 CO2 的 损 失 ；5.3.4 合 理 控 制 啤 酒 杀 菌 的 PU 值 ， 既 要 保 证 啤 酒 的 杀 菌 质 量 ， 又 要 保 证 酒 体 中 的 CO2 不 得 过多 逸 失 。5.4 各 工 艺 阶 段 CO2 用 量 的 控 制5.4.1 贮 酒 结 束 时 ， 酒 液 中 含 CO2 量 在 0.55-0.60%之 间 ， 依 据 国 标 规 定 的 成 品 啤 酒 CO2 含 量 ，在 发 酵 液 CO2 含 量 很 低 及 稀 释 比 例 超 过 40%时 ， 清 酒 中 C

26、O2 添 加 量 约 为 4.5kg/KL；5.4.2 清 酒 罐 、 脱 氧 水 罐 、 缓 冲 罐 背 压 耗 CO2 量 约 为 5.0 kg/ KL；5.4.3 灌 装 （ 含 二 次 抽 真 空 ） 时 背 压 耗 CO2 量 约 为 7kg/ KL；5.4.4 硅 藻 土 溶 解 和 添 加 时 需 置 换 其 中 氧 气 ， 需 用 CO2 量 为 0.8 kg/ KL；5.4.5 其 它 送 酒 管 道 、 过 滤 设 备 耗 CO2 量 为 0.3kg/ KL；5.4.6 从 啤 酒 过 滤 至 包 装 压 盖 约 消 耗 CO2 总 量 为 18kg/KL；结 束 语二 氧

27、 化 碳 在 啤 酒 工 业 的 作 用 愈 来 愈 倍 受 重 视 ， 它 不 仅 是 啤 酒 的 呈 味 物 质 ， 决 定 着 啤 酒 口 味 的 优 劣 ，而 且 是 啤 酒 的 护 卫 者 ， 对 啤 酒 的 新 鲜 度 和 保 质 期 起 到 至 关 重 要 的 保 护 作 用 。 毋 容 置 疑 ， 二 氧 化 碳质 量 的 好 坏 、 含 量 的 高 低 和 生 产 过 程 控 制 措 施 是 否 得 当 都 将 直 接 影 响 着 啤 酒 的 内 在 质 量 。 因 此 ，作 为 啤 酒 酿 造 工 作 者 对 于 二 氧 化 碳 的 工 艺 控 制 应 当 引 起 我 们 的 足 够 重 视 。